Эффективность стерилизации компотов в автоклавах с использованием двукратного нагрева плодов в банках горячей водой Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

"" НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 664.8.036.62

М.Э. Ахмедов, А.А.Улумиев, М.Г.Вердиев, Г.М.Абакаров, ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОМПОТОВ В АВТОКЛАВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУКРАТНОГО НАГРЕВА ПЛОДОВ В БАНКАХ ГОРЯЧЕЙ ВОДОЙ

M.E Akhmedov, A.A. Ulumiev, M.G. Verdiev, G.M.Abakarov THE EFFECTIVE STERILIZATION IN AN AUTOCLAVE WITH DOUBLE PRE HEATING FRUITS IN THE HOT WATER BANKS

В статье представлены результаты экспериментальных исследований процесса тепловой стерилизации консервов с использованием предварительного двукратного нагрева плодов в банках горячей водой.

Выявлено, что двукратный нагрев плодов в банках перед заливкой сиропа, обеспечивает возможность повышения температуры заливаемого сиропа в банки на 20-250С и одновременно повышает начальную температуру продукта в банке перед стерилизацией на 15-200С, что способствует сокращению продолжительности режима стерилизации на 15-20%.

Ключевые слова: компот, стерилизация, режим стерилизации, стерилизующий эффект, коэффициент неравномерности, предварительный нагрев, плоды

The paper presents results of experimental investigations of the thermal sterilization of canned food with a double pre-heating the fruit in the hot water banks.

Revealed that the two-time heating of the fruit into the pot before pouring syrup provides the ability to raise the temperature of syrup poured into banks of 20-250C and simultaneously increases the initial temperature of the product in the bank before to sterilization at 15-200C, which helps reduce the duration of the sterilization treatment by 15-20%

Key words: compote, sterilization, mode of sterilization, sterilising effect, the coefficient of inequality, preheating, fruits

Тепловая стерилизация является одним из основных методов консервирования пищевых продуктов в герметически укупоренной таре.

Однако, используемые в пищевой промышленности способы и аппараты для тепловой стерилизации консервов имеют существенные недостатки; они имеют значительную продолжительность обработки, что значительно ухудшает пищевую ценность готовой продукции по сравнению с исходным сырьем, а также требует значительных затрат тепловой энергии и воды

Поэтому актуальной проблемой является разработка и создание новых, более эффективных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологических процессов производства консервов и совершенствование используемых способов производства консервов.

Одним из эффективных способов совершенствования процесса тепловой стерилизации консервов, на наш взгляд, является увеличение начальной температуры консервов перед стерилизацией с использованием тепловых и физических факторов и процессов.

В настоящее время стерилизация консервов в основном осуществляется в автоклавах[1], которые обладают рядом существенных недостатков, основными из которых являются:

- большая продолжительность процесса тепловой обработки продукта;

- неравномерность тепловой обработки продукта в банках.

Отмеченные недостатки, в отличие от остальных (периодичность процесса, неравномерность тепловой обработки), подлежат некоторой коррекции в сторону снижения, в частности, если несколько увеличить температурный уровень продукта на момент поступления продукта на стерилизацию[2].

Наряду с другими параметрами, на время проникновения тепла вглубь продукта существенное влияние оказывает и начальная температура продукта перед стерилизацией[2].

Анализируя уравнение термической инерции, имеющий вид

МТ -тн)/(Та -Тн)] = т//п , (1)

можно сделать вывод, что с повышением температуры продукта ТН к началу стерилизации, логарифмическая составляющая уменьшается, следовательно, уменьшается и общее время прогрева т [2]. При этом особенно большое влияние повышения начальной температуры продукта на сокращение времени прогрева сказывается применительно к густым по консистенции продуктам, характеризующимся высокой термической инерцией, а при производстве консервов гетерогенной консистенции для прогрева плодов и овощей перед их заливкой.

При этом заметим, что повышение начальной среднеобъемной температуры продукта отражается положительно не только на теплофизической стороне процесса стерилизации, но и на микробиологической, ибо чем выше температура продукта к началу стерилизации, тем меньше микроорганизмов в нем будет и, следовательно, возрастет эффект стерилизации. Кроме того, с точки зрения стерилизующего воздействия температуры, то практически вплоть до 70оС оно равно нулю, и этот период нагрева целесообразнее как можно ускорить. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При производстве компотов, согласно технологической инструкции плоды, расфасованные в банки, заливаются сиропом, определенной температуры (40, 60 и 80-85оС), после чего банки герметизируются и направляют на стерилизацию.

Нами предлагается расфасованные в банки плоды предварительно заливать на 2-3 мин горячей водой с температурой 40, 60 и 80-85оС (в зависимости от вида консервов) с последующей заменой ее на воду с температурами 60, 85 и 98оС и с последующей заменой на сироп с температурой 98 оС с дальнейшей герметизацией банок и стерилизацией в автоклавах по новым режимам. Предварительный подогрев плодов в банках посредством двукратной заливки горячей воды перед герметизацией, позволяет значительно увеличить начальную температуру консервов перед их стерилизацией, а также снизить температурный перепад между наиболее и наименее прогреваемыми точками.

Для сравнения, нами проведены экспериментальные исследования по

прогреваемости консервов в автоклавах по режимам действующей технологической

инструкции. На рисунке 1 показаны кривые прогреваемости (1,2) и фактической

летальности (3,4) центрального и периферийного слоев консервов "Компот из черешни" в

банках СКО 1-82-1000 при стерилизации в автоклаве по режиму:

25 - 30 - 25

--118кПа

100

Как видно из рисунка, центральный слой компота (кривая 2) прогревается медленнее, чем периферийный (кривая 1), причем температурная разница между слоями составляет 8-12оС.

