Суммарный объём скоропортящихся продовольственных товаров, произведенных в России и поставленных по импорту, составляет около 120 млн.т/год. В межрегиональных связях всеми видами транспорта (желез-нодорожным, автомобильным, речным) перевозится около 32 млн.т/год произведенной продукции, из них на долю ж.д. транспорта приходится 11-12 млн.т. Из общего объёма перевозок скоропортящихся грузов в изотермическом подвижном составе, составляющего около 4 млн.т/год, 30 % приходится на мясо и рыбу, а 40 % - на пиво и соки и безалкогольные напитки.
Структура грузопотоков СПГ по железным дорогам России за последние 15 лет сильно изменилась (табл. 1.2.)
Таблица 1.2.
Структура грузопотока скоропортящихся грузов
по железным дорогам России за 1988-2004г.г., в %
Годы
Овощи
Фрукты
Молочные
Мясные
Рыбные
Консервы
Пиво
Напитки
Итого
1988
23,4%
9,0%
9,7%
8,7%
11,9%
21,8%
0,8%
14,7%
100,0%
1989
24,4%
8,0%
10,1%
8,9%
11,3%
21,9%
0,8%
14,6%
100,0%
1990
23,8%
9,0%
10,3%
9,7%
11,8%
21,7%
0,6%
13,1%
100,0%
1991
24,9%
11,4%
9,3%
10,4%
11,6%
19,9%
0,4%
12,1%
100,0%
1992
26,7%
6,2%
8,8%
11,5%
13,8%
20,1%
0,7%
12,2%
100,0%
1993
17,0%
10,1%
8,5%
10,4%
14,3%
25,0%
0,7%
14,0%
100,0%
1994
13,2%
10,9%
7,3%
15,4%
11,5%
20,2%
1,7%
19,8%
100,0%
1995
13,1%
9,0%
6,4%
20,1%
10,9%
16,0%
4,3%
20,2%
100,0%
1996
10,6%
8,6%
4,3%
22,3%
12,8%
15,2%
6,8%
19,4%
100,0%
1997
8,1%
6,6%
4,9%
22,0%
15,3%
16,3%
6,3%
20,5%
100,0%
1998
7,4%
5,3%
5,7%
19,1%
16,8%
18,9%
5,4%
21,4%
100,0%
1999
14,6%
2,9%
4,2%
15,5%
21,4%
17,8%
8,3%
15,3%
100,0%
2000
8,3%
5,0%
4,5%
9,4%
15,7%
18,3%
18,9%
19,9%
100,0%
2001
5,9%
4,0%
4,3%
8,6%
12,5%
17,0%
26,2%
21,5%
100,0%
2002
5,5%
4,0%
3,6%
9,5%
10,1%
18,1%
27,4%
21,8%
100,0%
2003
5,2%
3,7%
3,4%
8,5%
10,0%
19,1%
28,8%
21,3%
100,0%
2004
5,0%
4,2%
3,9%
8,2%
7,1%
15,2%
33,2%
23,2%
100,0%
Уменьшилась доля фруктов в 2 раза, овощей – в 4 раза, снизились перевозки молочных продуктов и консервов, но зато резко (в десятки раз) увеличились перевозки пива – с 1 до 33 %.
Одной из отличительных особенностей перевозок скоропортящихся грузов является сезонность их производства, а следовательно, и неравно-мерность перевозок. Так, объёмы перевозок фруктов и овощей осенью, в период сбора урожая, увеличиваются в несколько раз. Перевозка рыбы связана с весенней и осенней путинами. Консервы более востребованы зимой, пиво–летом. Коэффициенты неравномерности перевозок скоропортящихся грузов по ж.д. России в 2003-04 г.г. по месяцам, как отношение объёма перевозок СПГ в данный месяц к среднемесячному объёму, приведены в табл. 1.3.
Из неё следует, что по отдельным грузам коэффициент нерав-номерности может достигать 4,0, но в целом по сети и по всем скоропортящимся грузам вместе коэффициент неравномерности не превышает 1,2, в то время как в СССР он составлял 1,8¸2,0 для сентября-октября. Снижение неравномерности объясняется увеличением импорта СПГ, которые поставляются в нашу страну из разных государств в различных частях света, в т. ч. из южного полушария.
