STUDY OF INFLUENCE OF FREEZING-DEFROSTING ON THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF MEAT SYSTEMS

There were studied thermophysical properties of meat systems, based on comminuted beef with different chemical compositions in the process of freezing-defrosting. It was demonstrated, that the morphological base of meat (the ratio of muscular, connective and fatty tissues) and its chemical composition essentially influence thermophysical properties in the process of freezing-defrosting. It was revealed, that under conditions of realization of freezing-defrosting cycle with the fat mass share increase, the temperature increase of the maximal speed of crystal creation, decrease of the cryoscopic temperature interval, increase of the share of moisture that changes its aggregate state in the cryoscopic temperature interval, increase of specific heat of the phase transfer in the cryoscopic temperature interval are observed in a meat system. The type of changes of the cryoscopic temperature interval allows to detect that fat essentially influences the process of freezing-defrosting. The realized studies of comparison of thermodynamic changes in meat systems at refrigerator processing allowed to determine the strategy of saving meat systems’ stability that is in providing meat proteins’ colloid stability and renewing initial properties of the meat raw material after storage and defrosting.&nbsp

PROBATION OF THE APPARATUS FOR LOW-TEMPERATE PROCESSING OF MEAT CULINARY PRODUCTS BY IR-RADIATION

The improvement of existent technological processes of making meat culinary products and development of the correspondent principally new resource-effective equipment is an urgent task. There was probated the developed apparatus of the low-temperature processing of meat culinary products by IR-radiation with the further qualitative assessment of ready culinary products for solving it. The results of the conducted studies provide making high-quality, juicy meat products without a crust that generally provides spreading the assortment of products under conditions of their low-temperature processing in a price category, attractive for a consumer. A flexible film resistive electric heater of the radiating type (FFREhRT) was used as a heating element for providing the even low-temperature processing of meat products at the expanse of taking the working geometry of a chamber of the apparatus by it. For providing the autonomy of the work of air-ejecting ventilators, there was offered to use Peltier elements that allow to transform secondary heat of FFREhRT in the low-voltage feeding tension and to provide cooling of the external surface of the apparatus synchronously. The apparatus is mobile that provides its displacement directly in places of realization. At the studies, there was established the culinary readiness degree of meat products of the spheric form with diameter 0,1±0,01m by reaching temperature 53…85 оС in the product center. The evenness of the heat flow distribution within the working chamber was proved by the data, obtained from thermocouples, placed on the metal spheric model of a meat product sample in real time by 7 thermocouples. As a result of analyzing the geometric model of placing Peltier elements, it has been established, that for providing the low-voltage tension of ventilators at level 3,55 V, 10 successively connected elements are necessary. The offered innovative construction-technological solutions allow to make high-quality, juicy meat products without a crust that generally provides spreading the assortment of products under conditions of their low-temperature processing

Розробка апарата для низькотемпературної обробки м’ясних виробів ІЧ-випромінюванням

