CC BY
7
^ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 664.8.036.62
А.Ф.Демирова, Т.А.Исмаилов, М.Э.Ахмедов
РОТАЦИОННАЯ СТУПЕНЧАТАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ КОМПОТОВ В СТЕКЛЯННОЙ ТАРЕ СКО 1-82-1000
Исследована прогреваемость компотов при стерилизации по режимам действующей технологической инструкции в автоклавах и ротационно - ступенчатом нагреве в горячей воде. Установлены режимы ступенчатой стерилизации компотов со ступенчатым водяным охлаждением и использованием ротации тары.
Ключевые слова: Прогреваемость, компоты, автоклав, режим, ступенчатый, ротация, охлаждение, стерилизация
Введение. Из всего многообразия способов консервирования в консервной промышленности наиболее широко используется тепловая стерилизация. Тепловая стерилизация является основным и ответственным этапом консервного производства является стерилизация консервов, цель которой заключается в уничтожении или подавлении жизнедеятельности микроорганизмов и их спор, опасных для здоровья человека и способных вызвать порчу продуктов при хранении. Кроме того, при стерилизации осуществляется инактивация ферментов, сохранившихся в продукте к началу стерилизации и способных вызвать нежелательные изменения качества консервируемых продуктов.
При этом стерилизация по возможности должна в максимальной степени обеспечивать сохранение органолептических свойств и питательной ценности готовых консервов, а также их микробиологическую стабильность.
Постановка задачи. Необходимо разработать более эффективный и оптимальный способ стерилизации консервов, который обеспечивает сокращение продолжительности процесса тепловой обработки и экономию энергетических затрат на выработку продукции
Если подобрать оптимальный режим стерилизации, химические изменения в пищевых продуктах будут минимальными. Минимальными будут и изменения качественных показателей сырья. Высокая температура и длительная тепловая обработка ухудшает качество компотов, при этом изменяется химический состав и органолептические показатели готового продукта.Для выполнения этих задач необходимо изыскать новые способы интенсификации процесса тепловой стерилизации консервов, как одного из энергоемких и наиболее продолжительных процессов при производстве консервов.
Методы исследования. Решение поставленной задачи достигается тем, что тепловая стерилизация консервов осуществляется последовательным ступенчатым нагревом и охлаждением в воде различной температуры с одновременным вращением тары с донышка на крышку.
В настоящее время стерилизация компотов в основном осуществляется в автоклавах, сущность процесса в которых заключается в том, что подготовленные банки с продуктом после расфасовки, заливки сиропом и закатки подвергают тепловой стерилизации в автоклаве.
Основными недостатками этого способа наряду с другими являются:
- большие расходы тепловой энергии и воды;
- большая продолжительность процесса тепловой обработки продукта;
- неравномерность тепловой обработки продукта в банках.
Прежде чем исследовать прогреваемость компотов при ротационно-ступенчатом нагреве нами экспериментально исследовано температурное поле компотов при их стерилизации в автоклавах по режимам действующей технологической инструкции.
40 50 Время, мин
Рис.1 Кривые прогреваемости и фактической летальности в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 1-82-1000 при стерилизации консервов «компот из
яблок» в автоклаве
На рисунке 1 показаны кривые прогреваемости и фактической летальности центрального и периферийного слоев консервов «компот из яблок» в стеклянной таре 1 -821000, при стерилизации в автоклаве по режиму:
25-30-25
10025 • 118 [>]
Кривые прогреваемости свидетельствуют о том, что температурная разница между центральным и периферийным слоем в статическом состоянии банки достигает 8-100С.
Соответственно и фактические летальности этих слоев имеют разные значения: центральный слой имеет фактическую летальность 261 усл. мин, а периферийный 357 усл. мин. Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки [2] для данного режима составляет: Кк.н = 357 / 261=1,3
Это говорит о том, что периферийные слои получают излишнюю тепловую обработку в отличие от центральных (наименее прогреваемых) слоев продукта, что естественно, отображается на качественных показателях готового продукта.