Глава 2
Состав, свойства и условия хранения
Скоропортящихся продуктов
Номенклатура скоропортящихся грузов
К скоропортящимся относят грузы, которые требуют в пути защиты от воздействия высоких или низких температур, т.е. специальных условий транспортировки — охлаждения, отопления, вентилирования, ухода или контроля за их состоянием. Скоропортящуюся продукцию различных наименований, предъявляемую к перевозке, объединяют по сходным признакам или свойствам в укрупненные номенклатурные группы.
Номер группы
Наименование груза
Раздел I. Продукция сельского хозяйства
04
Овощи, картофель, бахчевые культуры свежие
05
Фрукты и ягоды свежие
07
Растения живые
Раздел IX. Продукция пищевой, мясо-молочной и рыбной промышленности
56
Мясо и мясопродукты
57
Рыба и рыбопродукты
58
Консервы
59
Напитки алкогольные и безалкогольные
Планирование перевозок, учет их выполнения, порядок определения и взимания платы и сборов, а также соблюдение требований, обеспечивающих необходимое обслуживание в пути, установлены в зависимости от принадлежности груза к определенной номенклатурной группе.
Химический состав и физические свойства
Скоропортящихся продуктов
Химический состав. Скоропортящиеся продукты состоят из неорганических и органических веществ.
К неорганическим относятся вода и минеральные соли. Содержание воды в скоропортящихся грузах колеблется от 0,5% (топленый жир) до 95,3% (огурцы), причем в продуктах животного происхождения ее относительно меньше, чем в продуктах растительного происхождения (табл. 2.1 и 2.2). Вода в продуктах содержится в свободном и связанном виде. Связанная с молекулами белка вода имеет температуру замерзания —40 °C. Свободная вода находится в межклеточном пространстве, она легко отделима и может впитываться обратно. Минеральные соли более 60 наименований находятся в скоропортящихся продуктах в незначительном количестве (0,3— 1,19%). Половину их составляет окись кальция. Соли натрия, кальция и другие снижают температуру замерзания соков в продукте.
К органическим веществам относятся белки, углеводы, жиры, витамины, кислоты, ферменты.
Таблица 2.1.
Химический состав продуктов животного происхождения
Продукт
Химический состав, %
Вода
Белки
Жиры
Зола
Мясо и субпродукты
(в среднем по туше)
Мясо:
говяжье I категории
70,5
18,0
10,5
1,0
Баранье
65,8
16,4
17,0
0,8
свиное жирное
47,5
14,5
37,3
0,7
Телячье
72,8
19,0
7,5
0,7
Кроличье
69,3
21,5
8,0
1,2
Мозги говяжьи
80,5
9,0
9,5
1,0
Печень
72,0
19,0
4,5
1,5
Продолжение табл. 2.1.
Почки
77,0
17,0
4,5
1,0
Язык
65,5
16,0
17,5
1,0
Сердце
79,0
17,0
3,0
1,0
Лёгкое
77,5
16,8
4,7
1,0
Мясо голов
67,8
19,0
12,5
0,7
Мясо хвостов
71,2
21,5
6,5
0,8
Рубец
80,0
15,3
4,2
0,5
Вымя
72,6
12,9
13,7
0,8
Уши
69,8
27,2
2,3
0,7
Жир:
говяжий топлёный
0,5
0,5
98,9
0,1
свиной топлёный
0,5
0,2
99,3
─
Шпик
3,0
2,0
91,0
4,0
Колбаса и копчёности
Колбаса:
любительская варёная
55,0
13,7
27,9
3,4
Украинская
48,0
17,9
29,6
4,5
московская копчёная
30,0
21,5
41,5
7,0
Полукопчёная
59,0
13,0
21,0
7,0
Сырокопчёная
27,0
26,0
45,0
2,0
Окорок тамбовский сырокопченый
57,1
19,3
20,5
3,1
Ветчина
45,0
17,0
35,0
3,0
Грудинка
25,0
10,0
61,0
4,0
Птица
Гусь
53,4
16,5
29,0
1,1
Курица
73,9
20,0
5,0
1,2
Утка
61,2
18,5
19,0
1,3
Мясные консервы
Говядина тушеная
63,0
16,8
18,3
1,9
Говядина отварная в собственном соку
56,6
24,5
16,6
2,3
Гуляш говяжий
64,6
17,1
12,0
7,3
Завтрак туриста
66,9
20,5
10,4
2,2
Язык говяжий в желе
64,3
17,8
15,1
2,8
Продолжение табл. 2.1.
