Оптимизация режимов стерилизации консервов «Огурцы маринованные» с использованием ступенчатого нагрева Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

который позволит обеспечить равномерное перемешивание и минимизировать истирание плодов, что будет способствовать повышению качества готовой продукции.

Примером такого гидродинамического режима является сушка продукта в сушилке с гибкой перфорированной лентой, имеющей форму «бегущей волны», причем во впадинах «бегущей волны» происходит пересыпание плотного слоя (рис. 4: Aj - амплитуда «бегущей волны»; h - высота слоя продукта над гребнем «бегущей волны»; а1 и а2 - соответственно угол наклона переднего и заднего гребня «бегущей волны»; 9 - угол естественного откоса продукта; S1 - шаг «бегущей волны»; Vi и V1- скорости движения ленты и теплоносителя).

За счет его формы, близкой к синусоидальной, продукт распределяется с разной удельной нагрузкой, которая постепенно уменьшается в течение процесса сушки вследствие изменения влажности. При этом гибкая перфорированная лента начинает совершать волнообразные движения, заставляя продукт перемещаться вдоль него. Интенсификация процесса сушки происходит за счет непрерывного обновления поверхности зернистого продукта, контактирующего с теплоносителем, высоких коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи. Это обусловлено турбулизацией потока теплоносителя в слое продукта, в результате соударений частиц при перемещении, нарушением газовых прослоек и ликвидацией застойных зон.

RESEARCH OF FACTORS OF THE INTERNAL AND EXTERNAL FRICTION OF DOGROSE AND HAWTHORN FRUITS AT DRYING

A.N. OSTRIKOV, V.V. KONTSOV

Voronezh State Technological Academy,

19, Revolution av., Voronezh, 394036; fax: (4732) 55-35-54, e-mail: oan@vgta.vrn.ru

The obtained data of dependences of factors of an internal and external friction from humidity of dogrose and hawthorn fruits is used at a substantiation of a choice of a rational hydrodynamic mode of the drying providing uniform hashing both minimum истирание of the product and an intensification of process of drying for the account of uniform hashing on surface of a tape. Key words: friction factor, humidity, a hydrodynamic mode, drying.

664.8.036.62

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОНСЕРВОВ «ОГУРЦЫ МАРИНОВАННЫЕ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТУПЕНЧАТОГО НАГРЕВА

А.Ф. ДЕМИРОВА, Т.А. ИСМАИЛОВ, М.Э. АХМЕДОВ

Дагестанский государственный технический университет,

367015, г. Махачкала, просп. И. Шамиля, 70; тел.: (8722) 62-37-61, факс: (8722) 62-37-97, электронная почта: dstu@dstu.ru

Изучены режимы ступенчатой стерилизации консервов «Огурцы маринованные» при ступенчатом нагреве в горячей воде в статическом состоянии банки, с вращением банки и ступенчатом орошении водой с различными температурами. Разработанные режимы обеспечивают промышленную стерильность продукции, сокращение продолжительности процесса и экономию тепловой энергии и воды.

Ключевые слова: стерилизация консервов, прогреваемость консервов, режим ступенчатой стерилизации.

Одной из проблем, стоящих перед перерабатываю- выпускаемой продукции на основе разработки, созда-

щими отраслями, является рациональное использова- ния и внедрения высокоэффективных аппаратов непре-

ние энергетических ресурсов и повышение качества рывного действия для стерилизации консервов.

Si

I I I I t Lt I I I I

Теплоноситель

Рис. 4

Такой способ сушки сыпучих продуктов позволяет достигнуть равномерной сушки вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта и повысить качество готового продукта за счет использования пересыпающегося слоя, снижающего комкование высушиваемого продукта и предотвращающего образование агломератов дисперсного продукта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Авдеев Н.Е., Некрасов А.В., Резуев С.Б., Чернухин

Ю.В. Перспективные типы центробежных и гравитационных сепараторов: теория и анализ конструкций. - Воронеж: Воронеж. гос. ун-т, 2005. - 637 с.

Поступила 29.11.10 г.

Нами исследована возможность интенсификации процесса тепловой стерилизации консервов методом ступенчатого нагрева в горячей воде в статическом состоянии, с вращением тары, а также ступенчатым орошением водой с определенной температурой.

Прежде чем исследовать прогреваемость маринадов при ступенчатом нагреве, экспериментально исследовали прогреваемость маринадов при их стерилизации в автоклавах по режимам действующей технологической инструкции [1].

На рис. 1 показаны кривые прогреваемости и фактической летальности центрального и периферийного слоев консервов «Огурцы маринованные» в стеклянной таре 1-82-3000, при стерилизации в автоклаве по

25-15-25

режиму-------------118

100

Как видно из графиков, центральный и периферийные слои маринадов нагреваются неравномерно: периферийная точка получает стерилизующий эффект равный 332 усл. мин, а центральные слои 216 усл. мин. Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки [2] составляет 332/216 = 1,6.

Основными недостатками этого способа являются: большие расходы тепловой энергии и воды; значительная продолжительность процесса тепловой обработки продукта;

неравномерность тепловой обработки продукта в банках.

Сущность способа стерилизации консервов ступенчатым нагревом в статическом состоянии заключается в следующем.

Банки с маринадами после герметизации устанавливают в носитель, обеспечивающий механическую герметичность (предотвращение срыва крышек в процессе тепловой обработки) и помещают последовательно в ванны с горячей водой температурой 70, 85 и 100°С на определенное время. По истечении этого времени банки охлаждаются в последовательно установленных ваннах с температурой воды соответственно 80, 60 и 40°С.