The daily increasing demand for meat products with original taste properties causes the need to improve processing of meat raw material. This applies not only to the technology of preparation of raw material, for example its preliminary keeping in various marinades and spices. It is the equipment for manufacturing crust-free meat products that is of great importance.The proposed innovative solution for the development of the plant for low-temperature treatment of meat products by infrared radiation has some design and technological features. Mobility and portability are ensured thanks to easy movement in space. The use of a flexible film resistive electric heater of the radiative type ensures an even distribution of the heat flow and makes it possible to repeat the internal geometry of the operating chamber of the plant. The designed equipment is capable to operate in a sparing low-temperature treatment mode (63…85 °С) with simplified automation of the technological process. The feature of the plant is the ability to use secondary heat coming from the working space of the plant, by absorbing it by the absorbing screen. Its further transformation by conductive heat exchange between the absorbing screen and Peltier elements provides two structural advantages at the same time. Firstly, there occurs low-voltage of supply, which is used for the operation of exhaust fans. It was established that this voltage is formed when the temperature of a meat product reaches the range of 30...35 °C. Secondly, the internal technical space cools down because the temperature of the outer surface of Peltier elements is 10...15 °C. Thus, there is no need for thermal insulation of the plant.It was found that for tender pork, the treatment temperature is 53...80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours; 55…80 °C with the duration of 5.0...9.5 hours for tough pork; 65 ...80 °C with the duration of 4.5...6.0 hours for poultry; 55…80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours for tender beef; respectively, 58…83 °C with the duration of 5.0...10.0 hours for tough beef. Degustation results prove the original organoleptic properties and the effectiveness of using the plant.Ежедневный рост спроса на мясные изделия с оригинальными вкусовыми свойствами обусловливает потребность в совершенствовании переработки мясного сырья. Это относится не только к технологии подготовки сырья, например предварительного его выдерживания в различных маринадах и приправах. Важное значение имеет именно оборудование для изготовления мясных изделий без корочки.Предложенное инновационное решение по разработке аппарата для низкотемпературной обработки мясных изделий ИК-излучением имеет определенные конструктивно-технологические особенности. Благодаря легкому перемещению в пространстве обеспечивается мобильность и портативность. Использование в качестве нагревателя гибкого пленочного резистивного электронагревателя излучательного типа обеспечивает равномерное распределение теплового потока и позволяет повторить внутреннюю геометрию рабочей камеры аппарата. Разработанное оборудование способно работать в щадящем низкотемпературном режиме обработки (63...85 оС) с упрощенной автоматизацией технологического процесса. Особенностью аппарата является возможность использования вторичной теплоты, поступающей из рабочего пространства аппарата, путем поглощения её поглощающим экраном. Дальнейшее ее превращение путем кондуктивного теплообмена между поглощающим экраном и элементами Пельтье, обеспечивает одновременно два конструктивных преимущества. Во-первых, возникает низковольтное напряжение питания, используемое для работы вытяжных вентиляторов. Установлено, что это напряжение образуется при достижении температуры мясного изделия в пределах 30...35 °С. Во-вторых, охлаждается внутреннее техническое пространство, поскольку температура внешней поверхности элементов Пельтье составляет 10...15 °С. Таким образом, исчезает необходимость в теплоизоляции аппарата.Установлено, что для мягкой свинины температура обработки составляет 53...80 °С с продолжительностью 5,0...8,0 ч; для твердой свинины 55...80 °С с продолжительностью 5,0...9,5 ч; для мяса птицы 65...80 °С с продолжительностью 4,5...6,0 ч; для мягкой говядины 55...80 °С с продолжительность 5,0...8,0 ч; для жесткой говядины соответственно 58...83 °С с продолжительностью 5,0...10,0 ч. Результаты дегустации подтверждают оригинальные органолептические свойства и эффективность использования аппаратаЩоденне зростання попиту на м’ясні вироби з оригінальними смаковими властивостями обумовлює потребу в удосконаленні переробки м’ясної сировини. Це стосується не лише технології підготовки сировини, наприклад попереднього її витримування в різноманітних маринадах та приправах. Важливе значення має саме обладнання для виготовлення м’ясних виробів без скоринки.Запропоноване інноваційне рішення з розробки апарата для низькотемпературної обробки м’ясних виробів ІЧ-випромінюванням має певні конструктивно-технологічні особливості. Завдяки легкому переміщенню в просторі забезпечується його мобільність і портативність. Використання в ролі нагрівача гнучкого плівкового резистивного електронагрівача випромінювального типу забезпечує рівномірний розподіл теплового потоку та дозволяє повторити внутрішню геометрію робочої камери апарата. Розроблене обладнання здатне працювати в щадному низькотемпературному режимі обробки (63...85 оС) зі спрощеною автоматизацією технологічного процесу. Особливістю апарата є можливість використання вторинної теплот,и яка надходить від робочого простору апарата, шляхом поглинання її поглинальним екраном. Подальше її перетворення шляхом кондуктивного теплообміну між поглинальним екраном та елементами Пельтьє, забезпечує одночасно дві конструктивні переваги. По-перше, утворюється низьковольтна напруга живлення, яка використовується для роботи витяжних вентиляторів. Виявлено, що така напруга утворюється із досягненням температури м’ясного виробу в межах 30...35 оС. По-друге, охолоджується внутрішній технічний простір, оскільки температура зовнішньої поверхні елементів Пельтьє становить 10...15 оС. Отже, зникає необхідність у теплоізоляції апарата.Установлено, що для м’якої свинини температура обробки становить 53...80 оС із тривалістю 5,0...8,0 год; для твердої свинини 55...80 оС із тривалістю 5,0...9,5 год. Для м’яса птиці 55...80 оС із тривалістю 4,5...6,0 год; для м’якої яловичини 55...80 оС із тривалістю 5,0...8,0 год. А жорсткої яловичини відповідно 58...83 оС із тривалістю 5,0...10,0 год. Результати дегустації підтверджують оригінальні органолептичні властивості та ефективність використання апарат

