CC BY
4
2. Сборник технологических инструкций по производству консервов.Т-
2. М., 1977г.
3. Демирова А.Ф. Ступенчатая стерилизация консервов./ А.Ф. Демирова // Продукты длительного хранения -2007. -№2.-С.7-8
4. Демирова, М.Э. Ахмедов, Т.А. Исмаилов Стерилизация компотов в стеклянной таре СКО 1-82-1000 со ступенчатым нагревом и охлаждением в статическом состоянии / // Известия вузов. Пищевая технология. - 2010. -№ 4 - С.88 - 90.
5. А.Ф. Демирова, Т.А. Исмаилов, М.Э. Ахмедов /Оптимизация режимов стерилизации консервов «Огурцы маринованные» с использованием ступенчатого нагрева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2011. - № 1. -С.73 - 75.
6. А.Ф. Демирова, Т.А. Исмаилов, М.Э. Ахмедов. Эффективность ступенчатой тепловой стерилизации консервов в стеклянной таре // Вестник Дагестанский государственный технический университет. Технические науки. - 2010. - Вып. №1 (16) - С. 152 - 156.
7. А.Ф. Демирова, М.Э. Ахмедов. Интенсификация процесса стерилизации консервов с использованием ступенчатой тепловой обработки в статическом состоянии тары // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - №1. - С. 22 - 24.
8. А.Ф. Демирова, Т.А. Исмаилов, М.Э. Ахмедов. Аппарат для ротационной стерилизации консервов с использованием ступенчатого нагрева и воздушно-водоиспарительного охлаждения // Известия вузов. Пищевая технология. - 2011. - № 1. - С.82 - 84.
УДК 664.8036:62 Ахмедова М.М.
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ КОНСЕРВИРОВАННОГО КОМПОТА ИЗ ГРУШ В ПОТОКЕ НАГРЕТОГО ВОЗДУХА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАГРЕВОМ ПЛОДОВ В ЭМП СВЧ
Akhmedova M.M.
HIGH-TEMPERATURE STERILIZATION OF TINNED COMPOTE FROM PEARS IN THE STREAM OF HEATED AIR WITH PRELIMINARY HEATING OF FRUITS IN EMP OF THE MICROWAVE OVEN
В работе представлены результаты исследований по совершенствованию технологического процесса производства консервированного компота из груш с использованием ЭМП СВЧ и высокотемпературной стерилизации.
На основании проведенных экспериментальных исследований и с использованием математического планирования получено уравнение аппроксимации для определения начальной температуры продукта в банке перед стерилизацией (Т,°С), в зависимости от трёх факторов: объёма тары (V, л), мощности СВЧ-нагрева (Р, кВт) и продолжительности обработки (t,
с):
Разработаны и предложены новые режимы высокотемпературной стерилизации компота из груш в различной таре.
Ключевые слова: компот, режим стерилизации, высокотемпературная стерилизация, математическая модель, инновационная технология, продолжительность.
In work results of researches on improvement of technological process of production of tinned compote from pears with use of EMP microwave oven and high-temperature sterilization are presented.
On the basis of the conducted pilot researches and with use of mathematical planning the approximation equation for determination of reference temperature of a product in bank before sterilization (T, °C), depending on three factors is received: container volume (V, k), microwave heating capacities (Р, kW) and processing durations (t, c):
New modes of high-temperature sterilization of compote from pears in various container are developed and offered.
Key words: mmpote, sterilization mode, high-temperature sterilization, mathematical model, innovative technology, duration.
Разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий и создание высокоэффективных непрерывных процессов и аппаратов являются одними из основных задач, стоящих перед пищевой промышленностью.
Выполнение этих задач требует изыскания новых способов интенсификации процесса тепловой стерилизации консервов, как одного из энергоемких и наиболее продолжительных процессов при производстве консервируемых продуктов.
Стерилизация консервов в настоящее время 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;
- большой расход тепловой энергии и воды.
Одним из эффективных и инновационных решений совершенствования технологий производства консервируемых продуктов является повышение начальной температуры продукта перед стерилизацией [2], которое 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.