Яйца и яйцепродукты
Яйца куриные
73,9
12,5
12,1
1,5
Яичный меланж
74,0
12,5
12,0
1,0
Яичный порошок
8,0
52,0
36,0
3,5
Рыба и рыбные продукты
Горбуша (амурская)
70,0
20,2
8,3
1,5
Карп прудовый
79,1
16,0
3,6
1,3
Кета
69,1
20,8
8,9
1,2
Лещ
74,0
18,8
6,0
1,2
Лосось (сёмга) северный
62,9
20,8
15,1
1,2
Минога
55,1
13,2
30,3
1,4
Морской окунь
74,9
17,8
5,9
1,4
Навага
81,4
16,7
0,5
1,4
Сазан
78,0
18,2
2,7
1,1
Салака
77,6
17,7
3,0
1,7
Сом
70,4
16,8
11,8
1,1
Стерлядь
74,9
17,9
6,1
1,1
Судак
78,9
19,0
0,8
1,3
Сельдь атлантическая
62,7
17,7
18,5
1,1
Треска
80,8
17,6
0,4
1,2
Щука
79,4
18,8
0,7
1,1
Язь
75,4
19,0
4,5
1,1
Горбуша солёная
53,0
23,0
9,5
14,5
Икра:
зернистая осетровая
52,4
26,7
15,8
5,1
Севрюжья
49,1
28,0
17,5
1,4
Кетовая
46,9
36,1
13,8
7,7
Кета солёная
55,6
24,4
7,8
12,2
Осетровый балык холодного копчения
57,2
20,4
12,5
9,9
Сельдь тихоокеанская солёная
55,2
21,3
7,6
15,9
Хамса солёная
52,8
21,2
9,0
17,0
Молоко и молочные продукты
Продолжение табл. 2.1.
Молоко:
Цельное
87,7
3,4
3,7
0,7
Сухое
3,0
28,5
26,1
5,7
с сахаром
25,7
7,5
9,0
1,8
Масло:
сливочное несолёное
15,4
0,5
83,5
0,1
Солёное
14,9
0,5
83,0
1,1
Топлёное
1,0
─
99,0
─
Сливки, жирности 35 %
57,7
3,0
35,6
0,8
Творог жирный
65,0
15,0
18,0
1,0
Сметана (высший сорт)
59,0
2,0
36,0
2,5
Сыры:
жирность 50 %
43,5
20,0
28,5
4,5
жирность 45 %
44,5
22,5
25,0
4,5
Брынза жирность 45 %
54,0
14,3
20,7
8,0
Таблица 2.2.
Химический состав продуктов растительного происхождения
Продукты
Химический состав, %
Вода
Белки
Жиры
Углеводы
Клетчатка
Зола
Клубнеплоды и корнеплоды
Картофель:
Свежий
76,4
2,0
─
20,0
0,6
1,,0
Сушёный
11,0
7,5
─
76,4
2,5
2,6
Морковь:
Свежая
88,0
1,3
─
8,7
1,0
1,0
Сушёная
14,0
3,3
─
62,3
7,2
7,2
Овощи листовые и луковые
Капуста:
Белокочанная
90,0
1,8
─
5,3
1,7
1,2
Продолжение табл. 2.2.