Розробка апарата для низькотемпературної обробки м’ясних виробів ІЧ-випромінюванням

The daily increasing demand for meat products with original taste properties causes the need to improve processing of meat raw material. This applies not only to the technology of preparation of raw material, for example its preliminary keeping in various marinades and spices. It is the equipment for manufacturing crust-free meat products that is of great importance.The proposed innovative solution for the development of the plant for low-temperature treatment of meat products by infrared radiation has some design and technological features. Mobility and portability are ensured thanks to easy movement in space. The use of a flexible film resistive electric heater of the radiative type ensures an even distribution of the heat flow and makes it possible to repeat the internal geometry of the operating chamber of the plant. The designed equipment is capable to operate in a sparing low-temperature treatment mode (63…85 °С) with simplified automation of the technological process. The feature of the plant is the ability to use secondary heat coming from the working space of the plant, by absorbing it by the absorbing screen. Its further transformation by conductive heat exchange between the absorbing screen and Peltier elements provides two structural advantages at the same time. Firstly, there occurs low-voltage of supply, which is used for the operation of exhaust fans. It was established that this voltage is formed when the temperature of a meat product reaches the range of 30...35 °C. Secondly, the internal technical space cools down because the temperature of the outer surface of Peltier elements is 10...15 °C. Thus, there is no need for thermal insulation of the plant.It was found that for tender pork, the treatment temperature is 53...80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours; 55…80 °C with the duration of 5.0...9.5 hours for tough pork; 65 ...80 °C with the duration of 4.5...6.0 hours for poultry; 55…80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours for tender beef; respectively, 58…83 °C with the duration of 5.0...10.0 hours for tough beef. Degustation results prove the original organoleptic properties and the effectiveness of using the plant.Ежедневный рост спроса на мясные изделия с оригинальными вкусовыми свойствами обусловливает потребность в совершенствовании переработки мясного сырья. Это относится не только к технологии подготовки сырья, например предварительного его выдерживания в различных маринадах и приправах. Важное значение имеет именно оборудование для изготовления мясных изделий без корочки.Предложенное инновационное решение по разработке аппарата для низкотемпературной обработки мясных изделий ИК-излучением имеет определенные конструктивно-технологические особенности. Благодаря легкому перемещению в пространстве обеспечивается мобильность и портативность. Использование в качестве нагревателя гибкого пленочного резистивного электронагревателя излучательного типа обеспечивает равномерное распределение теплового потока и позволяет повторить внутреннюю геометрию рабочей камеры аппарата. Разработанное оборудование способно работать в щадящем низкотемпературном режиме обработки (63...85 оС) с упрощенной автоматизацией технологического процесса. Особенностью аппарата является возможность использования вторичной теплоты, поступающей из рабочего пространства аппарата, путем поглощения её поглощающим экраном. Дальнейшее ее превращение путем кондуктивного теплообмена между поглощающим экраном и элементами Пельтье, обеспечивает одновременно два конструктивных преимущества. Во-первых, возникает низковольтное напряжение питания, используемое для работы вытяжных вентиляторов. Установлено, что это напряжение образуется при достижении температуры мясного изделия в пределах 30...35 °С. Во-вторых, охлаждается внутреннее техническое пространство, поскольку температура внешней поверхности элементов Пельтье составляет 10...15 °С. Таким образом, исчезает необходимость в теплоизоляции аппарата.Установлено, что для мягкой свинины температура обработки составляет 53...80 °С с продолжительностью 5,0...8,0 ч; для твердой свинины 55...80 °С с продолжительностью 5,0...9,5 ч; для мяса птицы 65...80 °С с продолжительностью 4,5...6,0 ч; для мягкой говядины 55...80 °С с продолжительность 5,0...8,0 ч; для жесткой говядины соответственно 58...83 °С с продолжительностью 5,0...10,0 ч. Результаты дегустации подтверждают оригинальные органолептические свойства и эффективность использования аппаратаЩоденне зростання попиту на м’ясні вироби з оригінальними смаковими властивостями обумовлює потребу в удосконаленні переробки м’ясної сировини. Це стосується не лише технології підготовки сировини, наприклад попереднього її витримування в різноманітних маринадах та приправах. Важливе значення має саме обладнання для виготовлення м’ясних виробів без скоринки.Запропоноване інноваційне рішення з розробки апарата для низькотемпературної обробки м’ясних виробів ІЧ-випромінюванням має певні конструктивно-технологічні особливості. Завдяки легкому переміщенню в просторі забезпечується його мобільність і портативність. Використання в ролі нагрівача гнучкого плівкового резистивного електронагрівача випромінювального типу забезпечує рівномірний розподіл теплового потоку та дозволяє повторити внутрішню геометрію робочої камери апарата. Розроблене обладнання здатне працювати в щадному низькотемпературному режимі обробки (63...85 оС) зі спрощеною автоматизацією технологічного процесу. Особливістю апарата є можливість використання вторинної теплот,и яка надходить від робочого простору апарата, шляхом поглинання її поглинальним екраном. Подальше її перетворення шляхом кондуктивного теплообміну між поглинальним екраном та елементами Пельтьє, забезпечує одночасно дві конструктивні переваги. По-перше, утворюється низьковольтна напруга живлення, яка використовується для роботи витяжних вентиляторів. Виявлено, що така напруга утворюється із досягненням температури м’ясного виробу в межах 30...35 оС. По-друге, охолоджується внутрішній технічний простір, оскільки температура зовнішньої поверхні елементів Пельтьє становить 10...15 оС. Отже, зникає необхідність у теплоізоляції апарата.Установлено, що для м’якої свинини температура обробки становить 53...80 оС із тривалістю 5,0...8,0 год; для твердої свинини 55...80 оС із тривалістю 5,0...9,5 год. Для м’яса птиці 55...80 оС із тривалістю 4,5...6,0 год; для м’якої яловичини 55...80 оС із тривалістю 5,0...8,0 год. А жорсткої яловичини відповідно 58...83 оС із тривалістю 5,0...10,0 год. Результати дегустації підтверджують оригінальні органолептичні властивості та ефективність використання апарат