Хотя стерилизующее воздействие на продукт оказывают как температура, так и продолжительность процесса, но вплоть до 70оС оно практически равно нулю, и этот период нагрева целесообразнее по возможности ускорить.
К тому же, можно отметить, что предварительный нагрев плодов в банках перед заливкой сиропа обеспечивает повышение температуры заливаемого в банки сиропа и тем самым способствует существенной экономии тепловой энергии, теряемой в окружающую среду в процессе охлаждения сиропа от температуры варки (1000С) до температуры заливки в банки (800С), что составляет порядка 19300 кДж на 1 туб выпускаемой продукции.
С учетом вышесказанного, нами была исследована возможность увеличения начальной температуры продукта при производстве компота из груши, используя ЭМП СВЧ, обладающее объемным нагревом.
Пищевые продукты по своим электрическим свойствам считаются неидеальными электриками, в которых при воздействии внешнего электрического поля возникают токи проводимости и смещения. Токи проводимости создаются свободными электрическими зарядами, движущимися по всему объему продукта. Токи смещения создаются связанными зарядами, способными перемещаться лишь на незначительные расстояния.
Наличие в плодах и овощах свободной воды, являющейся типичным примером полярной молекулы, является фактором, определяющим интенсивность нагрева продукта в СВЧ поле.
При воздействии СВЧ поля дипольные моменты молекул, имеющие в отсутствие поля произвольные направления, стремятся ориентироваться по направлению поля, что встречает сопротивление со стороны окружающих молекул. Работа, расходуемая на преодоление этого сопротивления, в конечном итоге превращается в теплоту, что и вызывает нагревание продукта.
Воздействие СВЧ- поля на плоды и овощи сопровождается возникновением полей температуры, влажности, механических деформаций разрушения клеток, химических реакций и т.д.
Мощность рассеивания Р (кВт) в плодах и овощах, помещенных в СВЧ - камеру, можно определить из уравнения:
P = 2nfc ■ u2 • tgS, (1)
Эту формулу можно преобразовать и получить уравнение, характеризующее удельную мощность Руд (кВт/м2), рассеиваемую в объекте:
Руд = 0,56- Е2 ■ f е tgS 10-9 (2)
где: Е - градиент напряжения, кВ/см;
f - частота тока, Гц;
е - диэлектрическая проницаемость плодов и овощей;
tg 8 - тангенс угла диэлектрических потерь, показывающих уровень поглощаемой дозы в объекте
Из уравнения (1) следует, что мощность рассеивания в плодах и овощах прямо пропорциональна квадрату градиента напряжения, частоте ЭМП, произведению е на tg8.
СВЧ энергия обладает тем преимуществом перед традиционными способами нагрева, что тепло передается сразу и одновременно всему продукту, как находящемуся в центре, так и продукту, расположенному у стенок банки, если банки расположены соответствующим образом в СВЧ -поле. Поэтому нагрев содержимого банки до необходимой температуры происходит за считанные секунды, в десятки раз быстрее, чем при обычных способах нагрева.
В этой связи, для увеличения начальной среднеобъемной температуры консервов перед стерилизацией, был предложен и исследован способ обработки плодов залитых сиропом в банках перед их герметизацией, СВЧ энергией [3].
Консервируемые продукты обрабатывали в СВЧ устройстве [4], где с помощью магнетрона возбуждается электромагнитное поле частотой 2400±50 МГц. Устройство снабжено реле времени, обеспечивающим заданный режим, и СВЧ камерой (резонатором), куда помещали исследуемые банки с продуктом. После воздействия СВЧ энергии, в банки заливали сироп, после чего банки герметизировали и выдерживали в течение времени, допускаемого между укупоркой и стерилизацией, предусмотренной технологической инструкцией. Были замерены температуры в наименее прогреваемых точках продуктов в контрольных и экспериментальных образцах.
Результаты экспериментов по прогреваемости некоторых консервов представлены в таблице 1.