Соответственно и фактические летальности этих слоев имеют разные значения: центральный слой имеет фактическую летальность 101,23 усл. мин., а периферийный 318,26 усл. мин. Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки [2] для данного режима составляет:

*„= 36749 = 2>99

123,10

Этот показатель является константой, характеризующей термическое сопротивление данного продукта в конкретных условиях стерилизации. Высокие значения Ккн. указывают на то, что значительная часть консервов (40-50%) в данной банке подвергается заметному перегреву.

100

90-

О

о

со ^

га с^ ф

ф

80

70-

60

50

-г

10

20

30

40

20 **

-10

н

I ф

<г> о

0

1

ч о

ш ф

с^ ф

50

60

70

80

Продолжительность, мин

0

0

Рис. 1 - Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки СКО 1-82-1000 при стерилизации

консервов "Компот из черешни" в автоклаве по режиму:

25 - 30 - 25

--118кЯа

100

Аналогичные результаты показывают и исследования прогреваемости других компотов и в различной таре.

Нашими экспериментальными исследованиями, проведенными при производстве компотов, в различной таре, установлено, что двукратный 2 -3 минутный нагрев плодов (овощей) в банках горячей водой перед заливкой сиропа, позволяет сократить продолжительность режимов стерилизации консервов, и обеспечивает существенную экономию тепловой энергии.

Исследованиями установлено, что 2-3 минутная заливка горячей водой обеспечивает увеличение среднеобъемной температуры консервов на 12-15оС.

На рисунке 2 представлены кривые прогреваемости и фактической летальности при стерилизации консервов «Компот из яблок» в банках СКО 1-82-500 с предварительным подогревом плодов в банке горячей водой с температурой 85оС, заливаемой на 2-3 мин, с

-\---

последующей заменой ее на сироп с температурой 97-98оС и стерилизацией в автоклавах

10 -15 - 20 по новому режиму: -^^--118кпа

0

10

20

Время, мин

30

20 1

40

Рис. 2- Кривые прогреваемости(1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки СКО 1-82-500 при стерилизации консервов «Компот из яблок» в автоклаве

Режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины стерилизующих эффектов превышают требуемое значение (150-200 усл. мин). При этом одновременно сокращается продолжительность процесса стерилизации по сравнению с автоклавным режимом по действующей технологической инструкции на 20 мин.

На рисунке 3 представлены кривые прогреваемости и фактической летальности при стерилизации консервов «Компот из черешни» в банках СКО 1-82-500 с предварительным подогревом плодов в банке горячей водой с температурой 60оС, заливаемой на 2-3 мин, с последующей заменой ее на сироп с температурой 85оС и стерилизацией в автоклавах по

10-18 - 20 110 ^

новому режиму стерилизации -^^--118кПа. Режим также обеспечивает

промышленную стерильность консервов, так как величины стерилизующих эффектов превышают требуемое значение (150-200 усл. мин). При этом одновременно сокращается продолжительность процесса стерилизации по сравнению с автоклавным режимом по действующей технологической инструкции на 17 мин.

О

га

Ср >у

I-

га

Ср ф

10

<г> о

ч о т Ф Ср Ф

20

Время, мин

30

40

0

Рис. 3 - Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее(1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки СКО 1 -82-500, при стерилизации консервов «Компот из черешни» в автоклаве с использованием предварительного нагрева плодов

На рисунке 4 представлены кривые прогреваемости и фактической летальности при стерилизации консервов «Компот из винограда» в банках СКО 1-82-500 по новому режиму с предварительным нагревом плодов в банке горячей водой с температурой 40оС, заливаемой на 2-3 мин, с последующей заменой ее на сироп с температурой 65оС и стерилизацией в автоклавах по новому режиму стерилизации. Данный режим также обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины стерилизующих эффектов превышают требуемое значение (150-200 усл. мин). При этом одновременно сокращается продолжительность процесса стерилизации по сравнению с автоклавным режимом по действующей технологической инструкции на 5 мин.

о

га ср ш с

-г

10

I-

30

т

40

га о

-10

0

1

ч: о ш ш

ср ®

20

Время, мин

Рис. 4- Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее(1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки СКО 1-82-500 (0,5) при стерилизации консервов «Компот из винограда» в автоклаве с использованием предварительного нагрева плодов

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. № 22, 2011_3. -\-

Аналогичные исследования проведены и для ряда других видов консервов.

На основании проведенных исследований по прогреваемости плодов разработаны новые способы и режимы стерилизации консервов, которые можно рекомендовать для практического применения на предприятиях консервной промышленности. Физико-химические показатели компота из черешни, изготовленного с использованием нового способа производства, представлены в таблице 1.

Таблица 1

_Физико-химические показатели компота из черешни_

№п /п Определяемые показатели Единицы измерения Результаты исследований

1 Сухие вещества % 20,2 ±0,1

2 Аскорбиновая кислота мг/100г 3,19

3 Р-каротин мг/100г -

4 Кислотность % 0,22 ±0,1

5 Лимонная кислота мг/100г 42

6 Яблочная кислота мг/100г 445

7 Оксиметилфурфурол мг/100г -

Библиографический список

1.Сборник технологических инструкций по производству консервов. Т-2, М., 1977г.

2.Флауменбаум Б.Л. Танчев С.С. Гришин М.А. «Основы стерилизации пищевых продуктов», М. Агропромиздат. 1986