40°С, в процессе жарки постоянно омывается тонкой плёнкой жира (при загрузке и выгрузке продукта уровень жира поднимается и опускается) и интенсивно окисляется кислородом воздуха. Визуально этот процесс можно наблюдать при жарке по интенсивному дымообразованию и образованию пленки олифизировавшегося жира. В случае жарки основным способом перегрев на бортовой полосе составляет 11 °С. Площадь бортовой поверхности здесь в сотни раз меньше, чем при жарке во фритюре, и жир уносится изделиями максимум через 2 – 3 цикла жарки, поэтому нежелательных изменений жира не происходит.
Таблица 12 - Температура рабочей и бортовых поверхностей сковороды при жарке изделий во фритюре и основным способом
|
Температура при жарке, ºС |
|
Места расположения точек замера температур |
|
|
во фритюре |
основным |
|
|
способом |
|
|
|
|
|
|
|
I – рабочая поверхность |
255 |
– |
II – жир |
197 |
– |
III – бортовая поверхность в слое жира |
247 |
– |
IV – бортовая поверхность на разделе сред |
241 |
– |
металл – жир – воздух |
|
|
V – бортовая поверхность на разделе сред |
237 |
– |
металл – воздух |
|
|
VI – рабочая поверхность |
– |
200 |
VII – жир |
– |
170 |
VIII – бортовая поверхность |
– |
159 |
|
|
|
Приведённые данные убедительно подтверждают требование к конструкциям сковород о нецелесообразности их использования для жарки во фритюре.
Фритюрницы. Независимо от вида обогрева жир в ванне фритюрниц должен нагреваться по двум зонам – рабочей и холодной. Температура жира в рабочей зоне не должна превышать 190°С, а в холодной зоне – 80°С. Разность температур по объёму жира обеспечивает разность плотности жира в рабочей и холодной зонах, что способствует свободному опусканию в холодную зону мелких остатков продукта и взвесей в течение всего процесса жарки,
111
предотвращая их обугливание в рабочей зоне жира. Это явление замедляет темп нежелательных изменений фритюрного жира.
Процесс жарки осуществляется при практически полном контакте всей поверхности продукта с нагретым жиром. При этом одновременно с теплообменом происходит процесс массообмена между продуктом и жиром. При жарке во фритюре создаются хорошие условия для теплообмена и обеспечивается равномерное образование корочки на всей поверхности продукта.
Однако в процессе жарки во фритюре в жир из продукта выделяются влага и органические вещества, что приводит к ускорению процессов нежелательных химических изменений жира. Кроме того, нагретый жир, контактируя с кислородом воздуха, окисляется. Наиболее интенсивно процессы разложения жира происходят на участках его соприкосновения с теплопередающей поверхностью. Во фритюрницах, как и при эксплуатации сковород, имеет место влияние «бортовой полосы».
Применительно к работе фритюрниц рассмотрим подробнее понятие бортовой полосы. Как отмечалось ранее, бортовая полоса образуется у границы раздела «металл – жир – воздух». При нагреве жира во фритюрнице тэнами бортовая полоса образуется на вертикальных участках тэнов. В случае нагрева ванны с жиром внешним нагревателем (спиралью) бортовая полоса возникает на участках поверхностей ванн, температура которых выше температуры жира. Жир в ваннах фритюрниц можно нагревать тремя способами: погружение тэнов в жир; косвенный обогрев, когда нагрев жира осуществляется через промежуточный теплоноситель, находящийся в рубашке; непосредственный обогрев, когда к наружной поверхности ванны с жиром подводится тепловой поток (например, от электрического натревателя, газовой горелки). Проведённые эксперименты определили температурные поля бортовых поверхностей ванн, тэнов и фритюрного жира (см. таблицу 13).
Анализ экспериментальных данных позволяет отметить, что при первом способе нагрева средняя температура поверхности тэнов превышает среднюю температуру жира на 80 °С, что значительно больше допустимого.
При втором способе (косвенный нагрев) средняя температура жира незначительно отличается от температуры поверхности ванн. При третьем способе (непосредственный нагрев) средняя температура значительно ниже средних температур поверхности (90...110˚С), что также превышает допустимые температурные перепады (между теплопередающей поверхностью и жиром).
112
Таблица 13 – Влияние способа нагрева жира в ваннах фритюрниц на формирование температурных полей жира и поверхностей ванн и тэнов
|
Средняя температура, ˚С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
поверхность |
поверхность |
|
|
|
|
ванны на |
|
|
||
Способ нагрева жира |
ванны без |
|
|
||
разделе сред |
тэн |
жир |
|||
|
поверхности |
||||
|
металл – жир – |
|
|
||
|
холодной зоны |
|
|
||
|
воздух |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Тэны погружены в жир |
165,3 |
166,7 |
254 |
171,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Косвенный нагрев |
171,7 |
|
- |
166 |
|
|
|
|
|
|
|
Непосредственный |
255 |
234,5 |
- |
159,3 |
|
нагрев |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Фритюрница электрическая секционно-модулированная ФЭСМ-20 состоит из жарочной ванны прямоугольной формы. Нагрев жира осуществляется тэнами, погружёнными непосредственно в его объём. Жарение производится в сетчатой корзине из нержавеющей стали, погружённой в жарочную ванну с горячим маслом. Регулирование температуры нагрева жира происходит автоматически с помощью терморегулятора ТР-200. На передней верхней части расположены сигнальные лампы и пакетный переключатель. Зеленая лампа показывает включение тэнов, а жёлтая – достижение заданной температуры жира. Производительность – 12 кг/ч. Количество заливаемого масла – 20 л. Время разогрева масла до 180 0С – 20 мин.
