Упаковки с повышенной тепловой инерционностью для хранения растительной продукции Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Р УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ТЕМА НОМЕРА

УДК 621.560

Упаковки с повышенной тепловой инерционностью

для хранения растительной продукции

В.П. Кочетов, канд. техн. наук, доцент, Е.Н. Томчик, аспирант Одесская национальная академия пищевых технологий, Республика Украина

Основное условие обеспечения требуемой продолжительности хранения и сохранности вкусовых и товарных свойств плодоовощной продукции - стабильное поддержание на требуемом уровне параметров технологического регламента и изотропности этих параметров в грузовом пространстве холодильных камер в течение всего периода хранения [1].

Рис. 1. Пластиковая упаковка с высокой тепловой инерцией для хранения плодоовощной продукции: 1 - упаковка; 2 - наружная и внутренняя стенки; 3 -жидкостная прослойка; 4 - крышка; 5 - отверстие

8 7 6

; 5 о 4

е2

5 1

V

- 0 -1 -2 -3

Рис. 2. Изменение Т в зависимости от колебаний

пл.

температуры в камере:

1 - температура плодов в контейнере без водяной прослойки; 2 - температура плодов в контейнере с водяной прослойкой; 3 - температура воды Тв; 4 -температура воздуха в камере, Т

1

\ 1 \ ц —1

1 А—| ту\ I ^^ V ^ 2

3

50 100 150 200 4 250

Врем ля, мин

Определяющее влияние на продолжительность хранения и качество растительной продукции оказывает величина амплитуды периодических колебаний температуры воздуха в камерах, зависящая от конструктивных особенностей, условий эксплуатации и уровня износа холодильников. Даже при поддержании требуемого среднего уровня параметров технологического регламента колебания температуры в грузовом пространстве действующих холодильников возникают по различным причинам (неполная загрузка камер, проведение погрузоч-но-разгрузочных работ, цикличность работы воздухоохладителей, инфильтрация наружного воздуха и др.) и могут составлять ДТкам = 6..12 °С. Таким образом, существующие методы холодильных технологий и конструктивные способы их осуществления не обеспечивают надежную защиту продукта от температурных колебаний, и решение этой проблемы является актуальной задачей.

Снижение влияния температурных колебаний на растительную продукцию в грузовом пространстве камер может быть достигнуто за счет использования новых типов упаковок с жидкостными (водяными) прослойками с повышенными показателями теплоустойчивости и аккумулирующей способности.

Предлагаемая упаковка [2-4] для хранения фруктов и овощей представляет собой пластиковый ящик с крышкой, с двойными стенками. Между внешними и внутренними стенками по всему периметру упаковки предусмотрен зазор, заполняемый жидкостью с высокой тепловой инерцией (рис. 1). В случае хранения продукта при положительных температурах в качестве материала прослойки может быть использована вода, при отрицательных - водные растворы солей или капиллярные трубки с водой. Упаковки такого типа классифицируют как многооборотные, жесткие и универсальные.

Авторами проведены экспериментальные исследования по изучению влияния конструктивных характеристик упаковок различной конфигурации (с водяной прослойкой и без) на колебания параметров технологического регламента в их грузовом объеме в зависимости от изменений температуры в грузовом объеме камер.

Исследования проводили в камерах разного типа при модификации возможных отклонений температуры воздуха в камере, которые имеют место в практике хранения и приводят к увеличению потерь продукции.

При изучении влияния различных по длительности и периодичности внешних тепловых нагрузок на изменение температуры в объеме упаковок с плодами использовали три пластиковых контейнера, два из которых - одинаковой формы, размера и емкости (внутренние размеры: 215x153x105 мм), заполненных яблоками, и один - большего размера (283x222x215 мм). Один из контейнеров закрывали крышкой и помещали в камеру. Второй контейнер с яблоками закрывали и помещали в контейнер большего размера с водой так, чтобы толщина омывающего слоя воды была одинаковой со всех сторон. Больший контейнер закрывали крышкой и также помещали в камеру. Толщина водяной прослойки для всех опытов - 34 мм. В крышках контейнеров предусмотрены отверстия для доступа воздуха к плодам, через которые подводили датчики температур для снятия температуры внутри контейнеров.