Для практической реализации данного способа разработана конструкция СВЧ -устройства для нагрева и пастеризации консервов [4].
Полученные экспериментальные данные достаточно убедительно показывают, что использование предварительного нагрева плодов в СВЧ-поле обеспечивает повышение начальной температуры продукта на 20-230С по сравнению с традиционной технологией.
Таблица 1 - Результаты прогреваемости плодов груши в СВЧ-поле
Наименование консервов Наименование тары Продолжительность обработки, с Начальная температура продукта в банке перед стерилизацией, оС
с предварительным нагревом в СВЧ-поле по действующей техноло-гичес-кой инструкции
Компот груш 1-82-350 60 70 48
1-82-500 90 70 50
1-82-1000 120 75 52
На основании проведенных экспериментальных исследований и с использованием математического планирования получено уравнение аппроксимации для определения начальной температуры продукта в банке перед стерилизацией (Т,°С), в зависимости от трёх факторов: объёма тары (V, л), мощности СВЧ-нагрева (Р, кВт) и продолжительности обработки (^ с):
T = 57,2-11,29V - 10^ -0,06t+28,85VP+0,55Vt + 0,08Pt (4)
Среднее квадратичное отклонение теоретических значений температуры от экспериментальных составляет 1,68.
Для практической реализации этого способа разработана конструкция устройства для предварительного подогрева плодов и овощей в банках в СВЧ-поле.
Для сравнительной оценки эффективности предлагаемой технологии производства нами предварительно были проведены экспериментальные исследования консервов по режиму традиционной технологии, которые подтвердили ее общеизвестные недостатки, в первую очередь большая продолжительность тепловой обработки, которая составляет 80 мин и неравномерность тепловой обработки отдельных слоев продукта, вследствие которой, часть продукта, расположенная в периферийной зоне получает излишнее, в несколько раз тепловое воздействие.
На рисунке 1 представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки объемом 1,0 л при высокотемпературной тепловой стерилизации с вращением банки консервов «Компот из груш» с предварительным нагревом плодов используя ЭМП СВЧ по режиму:
80--^ ■—■ 15 ч • 0,16
150(8,0) 100 20(8,0)
100-
90-
<
о 80^
со ср
70-
со ср <15
<15 I—
60-
50-
40-)
0
0
10
20
30
Время, мин
Рисунок 1 - Кривые прогреваемости и фактической летальности в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки объемом 1,0 л при ступенчатой ротационной стерилизации (п=16 об/мин) консервов «Компот из груш» с предварительным нагревом плодов в ЭМП СВЧ
Анализ кривых фактической летальности микроорганизмов (3,4), представленных на рисунке 1 показывает, что режим обеспечивает требуемый уровень промышленной летальности, так как величины стерилизующих эффектов превышает требуемое значение, равное 150-200 усл. мин[2]. Начальная температура консервов «Компот из груш» после обработки плодов ЭМП СВЧ мощностью 700 Вт и продолжительностью - 120 сек в банках 1-82-1000 достигает 790С, а по действующей технологии 500С. Процесс тепловой обработки сокращается по сравнению режимом с традиционной технологии на 50 минут.
На рисунке 2 представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки объемом 0,5 л при высокотемпературной тепловой стерилизации в потоке нагретого воздуха с вращением банки консервов «Компот из груш» с предварительным нагревом плодов в ЭМП СВЧ (мощность 700Вт, продолжительность - 120 сек) по режиму:
94
3 7 12 150(8,0) 100' 20(8,0)
0,13
100- л
90-
<
О
80-
го
го
® 70-
аэ
60-
50
0
0
10
20
Время, мин
Рисунок 2 - Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках банки объемом0,5 л при ступенчатой стерилизации консервов «Компот из груш» с предварительным подогревом плодов в ЭМП СВЧ
Как видно из рисунка, начальная температура консервов «Компот из груш» в банках объемом 0,5 л после обработки плодов в ЭМП СВЧ мощностью 700 Вт в течение 120 с достигает 940С, а по действующей технологии 500С. За 3 минуты температура в центре банки при начальной температуре 940С достигается 990С.