Режим ступенчатой стерилизации консервов в общем случае можно выразить в виде

где тН1, тн2, ... , тнл - продолжительности периода ступенчатого нагрева консервов при соответствующих температурах горячей воды

THb Тн2, ... , Гнл; т0Х1, т0Х2, ... , тох.„ - продолжительности периодов ступенчатого охлаждения консервов при соответствующих температурах охлаждающей воды Г01Ь T°x2, ■ ■ ■ , Г0„.

Нами исследована прогреваемость консервов «Огурцы маринованные» в банке СКО 1-82-3000 со ступенчатым нагревом в горячей воде и с последующим ступенчатым водяным охлаждением по режиму

7 7 17 9 9 9

170° С 85° С 100°С [80°С 60°С 40°С

Как видно из рис. 2, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках для данного режима соответственно равны 288 и 200 усл. мин. Коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима 1,4, что свидетельствует о некотором снижении неравномерности тепловой обработки маринадов и сокращении продолжительности процесса стерилизации по сравнению с действующим режимом на 7 мин.

Снижение неравномерности тепловой обработки при ступенчатой стерилизации в статическом состоянии, видимо, объясняется вынужденным перемешиванием продукта в банках при переносах носителей с банками из одной ванны в другую.

Режим ступенчатой стерилизации консервов с ротацией тары в общем случае можно выразить в виде

t н 1 . t н 2 ... t н. n t °x1 t °х 2 t °x. n

T T T н 1 н 2 -1 н. n ) T T T V °x1 °x2 °x. n )

Ll± . . .. t H. n T °x 1 T °x2 . t °x. n

T Vth 1 T T и 2 T H. n J T И °x1 T * °x2 T °x. n

где п - частота вращения тары, с .

Сущность этого способа стерилизации заключается в следующем. Ступенчатый нагрев банок с маринадами осуществляют аналогично описанному выше. При этом для интенсификации внутреннего теплообмена и обеспечения равномерности нагрева продукта в процессе тепловой обработки банки вращают с донышка на крышку с оптимальной частотой вращения для маринадов 0,33 с-1.

Кривые прогреваемости и фактической летальности консервов «Огурцы маринованные» в банке СКО 1-82-3000 со ступенчатым нагревом в горячей воде с

D

S

э-

■а

■а

о

о

3

m

0)

Q.

CD

С

Время, мин

Время, мин

n

Рис. 1

Рис. 2

{ 6 6 16 1 { 7 7 7 1

{70°C 85°C 100°C {80° C 60°C 40° C

Время, мин

Рис. 3

последующим водяным охлаждением и ротацией тары по режиму

• 0,33.

представлены на рис. 3 (п = 20 об/мин). Как видно из графиков, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов: величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках соответственно равны 247 и 224 усл. мин. Коэффициент неравномерности тепловой обработки для этого режима 1,1. Таким образом, по предлагаемому режиму периферийные и центральные слои продукта получают более равномерное тепловое воздействие, чем по режиму действующей технологической инструкции и режиму со ступенчатым нагревом без ротации.

Интенсификация процесса тепловой стерилизации консервов возможна также с применением ступенчатого орошения горячей водой с последующим ступенчато-оросительным охлаждением консервов с вращением тары.

Отличие этого способа от предыдущего состоит в том, что вместо помещения банок в ванны при нагреве и охлаждении их подвергают последовательному орошению водой с соответствующей температурой. Частота вращения при этом прежняя - 0,33 с-1.

Кривые прогреваемости и фактической летальности консервов «Огурцы маринованные» в банке СКО 1-82-3000 путем ступенчатого орошения горячей водой с ротацией тары по режиму

• 0,33.

{ 7 7 18 1 { 8 8 8

{70° C 85° C 100°C {80° C 60°C 40° C

Время, мин

Рис. 4

представлены на рис. 4. Графики показывают, что величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках для данного режима соответственно равны 267 и 210 усл. мин. Коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима 1,2.

Сравнивая стерилизующие эффекты наиболее (281 усл. мин.) и наименее прогреваемых слоев (255 усл. мин.) и рассчитав значение коэффициента крайней неравномерности Ккн = 281/255 = 1,1, можно сделать вывод о целесообразности ступенчатого орошения горячей водой со ступенчато-оросительным водяным охлаждением и вращением банок с донышка на крышку, так как при этом происходит равномерный прогрев консервов и сокращение продолжительности тепловой обработки по сравнению с автоклавным режимом, что улучшает качество готового продукта.

Разработанные режимы стерилизации консервов обеспечивают их промышленную стерильность, повышение качества готового продукта, сокращение продолжительности процесса стерилизации, экономию энергозатрат на единицу продукции и значительную экономию охлаждающей воды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сборник технологических инструкций. Т. 2. - М.: Пищевая пром-сть, 1977.

2. Кошевая С.Е. Математическое моделирование процесса тепловой стерилизации консервов: Дис. ... канд. техн. наук. -Краснодар, 1995.

Поступила 11.05.10 г.

OPTIMIZATION OF MODES OF STERILIZATION OF CANNED FOOD «CUCUMBERS MARINADED» WITH USE OF STEP HEATING

A.F. DEMIROVA, T.A. ISMAILOV, M.E. AKHMEDOV

Daghestan State Technical University,

70, Imam Shamilprosp., Mahachkala, 367015;ph.: (8722) 62-37-61, fax: (8722) 62-37-97, e-mail: dstu@dstu.ru

Modes of sterilization of canned food “Cucumbers Marinaded” are studied at step heating in a static condition of jars, with rotation of jars and a step irrigation by water with various temperatures. The developed modes provide industrial sterility of production, reduction of duration of thermal energy and water.

Key words: sterilization of canned food, heating of sealed food jars, modes of step-like sterilization.