Результаты исследований по определению влияния частых кратковременных внешних тепловых воздействий (продолжительностью 3 мин через каждые 12 мин), вызывающих увеличение амплитуды колебаний температуры воздуха в камере (Акам), показали, что за время проведения опытов (3,5 ч) температура поверхности плодов в контейнере с

Таблица 1

Изменение температуры плодов в контейнерах без водяной прослойки и с водяной прослойкой

Характер изменения Опыт 1 Опыт 2

температуры плодов, Т , °С Упаковка

опытная контрольная опытная контрольная

Начальная температура 1 8 0,9 2,3 1,8

плодов, Тплн, С

Повышение Т , °С лл На про- 1,8 3,2 1,1 2,3

тяже- Максимальный нии перепад Тпл, °С 2,1 3,2 1,4 2,5

опытов ^ с- Колеоания температуры, ДТпл, °С 0...0,2 0,6.1 0.0,2 0,6.1

Максимальная температура плодов, Тплмах, °С 4 4,1 3,7 4,3

По Период уста-окон- новления Тпл н 12 ч 4 ч 15 мин 12 ч 6 ч 45 мин

чании Изменение Т в опытов течение 1 ч, °С Не более 0,2 0,3...0,9 Не более 0,2 0,3...0,9

Толщина слоя воды (Дв) между внутренним и наружным ящиками - 7010 и 27-30 мм соответственно. Размеры наружных упаковок оставались неизменными, толщина водяной прослойки в опытных упаковках создавалась за счет изменения размеров внутренних упаковок. В крышках упаковок предусмотрены отверстия диаметром 12 мм для поступления воздуха к плодам, через которые подводили датчики для снятия температуры внутри контейнеров.

Колебания температуры в камере КХК-6 в пределах от - 3,4 до 5,7 °С создавали за счет увеличения дифференциала терморегулятора.

При закладке на хранение неохлажденных плодов в объеме опытных упаковках (с водяной прослойкой) устанавливается повышенная

а б

Рис. 3. Изменение Тл в зависимости от колебаний температуры в камере (2 опыта):

1 - температура в камере Т ; 2 - температура плодов в контейнере с водяной прослойкой; 3 - температура плодов в контейнере без водяной прослойки

водяной прослойкой повысилась на 0,6 °С (с 1,3 до 1,9 °С), в контейнере без водяной прослойки - на 1,9 °С (с 2 до 3,9 °С.).

Изменение температуры плодов (Т ) в зависимости от колебаний

4 пл.7

температуры в камере (Ткам) показано на рис. 2.

Результаты экспериментальных исследований по определению влияния внешних тепловых воздействий длительностью 15 мин через каждые 30 и 60 мин на температуру плодов в упаковках представлены в табл. 1 и на рис. 3. Продолжительность опытов - 5 ч 45 мин и 8 ч 45 мин соответственно [5].

При изучении влияния постоянных периодических колебаний температуры в камере на параметры технологического регламента в объеме

упаковок различной конфигурации применяли специально изготовленные упаковки из органического стекла (полиметилметакрилата) толщиной 3 мм. Использовали два одинаковых ящика из листового оргстекла, наружными размерами 600х400х 288 мм (с крышкой), и три ящика размерами 580x380x268 мм, 560x360x248 мм и 540x340x228 мм. Один из ящиков 600x400x288 мм (контрольный) с плодами закрывали крышкой и помещали в камеру. Во второй ящик 600x400x288 мм (опытный) поочередно (для каждого опыта) помещали ящики с плодами, меньшего размера и закрытые крышкой. Промежутки между ящиками заполняли водой, так чтобы толщина омывающего слоя воды была одинаковой со всех сторон.

температура плодов, поэтому при проведении исследований предварительно охлажденные плоды загружали в охлажденные упаковки [6].

В период 26.08.11 г. - 23.09.11 г. в камеру закладывали на хранение две упаковки с плодами - контрольную (без водяной прослойки) и опытную -с водяной прослойкой толщиной 5щ = = 7 мм. Масса плодов в опытной упаковке - 21,7 кг, в контрольной-25,5 кг. Температура в камере изменялась от - 3,4 до 5 °С, при средней температуре воздуха в камере (Ткамср) = 2,3 °С, амплитуда колебаний температуры (Акам ) = 8,4 °С. Периодичность изменения Т ~ 1 ч 20 мин.

кам.

В период 26.09.11 г. - 24.10.11 г. в камеру на хранение закладывали плоды в контрольной, и в опытной упаковах. Масса плодов в опытной

ш

УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ТЕМА НОМЕРА

Таблица 2

Характер изменения температуры плодов в грузовом объеме контрольных и опытных упаковок при постоянных периодических колебаниях температуры

воздуха в камере

Характер изменения температуры плодов, Тпл, °С Период проведения эксперимента

26.08.11 г. - 23.09.11 г. 26.09.11 г. - 24.10.11 г.

Упаковка

лпы7нмям контрольная Д = / мм г в Д—м контрольная в

Т 2,4 2,5..2,6 2,9 3,1..3,2 пл.мах. ' 11 ' 11 Т 2,2 1,9..2 2,8 2,6..2,7 пл.мт. Колебания температуры, ДТпл 0..0,2 0,6..0,7 0,1 0,6..1

и свежесть. Плоды следует отнести ко 2-му сорту.