Розробка фізико-математичної моделі процесу кристалізації м’ясних систем

It is proven that the complex of processes that occur during freezing-defrosting of meat systems cannot be described within the framework of the theory of freezing out true solutions. A characteristic feature of meat systems is the heterogeneity in terms of chemical composition, structure and properties. Given this, within the framework of the proposed physical-mathematical model for the process of crystallization, meat system is regarded as a colloidal capillary-porous body. In this case, a process of crystallization is considered as the superposition of two processes: freezing out free moisture (basic process) and a competing process for increasing binding energy for the bound moisture. It was established that the aforementioned processes differently depend on temperature: the speed of freezing out moisture decreases with a decrease in temperature while the rate of the competing process, on the contrary, increases. It was theoretically predicted and experimentally proven that a change in the information parameters of effective specific heat capacity is the criterion of reversibility of the process of low temperature treatment. As revealed by computer simulation, the proposed model more adequately reflects the actual character of dependence of the effective specific heat capacity of meat systems with different composition and properties.Based on the proposed physical-mathematical model for the crystallization of meat systems, we have developed a method for determining effective specific heat capacity (Ce) using the thermograms of freezing-defrosting. Information parameters, which were derived from the temperature dependence of effective specific heat capacity, are: tcr/mel is the temperature of maximum rate of crystal formation (melting), ºC; Dtcr is the cryoscopic interval of temperatures, ºC; DНcr is the specific heat of phase transition in a cryoscopic interval of temperatures, J/K; Dw is the share of moisture, which changes its aggregate state in a cryoscopic interval of temperatures (the amount of free frozen out or melted moisture).The study conducted became the basis for the scientific substantiation of technologies for manufacturing semi-finished frozen minced meat products for the criterion of reversibilityПредставлены данные по разработке физико-математической модели кристаллизации мясных систем. В рамках модели мясные системы рассматривались как коллоидные капиллярно-пористые тела, а процесс кристаллизации – как наложение двух процессов: вымораживание свободной влаги (основной) и увеличение энергии связи для связанной влаги (конкурирующий). Разработан метод определения эффективной удельной теплоемкости по термограмме замораживание-размораживаниеПредставлено дані з розробки фізико-математичної моделі кристалізації мʼясних систем. У межах моделі м’ясні системи розглядалися як колоїдні капілярно-пористі тіла, а процес кристалізації – як накладення двох процесів: виморожування вільної вологи (основний) та збільшення енергії звʼязку для зв’язаної вологи (конкуруючий). Розроблено метод визначення ефективної питомої теплоємності за термограмами заморожування-розморожуванн

