CC BY
7
УДК 664.8036:62
Новый способ и устройство для предварительного нагрева плодов и овощей в банках горячим воздухом
Д-р техн. наук М. Э. АХМЕДОВ, канд. техн. наук А. Ф. ДЕМИРОВА, М. М. АХМЕДОВА, Р. А. АХМЕДОВ
[email protected] Дагестанский государственный технический университет 367015, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70
Представлен новый способ повышения начальной температуры консервов, сущность которого заключается в том, что расфасованные в банки плоды (овощи) перед заливкой, нагреваются посредством подачи горячего воздуха, который с интервалом 15-20 с попеременно подается в банку через одну половину площади сечения горловины банки, а через другую удаляется. Для осуществления разработанного способа предложена конструкция устройства для нагрева плодов и овощей в банках.
Ключевые слова: стерилизация, консервы, способ, температура, воздух, плоды, устройство, режим стерилизации, качество продукта.
A new method and a device for preheating canned fruits and vegetables with hot air
D. S^ M. E. AKHMEDOV, Ph. D. A. F. DEMIROVA, M. M. AKHMEDOVA, R. A. AKHMEDOV
Dagestan state technical university 367015, Mahachkala, pr. I. Shamilja, 70
A new method has been developed to increase the initial temperature of canned products. Fruits (vegetables) packed in jars are treated before filling with heated air fed into a jar every 15-20 seconds alternately through one half of its mouth's area and removed through the other half. For practical application of the developed technique, a device has been designed to heat fruits and vegetables in jars.
Keywords: sterilization, canned food, method, temperature, air, fruits, device, sterilization mode, product quality.
Одной из наиболее значимых проблем современного этапа развития российской экономики и общества является проблема продовольственной безопасности и обеспечения населения продовольственными продуктами.
Объективная необходимость насыщения продовольственного рынка продукцией российского производства предполагает эффективное (функционирование предприятий пищевой промышленности, т. к. в конечном счете от объема производства продуктов питания, их качества и цены зависит не только уровень жизни населения, но и развитие экономики в целом. Низкий технический уровень и высокий износ технологического оборудования не всегда способствуют их развитию и росту конкурентоспособности.
Большая часть технологий используемых в пищевой промышленности относится к ресурсо- и энергоемким, и выход видится в коренном изменении структуры техно-
логий по ресурсо- и энергоемкости в сторону преобладания безотходных энергосберегаемых технологий, что будет способствовать переходу на новые, экологически чистые, технологии комплексной, глубокой переработки сырья с получением экологически чистых, конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынках, готовых продуктов. Естественно, что такой переход тесно связан с научно-техническим прогрессом и широким освоением новейших технологий.
Одним из эффективных способов совершенствования процесса тепловой стерилизации консервов, на наш взгляд, является увеличение начальной среднеобъемной температуры консервов перед стерилизацией с использованием тепловых и физических факторов и процессов [1].
Анализируя уравнение термической инерции
ШТа - ТНУТА - Тн] = т/
можно сделать вывод, что с повышением температуры продукта ТН к началу стерилизации, логарифмическая составляющая уменьшается, а следовательно, уменьшается и общее время прогрева т. Особенно большое влияние на сокращение времени прогрева оказывает повышение начальной температуры продукта. В большей степени это применительно к густым по консистенции продуктам, характеризующимся высокой термической инерцией, и при производстве консервов гетерогенной консистенции для прогрева плодов и овощей перед их заливкой.
Повышение начальной среднеобъемной температуры продукта отражается положительно не только на теплофизической стороне процесса стерилизации, но и на микробиологической, так как, 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 70 оС оно равно нулю, и этот период нагрева целесообразнее как можно ускорить.
Нами разработан и предложен новый способ увеличения начальной среднеобъемной температуры консервируемых продуктов (компоты, овощные натуральные
ХОЛОД: ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ
59
консервы и т. д.) посредством предварительного подогрева плодов (овощей), расфасованных в банки, горячим воздухом температурой 120-140 оС и скоростью 2,5^5 м/с в течение 3-8 мин [2-4].