Результаты йодкрахмальных проб, проведенных перед началом и после проведения исследований, показали, что при хранении плодов в опытных упаковках созревание плодов происходит медленнее, что способствует увеличению их срока хранения.

Потери массы плодов за период хранения составили: в контрольных упаковках - 0,69-0,73 %, в опытных - 0,47-0,49 %.

6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

о а

п м

7 6 5

. 4 3

р

? 2

<гз

р

е1 м

си 0

-1 -2 -3 -4

1 2

- 7- /

3

N ?

ПП Г*1

N Т

1Л 1Л

Ш 01 В Н ГП м

М 1Л СО 1Л 1Л 1Л И н

О N Г) Ч

Н Н Г^ N

□ н 14 1Г1

о о о о

гм (М (М (М

^«анплгшнмл^па роннннннимнний г^гмгмгч|гмгмгмгчгмгмгмгч|гч|гч| Время, ч б

51 N

1Л 1Л

^ г

н N

пп

гч N

N Л N

?! 'Л

го го

N N

Время, ч

а

Рис. 4. Изменение Тпл в объеме опытных (с водяной прослойкой) и контрольных (без водяной прослойки) упаковок при постоянных периодических колебаниях температуры воздуха в камере:

а - при Лв = 7- 10 мм; б - Лв = 27-30 мм; 1 - температура в камере; 2 - температура плодов в опытной упаковке; 3 - температура плодов в контрольной упаковке

упаковке - 15,3 кг, в контрольной -25,4 кг. Температура в камере изменялась от - 2,6 до 5,7 °С при Ткамс = 2,7..2,8 °С, Акам = 8,3 °С. Периодичность изменения температуры = 1 ч.

Результаты исследований приведены в табл. 2 и на рис. 4.

Таким образом, исследования показали, что при наличии периодических колебаний температуры воздуха в камере в обоих случаях колебания температуры плодов в контрольных упаковках составляли 0,5..0,7 °С, колебания температуры плодов в объеме опытных упаковок не превышали 0,2 °С, при этом характер колебаний температуры плодов зависел от толщины прослойки. При проведении экспериментальных исследований температура воды в прослойках Тв ~ Ткамс с амплитудой колебаний Ащ = 0X0,4 °С.

Плоды в упаковках (яблоки Гала 1-го сорта) выдерживали в камерах на протяжении 4 нед, после окончания экспериментов была проведена визуальная оценка качества продукции

и определены общие потери массы за период хранения.

Яблоки, хранившиеся в опытных упаковках с различной толщиной водяных прослоек (7-27 мм), были свежими, интенсивной окраски, без признаков увядания. Мякоть осталась плотной, свежей и сочной, цвет ее не изменился. Побурения кожицы и побурения мякоти в местах повреждений не было. В соответствии с требованиями действующих национальных и международных стандартов к товарному качеству плодов - ДСТУ 7075:2009, ГОСТ 2112275, ДСТУ ЕЭК ООН FFV-50:2007 и др. - плоды следует отнести к 1-му сорту.

Яблоки, хранившиеся в контрольных упаковках, несколько утратили свежесть и яркость окраски. Окраска некоторых плодов стала темнее. Поверхность отдельных плодов слегка побурела, увяла и сморщилась. У большинства плодов в местах повреждений мякоть под кожей незначительно побурела и стала менее плотной, но сохранила сочность

В процессе проведения исследований было установлено, что снижение воздействия колебаний в охлаждаемом объеме камеры на температуру плодов за счет применения упаковок с повышенной тепловой инерционностью способствует сохранению качества плодов, продлению срока хранения и снижению потерь примерно на 2530 %.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бедин, Ф.П. Сохранность фруктов, овощей и зерна. Теплофизичес-кие, физиологические и транспортные свойства/Ф.П. Бедин, Е.Ф. Ба-лан, Н.И. Чумак // Одесса: Изд.-во журнала «Холодильная техника и технология», 2000. - 450 с.

2. Пат. 41517 УкраГна, В 65 D 81/24, F 25 D 29/00. Пластикова тара для збер^ання плодоовочевоТ про-дукцп/Томчик О. М. (УкраТна)-№ и200814732; заявл. 22.12.08; опубл. 25.05.2009, бюл. № 10/ 2009. - 2 с.

3. Пат. 44897 УкраГна, А 01 F 25/ 00, В 65 D 85/34. Контейнер для збер^ання плодоовочевоУ про-дукци/Томчик О. М. (УкраУна) -№ и200900999; заявл. 09.02.09; опубл. 26.10.2009, бюл. №20/ 2009. - 3 с.