Аналогичные результаты показывают и исследования прогреваемости консервов «компот из абрикос» в стеклянной таре 1-82-1000, при стерилизации в автоклаве по режиму:
25-25-25
100
118
Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки для данного режима составляет Кк.н.=297/140=1,9
Результаты работы и их обсуждение. Результаты исследований прогреваемости консервов «компот из яблок» в стеклянной таре СКО 1 -82-1000 свидетельствуют о том, что температурная разница между центральны м и периферийным слоем в статическом состоянии банок достигает 8-100С при стерилизации их в автоклаве по режиму:
25-30-25
100
• 118
Соответственно и фактические летальности этих слоев имеют разные значения: центральный слой имеет фактическую летальность 223 усл. мин, а периферийный 357 усл. мин. Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки для данного режима составляет: Ккн= 357 / 223 =1,6
Это говорит о том, что периферийные слои получают излишнюю тепловую обработку в отличие от центральных (наименее прогреваемых) слоев продукта, что естественно, отображается на качественных показателях готового продукта.
Нами исследована возможность интенсификации процесса, тепловой стерилизации консервов применяя ротационный ступенчатый нагрев в горячей воде с последующим ступенчатым водяным охлаждением консервов.
Режим ступенчатой стерилизации консервов с ротацией тары в общем случае можно выразить в следующем виде:
ступенчатого нагрева
где ^нЬ ■■■ ^н.л _ продолжительности периода
Тп 1 . Тп
консервов при соответствующих температурах горячей воды 1 Н]_, I Н2 I н_я
> ТОХ2 _ продолжительности периодов ступенчатого охлаждения
консервов при соответствующих температурах охлаждающей воды Тох1, Г0Х2...
п - частота вращения тары, с-1 Сущность разработанного способа стерилизации заключается в следующем. Банки с компотом после герметизации устанавливают в носитель, обеспечивающий механическую герметичность (предотвращение срыва крышек в процессе тепловой обработки) и попеременно помещают в ванны с горячей водой температурой 60-700С, 8095 С и 100оС на определенные промежутки времени. После банки охлаждаются в последовательно установленных ваннах с температурой воды соответственно 800С, 600С и 40оС. 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 компотов 0,2 - 0,23 с-1'
о
со
10
30
40
20
Время, мин
Рис. 2 Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 1-82-1000 при ступенчатой ротационной стерилизации (п=16об/мин) консервов «Компот из черешни» по режиму:
5 5 15 Л { В 5 5
60°С 80иС 100
0,
В0°С 60иС 40иС
о,
10,
о:
0,23
Нами исследована прогреваемость консервов «Компот из черешни» в банке СКО 1 -82-1000 со ступенчатым нагревом в горячей воде с последующим водяным охлаждением и ротацией тары по режиму:
5 5 15 \ / 5 5 5
I
к
60°С 80°С 100°С>
,80°С 60°С 40° С,
)]
0,23
На рис.2 представлены кривые прогреваемости и фактической летальности предлагаемого режима стерилизации компота. Как видно из рис.2, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяют значениям, обеспечивающим промышленную стерильность готовой продукции, которые составляют для компотов 150200 усл. мин [3] и для данного режима соответственно равны 220 усл. мин и 207усл. мин) и коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима равен 1,1 что говорит о том, что по предлагаемому режиму периферийные и центральные слои продукта получают более равномерное тепловое воздействие, чем по режиму действующей технологической инструкции.
о
10
30
40
2 0
Время, мин
Рис.3 Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 1-82-1000 при ступенчатой ротационной
(п=12об/мин) стерилизации консервов «Компот из абрикос» по режиму:
5 5 1.3 \ 5 6
70 С В5иС 100иС
И
80°С 60иС 40
о.