Квашеная
91,5
1,0
─
2,1
1,7
3,7
Сушёная
12,0
15,8
─
46,6
15,0
10,6
Лук репчатый:
Свежий
85,5
2,5
─
10,5
0,8
0,7
Сушёный
14,0
14,8
─
62,3
4,7
4,2
Кольраби
85,2
3,0
─
8,9
1,7
1,2
Овощи плодовые
Арбузы
89,7
0,6
─
9,0
0,4
0,3
Горошек:
зелёный свежий
79,0
6,1
─
12,1
1,5
1,3
Сушёный
11,6
25,7
─
50,9
6,3
5,5
Дыни
87,0
0,7
─
11,3
0,5
0,5
Огурцы
Свежие
95,3
1,0
─
2,4
0,8
0,5
Солёные
93,5
0,5
─
1,2
0,8
4,0
Томаты
93,8
1,0
─
3,8
0,8
19,7
Грибы
Белые свежие
87,1
5,4
0,4
5,1
1,0
1,0
Белые сушёные
12,8
36,7
2,7
34,5
6,9
6,4
Опята
86,0
2,3
0,7
9,1
0,8
1,1
Рыжики
89,8
3,1
0,7
2,3
3,3
0,8
Фрукты и ягоды
Абрикосы:
Свежие
86,0
0,6
─
12,2
0,5
0,7
Сушёные
12,5
3,8
─
76,2
3,1
4,4
Апельсины
88,0
0,9
─
9,1
1,5
0,5
Виноград:
Свежий
81,6
0,6
─
16,2
0,6
0,9
Сушёный
23,0
2,0
─
67,8
2,5
3,8
Клюква
88,0
0,3
─
9,5
2,0
0,2
Лимоны
87,2
0,6
─
10,3
1,3
0,6
Мандарины
88,0
0,9
─
10,0
0,6
0,5
Сливы:
Свежая
84,5
0,7
─
14,0
0,3
0,5
сушёная (чернослив)
23,0
4,0
─
69,0
1,5
2,5
Смородина:
Красная
84,2
1,0
─
11,2
3,0
0,6
Чёрная
82,0
1,0
─
13,4
3,0
0,6
Продолжение табл.2.2.
Яблоки:
Свежие
87,0
1,5
─
11,2
0,9
0,4
Сушёные
20,0
2,8
─
74,4
5,1
1,7
Повидло
Абрикосовое
34,2
0,4
─
65,0
─
0,4
Яблочное
35,0
0,4
─
64,1
─
0,5
Варенье
Айвовое
27,0
0,4
─
72,4
─
0,2
Малиновое
26,0
0,4
─
73,3
─
0,3
Яблочное
30,0
0,4
─
69,4
─
0,2
Орехи
Грецкие
7,8
16,0
13,0
58,5
3,0
1,7
Земляные (арахис)
7,5
27,5
15,5
44,5
2,4
2,5
Фисташки
8,0
22,6
17,6
45,7
3,0
3,1
Соки
Абрикосовый
84,0
0,5
─
15,1
─
0,4
Виноградный
85,0
0,3
─
19,0
─
0,2
Яблочный
87,0
0,5
─
12,2
─
0,3
В продуктах растительного происхождения жиров практически нет (исключение составляют грибы — 0,4÷0,7% и орехи—16÷27%), углеводов — от 2,3 до 58,5%, белков — от 0,3 до 6,1%. Другие органические вещества в скоропортящихся продуктах находятся в незначительном количестве.
Белки быстро реагируют на внешние воздействия и меняют в связи с этим свои свойства: набухают, поглощая воду и образуя при этом коллоидные растворы различной консистенции; свертываются (коагулируют) под воздействием высоких и низких температур, спиртов, ионизации воздуха; выделяют влагу при свертывании (дегидратация).
Углеводы образуются в зеленой части растений из неорганических веществ — углекислоты (СО2) и воды (Н2О).
Жиры состоят из глицерина и жирных кислот.
Витамины — вещества различной химической природы, их содержание в продуктах незначительно и выражается в миллиграммах на 100 г. вещества (табл. 2.3).
Таблица 2.3.
Содержание витаминов, мг %
Продукты
Витамины
С
А
Картофель
40
0,02
Лук зелёный
60
5,0
Шпинат
50
5,0
Арбузы
7
0,3
Томаты
40
2,0
Морковь
5
до 9
Персики
10
0,5
Яблоки
7
1,0
Виноград
3
─
Чёрная смородина
300
0,7
Апельсины
40
0,3
Ферменты — это белки, выполняющие функции биологических катализаторов. Активность ферментов зависит от температуры среды. Они могут не только ускорять процессы, но и задерживать их. Оптимальная температура для их деятельности +25 ÷ +45°C. При температуре более +80°C ферменты разрушаются, при низких температурах резко снижают активность.
Физические свойства
Плотность продукта (табл. 2.4.) зависит от химического состава, строения, количества содержащейся воды и определяется как средневзвешенная величина всех его составных элементов:
,
где - плотность составляющих частей продукта, кг/м3;
- масса составляющих частей продукта, кг;
G - масса продукта, кг.
Таблица 2.4.