4. Пат. 48587 УкраУна, В 65 D 81/ 24, F 25 D 29/00. Пластикова тара для зберiгання плодоовочевоУ про-

дукци/Томчик О. М. (УкраУна)-№и200909923; заявл. 29.09.09; опубл. 25.03.2010, бюл. № 6/2010. -2 с.

5. Кочетов, В.П. Хранение растительной продукции с применением упаковок с повышенной тепловой инерционностью/В.П. Кочетов, Е.Н. Томчик - Холодильная техника и технология - 2010. - № 6. - С. 53-57.

6. Кочетов В.П. Применение упаковок с повышенными показателями тепловой инерции для длительного хранения плодовощной продук-ции/В.П. Кочетов, Е.Н. Томчик// International conference «Energy of Moldova - 2012. Regional aspects of Development». - Republic of Moldova, Chisinau, 2012. - Р. 320323.

Упаковки с повышенной тепловой инерционностью для хранения растительной продукции

Ключевые слова

плодоовощная продукция; упаковка; температурные колебания; повышенная тепловая инерционность.

Реферат

В статье представлены результаты экспериментальных исследований упаковок для хранения плодоовощной продукции с повышенной тепловой инерционностью. Проведено сравнение влияния колебаний температуры воздуха в камере на температуру продукции при хранении яблок в контейнерах с прослойкой из жидкости с высокой тепловой инерцией и без прослойки.

Packaging with High Thermal Inertia of the Storage of Plant Products

Key words

fruit and vegetable products; packaging; temperature fluctuations, high thermal inertia.

Abstracts

In article results of experimental studies of packaging for storage of fruits and vegetables with high thermal inertia. A comparison of the influence of fluctuations in air temperature in the chamber to a temperature of products during storage of apples in containers with a layer of liquid with high thermal inertia and without the interlayer.

Авторы

Кочетов Валентин Петрович, канд. техн. наук, доцент, Томчик Елена Николаевна, аспирант,

Одесская национальная академия пищевых технологий, 65082, Республика Украина, г. Одесса, ул. Дворянская, д. 1/3, [email protected]

Authors

Kochetov Valentin Petrovich, Candidate of Technical Science, Docent, Tomchik Elena Nikolaevna, Graduate Student, Odessa National Academy of Food Technologies, 1/3, Dvoryanskaya St., Odessa, Ukrain, 65082, [email protected]

Еще больше вкусного молока от «Экомилк»

для всей семьи

Компания «Экомилк» запустила в продажу молоко в нестандартной большой упаковке объемом в 1,5 и 2 л под торговой маркой «Новая деревня». Новинка впервые была представлена на продовольственной выставке «ПЕТЕРФУД» 12-14 ноября 2013 г. в Санкт-Петербурге. В новой упаковке будет выпускаться пастеризованное молоко

жирностью 2,5 и 3,5 %.

В начале года компания выпустила новый для рынка формат упаковки -канистру на 1 и 2 л. Учитывая интерес, проявленный к большой упаковке, компания создала еще один удобный формат упаковки для потребителя -полуторалитровые и двухлитровые пакеты. Эксперты «Экомилк» выяснили, что в среднем российская семья покупает 2 л молока на неделю, новый формат позволит не переплачивать за двойную упаковку и поможет экономить семейный бюджет. В дальнейшем «Экомилк» планирует расширить ассортимент продукции и предложить покупателю другие форматы, дизайн и технологии, отличные от традиционных.

Молоко торговой марки «Новая деревня» разливается в упаковку Pure Pack Maxi Diamond Curve от Elopak,

которая обеспечивает длительное хранение продукта. Крышка для этой упаковки создана по технологии Pure-Cap™, имеет широкое горло, что удобно в использовании. Она обеспечивает герметичность до вскрытия и защищает находящийся внутри продукт от воздействия кислорода и проникновения бактерий.

Вся продукция торговой марки «Новая деревня» изготовлена из натурального молока с соблюдением европейских стандартов, что отвечает экологическим требованиям компании. Помимо молока в линейке представлены: кефир, сметана, ряженка, масло, айран, варенец, молочный коктейль.

«Экомилк» производит молочные продукты на рынке России и стран СНГ с 1999 г. (до декабря 2011 г. ГК «Молочный Продукт»). Производство

находится в Московской обл. (Озе-рецкий молочный комбинат) и Нальчике (Нальчикский молочный комбинат). Компания является российским лидером по объемам продаж сливочного масла.

«Экомилк» удостоена наград на выставках «Зеленая неделя» (Берлин), «Золотая осень», «Продэкспо» (Москва), «Петерфуд» (Санкт-Петербург), а также за лучшее качество продукции в конкурсе президента Кабардино-Балкарии и в конкурсе «100 лучших товаров России». Продукция компании присутствует в ассортименте всех крупных федеральных торговых розничных сетей России.