PROBATION OF THE APPARATUS FOR LOW-TEMPERATE PROCESSING OF MEAT CULINARY PRODUCTS BY IR-RADIATION

The improvement of existent technological processes of making meat culinary products and development of the correspondent principally new resource-effective equipment is an urgent task. There was probated the developed apparatus of the low-temperature processing of meat culinary products by IR-radiation with the further qualitative assessment of ready culinary products for solving it.The results of the conducted studies provide making high-quality, juicy meat products without a crust that generally provides spreading the assortment of products under conditions of their low-temperature processing in a price category, attractive for a consumer.A flexible film resistive electric heater of the radiating type (FFREhRT) was used as a heating element for providing the even low-temperature processing of meat products at the expanse of taking the working geometry of a chamber of the apparatus by it. For providing the autonomy of the work of air-ejecting ventilators, there was offered to use Peltier elements that allow to transform secondary heat of FFREhRT in the low-voltage feeding tension and to provide cooling of the external surface of the apparatus synchronously. The apparatus is mobile that provides its displacement directly in places of realization. At the studies, there was established the culinary readiness degree of meat products of the spheric form with diameter 0,1±0,01m by reaching temperature 53…85 оС in the product center.The evenness of the heat flow distribution within the working chamber was proved by the data, obtained from thermocouples, placed on the metal spheric model of a meat product sample in real time by 7 thermocouples.As a result of analyzing the geometric model of placing Peltier elements, it has been established, that for providing the low-voltage tension of ventilators at level 3,55 V, 10 successively connected elements are necessary.The offered innovative construction-technological solutions allow to make high-quality, juicy meat products without a crust that generally provides spreading the assortment of products under conditions of their low-temperature processing

Development of the Plant for Low-temperature Treatment of Meat Products Using Ir-radiation

The daily increasing demand for meat products with original taste properties causes the need to improve processing of meat raw material. This applies not only to the technology of preparation of raw material, for example its preliminary keeping in various marinades and spices. It is the equipment for manufacturing crust-free meat products that is of great importance.The proposed innovative solution for the development of the plant for low-temperature treatment of meat products by infrared radiation has some design and technological features. Mobility and portability are ensured thanks to easy movement in space. The use of a flexible film resistive electric heater of the radiative type ensures an even distribution of the heat flow and makes it possible to repeat the internal geometry of the operating chamber of the plant. The designed equipment is capable to operate in a sparing low-temperature treatment mode (63…85 °С) with simplified automation of the technological process. The feature of the plant is the ability to use secondary heat coming from the working space of the plant, by absorbing it by the absorbing screen. Its further transformation by conductive heat exchange between the absorbing screen and Peltier elements provides two structural advantages at the same time. Firstly, there occurs low-voltage of supply, which is used for the operation of exhaust fans. It was established that this voltage is formed when the temperature of a meat product reaches the range of 30...35 °C. Secondly, the internal technical space cools down because the temperature of the outer surface of Peltier elements is 10...15 °C. Thus, there is no need for thermal insulation of the plant.It was found that for tender pork, the treatment temperature is 53...80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours; 55…80 °C with the duration of 5.0...9.5 hours for tough pork; 65 ...80 °C with the duration of 4.5...6.0 hours for poultry; 55…80 °C with the duration of 5.0...8.0 hours for tender beef; respectively, 58…83 °C with the duration of 5.0...10.0 hours for tough beef. Degustation results prove the original organoleptic properties and the effectiveness of using the plant