Сущность метода заключается в том, что плоды (овощи), расфасованные в банки, помещаются в камеру, в которую вентилятором подается нагретый воздух. Нагретый воздух, с интервалом 15-20 с, попеременно подается в банку через одну половину площади сечения горловины банки, а через другую удаляется. Горячий воздух, поступая в банку с определенным напором, обеспечивает равномерный подогрев плодов в банках. Способ обеспечивает также возможность заполнять уже прогретые плоды (овощи) заливочной жидкостью (сироп, рассол, раствор) с температурой большей, чем предусмотрено по действующей технологической инструкции. Это, в свою очередь, обеспечит существенную экономию тепловой энергии, так как сироп или рассол варят при 100 оС, а температура при заливке, предусмотренная по технологической инструкции, составляет: для компота из винограда — 40 оС; для компотов из черешни, вишни — 60 оС; для остальных компотов — 80-85 оС; для овощных натуральных консервов — 85-90 оС.
Предлагаемый способ обеспечивает возможность заливать в банки с плодами (овощами) сироп или рассол с температурой на 15-20 оС большей, чем предусмотрено действующей технологической инструкцией.
В табл. 1 представлены некоторые экспериментальные исследования по прогреваемости плодов и овощей в банках при производстве различных консервов и сред-необъемные начальные температуры консервов перед стерилизацией по предлагаемому способу и по действующей технологической инструкции.
Как видно из табл. 1., начальная температура консервов перед стерилизацией, по сравнению с начальной температурой при стерилизации по режимам действующей технологической инструкции, на 12-15 оС больше, что естественно будет способствовать сокращению продолжительности режимов тепловой стерилизации консервов и повышению производительности стерилизационных аппаратов.
Для практической реализации данного способа разработано устройство нагрева плодов и овощей в банках, схема которого показана на рис. 1.
Устройство состоит из каркаса 1, рабочей камеры 9 с окошками 3 и 10 для входа и выхода банок. Внутри камеры 9 для перемещения банок проходит транспортер 5, на-
7 6 А
Горячий воздух Г" 5
Рис. 1. Устройство для нагрева плодов и овощей в таре
тянутый на приводной 8 и натяжной 2 барабаны. Над камерой 9 установлен воздухораспределитель 7, нижняя стенка которого является верхней стенкой рабочей камеры и в этой стенке проделана продольная зигзагообразная щель 11, шириной равной радиусу горловины банки. К нижней части рабочей камеры прикреплен воздухосборник 13.
Устройство работает следующим образом. Банки 6 с расфасованными плодами подаются транспортером 3 через входное окошко в камеру 9. При прохождении по камере в банку с плодами (овощами) в течение 3-5 мин попеременно то через одну, то через другую половины площади сечения горловины банки подается горячий воздух температурой 120-140 оС и скоростью 3-5 м/с, с одновременным отводом через другую половину площади сечения горловины отработанного воздуха. При этом плоды и банка, проходя камеру, прогреваются до 45-50 оС.
Это позволяет заливать банки сиропом температурой на 15-20 оС выше, чем предусмотрено технологической инструкцией и тем самым увеличить начальную среднеобъемную температуру консервов перед стерилизацией, что обеспечивает сокращение продолжительности режима стерилизации, экономию тепловой энергии и повышения качества готовой продукции.
Таблица 1
Влияние предварительного подогрева плодов и овощей в банках в потоке нагретого воздуха на начальную среднеобъемную температуру консервов перед стерилизацией
Параметры Среднеобъемная начальная
Наименование Расфасовка нагретого воздуха Продолжительно сть температура консервов, оС
консервов Температура, оС Скорость, м/с обработки, мин По новой технологии По действующей технологии
1-82-500 140 3,0 4,0 63 49
Компот из яблок 1-82-1000 140 4,0 5,0 65 50
1-82-3000 150 5,0 8,0 65 52
Компот из винограда 1-82-500 120 3-3,5 5,0 52 30
1-82-1000 1-82-3000 120 120 4,0 5,0 7,0 8,0 53 52 31 32
Перец 1-82-500 135 3,5 3,5 62 50
натуральный 1-82-1000 140 4,0 5,0 65 51
Таблица 2
Режимы стерилизации консервов с предварительным подогревом плодов в банках нагретым воздухом и стерилизацией в автоклаве с одноступенчатым охлаждением
Наименование консервов Наименование тары Параметры нагретого воздуха Продолжительно сть нагрева, мин Режим стерилизации
Темпера тура, оС Скорость, и, м/с
Перец сладкий натуральный 1-82-1000 130 3,5 4,0 10-10 - 25 _ --217кПа 100
Перец сладкий натуральный 1-82-500 130 3,0 3,0 10 - 8 - 25 217 „ 100 217кПа
Перец сладкий натуральный № 14 140 5,0 5,0 10 "12 " 30 ■ 137кПа 120
Перец сладкий натуральный 1-82-2000 140 5,0 6,0-7,0 20 - 25 - 25 11В _ --118кПа 100
Компот из винограда 1-82-1000 130 4,5 6,0 15 " <15 " 20)" 25 118кПа 100
Компот из винограда 1-82-500 130 3,5 3,0 10 " <10 " 12>" 20 118кПа 100
Компот из яблок 1-82-3000 140 5,0 7,0-8,0 20 - 40 - 30 110 „ --118кПа 100
Данное устройство обеспечивает поточность, экономию тепловой энергии, повышение начальной средне-объемной температуры продукта и, тем самым, сокращение продолжительности тепловой стерилизации консервов и повышение качества готовой продукции.