Расчетные значения плотности некоторых скоропортящихся продуктов
Продукты
Плотность,
кг/м3
Мясо:
Тощее
970—990
Жирное
960—980
Рыба:
Тощая
1010—1020
Жирная
970—990
Яйца куриные
1000—1090
Масло
920—950
Молоко
1030—1080
Плоды
1030—1070
Овощи
1060—1100
Площадь поверхности зависит от геометрической формы продукта. Для определения поверхности мясных туш применяется эмпирическая зависимость.
,
где a, b - коэффициенты, значения которых приведены в табл. 2.5.
Консистенция — совокупность свойств продукта, ощутимых осязанием: вязкость, твердость, упругость. Она не имеет количественного выражения и оценивается органолептически.
Теплоемкость — количество теплоты, поглощаемое продуктом при нагревании на 1°C; зависит от содержания в продукте воды и теплоемкости компонентов, входящих в него:
,
где С — удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг .°C);
Св, С св — удельная теплоемкость воды [4,19 кДж/(кг. °C)] и сухих веществ [1,25—1,67 кДж/(кг.°C)];
φ — содержание воды в продукте, доли единицы.
После замораживания продукта в связи с тем, что в нем появляется лед, теплоемкость определяют так:
,
где См — удельная теплоемкость замороженного продукта, кДж/(кг·°C);
С л — удельная теплоемкость льда [2,18 кДж/(кг×°C)];
ω — количество вымороженной воды, доли единицы.
,
где t — температура пищевого продукта в момент расчета удельной теплоемкости, °C.
Таблица 2.5.
Значения коэффициентов для определения площади
поверхности мясных туш
Коэффициент
Говядина
до 300 кг
Свинина
Баранина
14─20 кг
30─100 кг
100─200 кг
а
0,017
0,015
0,011
0,01
b
2,15
1,2
1,60
0,9
Теплопроводность — распространение тепла в неравномерно нагретом теле, обусловливаемое передачей тепловой энергии непосредственно соприкасающимися частицами тела. Этот вид теплообмена происходит до тех пор, пока температура во всем теле не уравняется. Характеризуется коэффициентом теплопроводности — количеством тепла, проходящим за единицу времени через 1 м2 поверхности продукта при разности температуры в 1 °C на 1 м длины нормали к изотермической поверхности [Вт/(м·°C)]. Величина коэффициента теплопроводности зависит от химического состава продукта и от количества воды в нем:
,
где λсв — коэффициент теплопроводности сухих веществ
[0,25 Вт/(м·°С)];
λв — коэффициент теплопроводности воды [0,6 Вт/(м×°С)].
Коэффициент теплопроводности большинства скоропортящихся продуктов λ=0,46 Вт/(м·°С), а продуктов, содержащих много жира, λ=0,14 Вт/(м·°С). Теплопроводность замороженных продуктов увеличива-ется, так как теплопроводность льда (λ=2,24 Вт/(м·°С) значительно больше, чем воды. Коэффициент теплопроводности замороженного продукта
,
где λ — коэффициент теплопроводности продукта до начала льдообразования, Вт/(м·°С);
А, В — эмпирические коэффициенты, рассчитанные для отдельных продуктов.
Таблица 2.6.
Удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности скоропортящихся продуктов
Продукты
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С (м·°С)
Удельная теплоёмкость, Дж/кг·°С (кг·°С)
Маргарин:
Столовый
0,205
3182
Сливочный
0,165
2114
Масло растительное
0,169
1687
Гидрожир
0,177
3069
Продолжение табл. 2.6.
Говядина обезжиренная
0,453
2931
Свинина жирная
0,767
2177
Колбаса докторская
0,437
3363
Птица свежая
0,409
3307
Рыба:
Треска
0,460
3517
Судак
0,433
3475
Молоко:
Цельное
0.498
3936
Сухое
0,163
2093
Сыр жирный
0.349
2428
Творог жирный
0,430
3266
Сметана
0,349
3182
Сливки
0,337
3852
Картофель
0.64
3559
Морковь
0,62
3726
Свекла
0,62
3852
Температура замерзания (криоскопическая) — температура начала процесса замерзания соков продуктов, в составе которых имеются соли; она ниже температуры замерзания воды на 0,4—4,2 °C.
Температуропроводность отражает способность продукта изменять температуру за единицу времени и характеризуется коэффициентом температуропроводности (м2/ч):
,
- плотность составляющих частей продукта, кг/м3;
- масса составляющих частей продукта, кг;
,
,
,
,
,
,
.