Фритюрница непрерывного действия ФНЭ-40 предназначена для жарки картофеля и рыбы. Жир в жарочной ванне нагревается тэнами, и температура поддерживается автоматически с помощью электроконтактного термометра ЭКТ-2. Кулинарные изделия транспортёром из загрузочного бункера подаются в ванну, где их равномерно прожаривают, плавно перемещая при помощи вращающегося шнека через слой горячего жира.
Анализ экспериментальных данных позволил выявить тенденцию изменений химических показателен жира в зависимости от способа нагрева. Кислотное число жира растёт при всех способах нагрева, однако максимальный рост
113
наблюдается при третьем способе. Это можно объяснить отрицательным влиянием бортовой полосы, так как её средняя температура достигает 255 °С, что способствует при наличии кислорода воздуха интенсивному разложению жира. Несколько медленнее окисляется жир в ванне, нагреваемой тэнами, и значительно меньше рост кислотного числа при косвенном способе нагрева. После 20 ч нагрева кислотное число уменьшается, что, по-видимому, объясняется интенсификацией полимеризационных процессов, о чём свидетельствует усиливающийся рост продуктов окисления и дикарбонильных соединений.
Изменение процентного содержания вторичных продуктов окисления в зависимости от продолжительности и способа нагрева проявляет следующую тенденцию. Максимальная величина этого показателя зарегистрирована в жире ванны, нагреваемой погружением тэнов, затем при нагреве внешним нагревателем и минимальная величина – при косвенном обогреве. Очевидно тэн, находящийся в массе жира создаёт наиболее жёсткие условия нагрева (254 °С), при этом интенсивно протекают полимеризацнонные и сополимеризационные процессы, что подтверждает и аналогичная зависимость процентного содержания дикарбонильных соединений. Отсюда возникает необходимость снижения температуры и снижения местных перегревов тэнов при их погружении в массу жира.
Таким образом, рациональным способом нагрева жира в ваннах, судя по изменениям химических показателей жира, является косвенный нагрев. Однако следует отметить, что этот способ нагрева целесообразно применять в аппаратах большой производительности (жарочные машины непрерывного действия). Для фритюрниц периодического действия наиболее рационально нагревать жир тэнами, погружёнными в его массу.
Конструкция тэнов и их расположение в ваннах значительно влияют на темп химических изменений фритюрного жира. У блока тэнов, расположенных в одной горизонтальной плоскости, отдельные части трубок тэнов соприкасаются или расположены на расстоянии 0,5...2 см друг от друга. Каждый из трёх тэнов блока изогнут по одному шаблону, все тэны находятся в одной плоскости, в результате чего блок образует как бы «тепловую плиту». Поэтому в области расположения блока неизбежен перегрев жира, т. е. неравномерность нагрева всего объёма жира. У блока тэнов, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, отсутствует соприкосновение их трубок. Каждый из трёх тэнов изогнут по шаблону и отличается по форме изгиба. Так, два боковых
114
тэна имеют части трубок, расположенные в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Средний тэн расположен в горизонтальной плоскости и изогнут по отдельному шаблону, отличающемуся от первых двух шаблонов.
Способы жарки во фритюрницах. Жарку изделий во фритюрницах можно организовать плавающим или погружным способом.
При плавающем способе изделие тонет на 30...50 с в жир, затем всплывает на поверхность фритюра и жарится в свободном плавающем состоянии. При этом обжарка изделия осуществляется с одной стороны, поэтому изделия переворачивают на другую сторону (штучные) или перемешивают (насыпные).
При погружном способе изделия загружают в сетки, чтобы они не всплывали на поверхность, и обжаривают в объёме жира. В этом случае их переворачивание исключается. Погружной способ имеет следующие преимущества:
увеличивается производительность труда персонала за счёт исключения операции переворачивания изделия и более эффективного использования объёма фритюра;
сокращается расход жира на 12 % и электроэнергии на 10%;
улучшается качество готового продукта за счёт равномерной его обжарки;
увеличивается производительность фритюрницы на 10%.
Технологические требования к конструкциям фритюрниц. Конструкции фритюрниц должны как можно полнее соответствовать следующим технологическим требованиям:
жир в ванне должен быть нагрет по двум зонам – рабочей и холодной. Температура холодной зоны не должна превышать 80 °С. Это предотвращает термическое разложение в процессе жарки поступивших в неё из рабочей зоны кусочков остатков продуктов;
температура жира в верхней рабочей зоне ванны не должна превышать
190...195°С;
на бортовых поверхностях ванны, тэнах (на границе раздела сред жир — воздух) температура должна быть ниже температуры жира, что предотвращает образование бортовой полосы;
115