-11
' 0,2
На рисунке 3 представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) консервов «Компот из абрикос» в банке СКО 1-82-1000 ротационно-ступенчатой стерилизации компота со ступенчатым водяным охлаждением и ротацией тары по режиму: и 5 5 12 N / 5 5 6
[ \70°С 85 °С 1000С/ \80°С 60°С 40 °С Как видно из рис.3, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяют значениям, обеспечивающим промышленную стерильность готовой продукции и для данного режима соответственно равны 238 усл. мин и 208усл. мин и коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима равен 1,14, что говорит о том, что по предлагаемому режиму периферийные и центральные слои продукта получают более равномерное тепловое воздействие, чем по режимам действующей технологической инструкции.
На рисунке 4. представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) консервов «Компот из яблок» в банке СКО 1-82-1000 при ротационно-ступенчатой стерилизации компота со ступенчатым водяным охлаждением и ротацией тары по режиму:
_Со0С 85°С 100°с) (ео°с 60°С 40°с)] 02
) ' 0,2
Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. № 19, 2010. -\-
Время, мин
Рис. 4. Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 1-82-1000 при ступенчатой ротационной стерилизации (п=16об/мин) консервов «Компот из яблок»
Сравнивая стерилизующие эффекты наиболее (220 усл.мин.) и наименее прогреваемых слоев (207усл.мин.) и рассчитав значение коэффициента крайней неравномерности Ккн=220/207=1,06, можно сделать вывод, о целесообразности ротационно-ступенчатой стерилизации компота со ступенчатым водяным охлаждением и вращением банок с донышка на крышку, т.к. при этом происходит равномерный прогрев консервов и сокращение продолжительности тепловой обработки по сравнению с автоклавным режимом, что улучшает качество готового продукта.
Выводы. Таким образом, можно сделать вывод о том, что ступенчатая стерилизация консервов с вращением банок с донышка на крышку эффективна и дает положительный результат.
Следовательно, разработанные режимы ступенчатой стерилизации компотов с водяным охлаждением и вращением банок с донышка на крышку обеспечивают:
- выработку консервированных продуктов, отвечающих требованиям промышленной стерильности.
- равномерную прогреваемость этих консервов при небольшом тепловом воздействии, что в конечном итоге очень влияет на пищевую ценность продукта.
- сокращение продолжительности процесса тепловой стерилизации консервов и значительную экономию тепловой энергии и воды.
Разработанные режимы можно рекомендовать для внедрения в производство
Библиографический список:
1 Сборник технологических инструкций. Т.2, М. Пищевая пром., 1977г.
2. Демирова А.Ф. Изыскание параметров непрерывной ротационной стерилизации консервов в стеклянной таре. Канд.диссерт. Махачкала, 2000г.
3. Флауменбаум Б.Л. «Основы консервирования пищевых продуктов», М. Агропромиздат. 1982.
A.F. Demirova, T.A. Ismailov, M.E. Achmedov
Step-rotational sterilization of compotes in glass container SKO 1-82-1000
It is investigated warming up of compotes at sterilisation on modes of the operating technological instruction autoclaves and step-rotational heating in hot water. Modes of step sterilisation of compotes are established by step water cooling and use of rotation of container. Keywords: Warming, compotes, autoclaves, modes, step sterilization, rotation, cooling
Демирова Амият Фейзудиновна (р. 1970) доцент кафедры ТПОП Дагестанского государственного технического университета, кандидат технических наук (2004). Окончила Дагестанский государственный технический университет (1992). Область научных интересов: процессы и аппараты пищевых производств. Автор 24 научных публикаций
Исмаилов Тагир Абдурашидович (р. 1952) Ректор Дагестанского государственного технического университета. Доктор технических наук (1992). Окончил Дагестанский государственный университет (1975)
Область научных интересов: термоэлектрическое приборостроение. Автор более 400 научных публикаций.
Ахмедов Магомед Эминович (р. 1949) доцент кафедры ТиМ Дагестанского государственного технического университета, кандидат технических наук (1991). Окончил Дагестанский государственный университет (1972)
Область научных интересов: интенсификация технологических процессов пищевой промышленности
Автор около 500 научных публикаций (в том числе 320 патентов)