На основании проведенных экспериментальных исследований разработаны новые режимы тепловой стерилизации консервов с предварительным нагревом плодов в банках горячим воздухом (табл. 2.).
Данные режимы обеспечивают промышленную стерильность консервов, что подтверждается величиной стерилизующего эффекта, который соответствует нормативному значению 150-200 усл. мин [2, 5-8].
Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает значительную экономию тепловой энергии и воды в процессе тепловой стерилизации и обеспечивает повышение качества готового продукта за счет сокращения продолжительности и обеспечения равномерности тепловой обработки.
Список литературы
1. Сборник технологических инструкций по производству консервов. Т. 2. — М.: Пищ. пром-сть, 1977.
2. Флауменбаум Б. Л.. Основы консервирования пищевых продуктов. — М. 1982.
3. Ахмедов М. Э., Исмаилов Т. А. Патент РФ № 2339266. Способ консервирования компота из яблок в банках СКО 1-82-3000. Россия. Бюл. № 33, опубл. 27.11.2008
4. Исмаилов Т. А., Ахмедов М. Э. Патент РФ №2367263. Способ производства консервов «Перец сладкий натуральный». Россия. Бюл. № 26, 20.09.2009.
5. Исмаилов Т. А., Ахмедов М. Э. Патент РФ № 2367292. Способ производства консервов «Перец сладкий натуральный». Россия. Бюл. № 26, 20.09.2009.
6. Ахмедов М. Э., Исмаилов Т. А. Патент РФ № 2338438. Устройство для нагрева плодов и овощей в таре, опубл. 20.11.2008.
7. Колодязная В. С., Кипрушкина Е. И., Баранен-ко Д. А. и др. Продовольственная безопасность и холодильная технология // Вестник Международной академии холода. 2013. № 1.
8. Исмаилов Т. А., Демирова А. Ф., Ахмедов М. Э., Ахмедова М. М. Оценка эффективности ступенчатого ротационного охлаждения консервов в стеклянной таре // Вестник Международной академии холода. 2013. № 2.
References
1. Sbornik tehnologicheskih instrukcij po proizvodstvu konservov. T. 2. — M.: Pishh. prom-st', 1977.
2. Flaumenbaum B. L. Osnovy konservirovanija pishhevyh produktov. — M. 1982.
3. Ahmedov M. Je., Ismailov T. A. Patent RF № 2339266. Sposob konservirovanija kompota iz jablok v bankah SKO 1-82-3000. Rossija. Bjul. № 33, opubl. 27.11.2008
4. Ismailov T. A., Ahmedov M. Je. Patent RF № 2367263. Sposob proizvodstva konservov «Perec sladkij natural'nyj». Rossija. Bjul. № 26, 20.09.2009.
5. Ismailov T. A., Ahmedov M. Je. Patent RF№ 2367292. Sposob proizvodstva konservov «Perec sladkij natural'nyj». Rossija. Bjul. № 26, 20.09.2009.
6. Ahmedov M. Je., Ismailov T. A. Patent RF№ 2338438. Ustrojstvo dlja nagreva plodov i ovoshhej v tare, opubl. 20.11.2008.
7. Kolodjaznaja V. S., Kiprushkina E. I., Baranenko D. A. VestnikMezhdunarodnoj akademii holoda. 2013. № 1.
8. Ismailov T. A., Demirova A. F., Ahmedov M. Je., Ahmedova M. M. Vestnik Mezhdunarodnoj akademii holoda. 2013. № 2.