Продолжительность процесса тепловой обработки по сравнению с режимом традиционной технологии сокращается на 38 минут, а величины стерилизующих эффектов центральной и периферийной точек свидетельствуют о том, что режим обеспечивает выпуск качественной продукции, удовлетворяющей требованиям промышленной стерильности и микробиологической безопасности.
На рисунке 3 показаны кривые прогреваемости и фактической летальности в наиболее и наименее прогреваемых точках банки объемом 0,65 л при высокотемпературной тепловой стерилизации с вращением банки консервов «Компот из груш» с предварительным нагревом плодов и овощей используя ЭМП СВЧ по режиму:
90
5 7 15 150(8,0)' 100' 20(8,0)
0,15.
100 П 1
0
10
20
Время, мин
Рисунок 3 - Кривые прогреваемости и фактической летальности в наиболее и наименее прогреваемых точках банки объемом 0,65 л при ротационной ступенчатой стерилизации консервов «Компот из груш» с предварительным нагревом плодов в ЭМП СВЧ
Как видно из анализа кривых прогреваемости и фактической летальности, представленных на рисунке 3, режим обеспечивает требуемую летальность, обеспечивающую промышленную стерильность готовой продукции. За счет повышения начальной температуры продукта до 900С, а по действующей технологии 500С, режим стерилизации сокращается на 33 минут по сравнению с режимом стерилизации по традиционной технологии.
На рисунке 4 представлена технологическая схема производства консервов «Компот из груш» в банке объемом 0,65 л с использованием предварительного нагрева плодов в банках в ЭМП СВЧ и высокотемпературной ротационной стерилизацией в потоке нагретого воздуха по режиму:
Источником СВЧ-энергии служила СВЧ-печь малой мощности типа
90
5 7 15 150(8,0)' 100' 20(8,0)
0,15.
CE277/CE2774TR/.
Рисунок 4 - Инновационная технологическая схема производства консервов «Компот из груш» в банке объемом 0,65 л с использованием предварительного нагрева плодов в банках в ЭМП СВЧ и высокотемпературной ротационной стерилизации в потоке нагретого воздуха
Таким образом, анализируя результаты проведенных исследований, можно сделать вывод, что повышение начальной температуры продукта перед стерилизацией, как прием совершенствования технологии производ-
79
ства консервируемых продуктов, целесообразен, так как режимы тепловой стерилизации, разработанные на их основе, обеспечивают требуемые летальности и сокращение времени тепловой стерилизации, что приводит также к общему улучшению качественных показателей готовой продукции.
Библиографический список:
1. Сборник технологических инструкций по производству консервов, Т.2, М. Пищевая промышленность. 1977.
2. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов. М. Легкая и пищевая промышленность. 1982.
3. Патент РФ №2318389. Способ консервирования компота из яблок. /Ахмедов М.Э., Исмаилов Т.А., 2008. Б.И. №7
4. Патент РФ 2344729 .Устройство для подогрева плодов и овощей в банках: пат. Рос. Федерация: МПК А 23 L 3/04 / Ахмедов М.Э., Исмаилов Т.А.; опубл.27.01.09, Бюл.№3;
УДК 547.789.9 Абакаров Г.М.
МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСЫ ТЕЛЛУРСОДЕРЖАЩИХ АМИНОВ И АЗОМЕТИНОВ
Abakarov G.M.
METALCOMPLEXES OF TELLURIUM-CONTAINING AMINES AND AZOMETINES
В данной статье рассмотрены методы синтеза и реакционная способность металлокомплексов теллурсодержащих аминов, азометинов, проблемы конкурентной координации с использованием принципа «мягких» и «жестких» кислот и оснований(Р.Пирсон).
Ключевые слова: моллекулярные комплексы, внутрикомплексные соединения, «мягкие» и «жесткие» кислоты, комплексы бис (аминофенил) дителлурида и комплексы азометинов бис(аминофенил)дителлурида.
