Разработка и исследование рекуперативного способа стерилизации консервов с использованием математического планирования эксперимента
Международная
публикация
А.
Ф. ДемироваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Демирова
А.
Ф. Разработка и исследование рекуперативного способа стерилизации консервов с использованием математического планирования эксперимента // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
936–940. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53190.htm.
Аннотация. Статья посвящена разработанным нами новым способам ступенчатой тепловой стерилизации консервов в герметической таре с использованием ступенчатой тепловой обработки консервов, которые позволяют их осуществление с использованием принципа рекуперации теплоты. Получены эмпирические зависимости с использованием математического планирования эксперимента, которые можно использовать при разработке новых режимов тепловой стерилизации консервов и проектировании аппаратов для тепловой обработки с использованием ступенчатой тепловой обработки
Ключевые слова:
ступенчатая тепловая обработка, методы консервирования, пищевые продукты, эффективность технологических процессов
Текст статьи
ДемироваАмият ФуйзудиновнаКандидат технических наук, доцент кафедры технологии продукции питания и экспертизы, ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет» г.МахачкалаUma.demirova@mail.ru
Разработка и исследование рекуперативного способа стерилизация консервов с использованием математического планирования эксперимента
Аннотация. Статья посвящена разработанным нами новым способам ступенчатой тепловой стерилизации консервов в герметической таре
с использованием ступенчатой тепловой обработки консервов, которые позволяютих осуществление с использованием принципа рекуперации теплоты. Получены эмпирические зависимости с использованием математического планирования эксперимента, которые можно использовать при разработке новых режимов тепловой стерилизации консервов и проектировании аппаратов для тепловой обработки с использованием ступенчатой тепловой обработки
Ключевые слова: Ступенчатая тепловая обработка, методы консервирования, пищевые продукты, эффективность технологических процессов
Совершенствование процесса тепловой стерилизации консервов, являющегося одним из основных методов консервирования пищевых продуктов в герметически укупоренной таре, является одним из направлений повышения эффективности технологических процессов производства консервов, направленных на повышение конкурентоспособности консервированных пищевых продуктов. Рекуперация (от лат. recuperaio обратное получение) это возвращение части материала или энергии, расходуемых на проведении того или иноготехнологического процесса, для повторного использования в том же процессе, и как следствие, значительная экономия материальных и энергетических ресурсов.Практически во всех аппаратах для тепловой стерилизации консервов в герметически укупоренной таре, консервы после тепловой обработки подвергаются охлаждению с использованием различных способов, и при этом тепло, отнимаемое от охлаждаемых банок, вместе с охлаждающей водой или воздухом, теряется в окружающую среду /1,2/. Разработка способов иаппаратов, позволяющих использовать тепло отводимое от охлаждаемых банок для нагрева других, подлежащих нагреву, является важным научнотехническим решением задачи по реализации ресурсосберегающих технологий.
Значимость выполнения этих исследований подтверждает, например, тот факт, что стоимость энергоносителей возрастает изза дня в день и существенно влияет на себестоимость готовой продукции ипищевые предприятия, вынуждаемые растущей стоимостью энергоресурсов, ищут способы снижения потребляемой энергии, в то время как большое количество тепла, в буквальном смысле слова, вылетает в трубу. Нами разработаны
новыеспособы
ступенчатой тепловой стерилизации консервов в герметической таре
с использованием ступенчатой тепловой обработки консервов /3,4,5/, которые позволяютих осуществление с использованием принципа рекуперации теплоты.
Сущность способовзаключается в том, что ступенчатый нагрев от 40 до 80950С и охлаждение от 100 до 600С проводится в одних и тех же ваннах, причем тепло выделяемое охлаждаемыми банками используется на нагрев других банок, поступающих на стерилизацию. Использование принципа рекуперации тепла за счет ступенчатого охлаждения консервов в тех же ваннах, где осуществляется и их нагрев, обеспечивает существенную экономию тепловой энергии и воды, так как при таком исполнении тепловой обработки, кроме как на последнем этапе, для нагрева консервов используется тепло отдаваемое охлаждаемыми банками уже прошедших тепловую обработку.
В зависимости от температурных параметров на различных ступенях тепловой обработки величина коэффициента рекуперации достигается до 92%. Способ обеспечивает также экономию и охлаждающей воды. Тепло при тепловой стерилизации по данному способу практически расходуется только на нагрев консервов от 7893°С до 100°С и на компенсацию потерь в окружающую среду, а вода расходуется только в на охлаждение консервов от 6263°С до 40°С. Экономия тепловой энергии и воды по сравнению с используемыми в промышленности аппаратами периодического действия (автоклавы) составляет более 90%. Повышение коэффициента рекуперации можно обеспечить за счет изменения температурных параметров нагрева консервов в предпоследней ванне для нагрева, при этом, чем выше эта температура, тем больше коэффициент рекуперации. При практической реализации способа, величина коэффициента составляет в пределах до 0,92. Способ осуществляется следующим образом.
Банки после закатки устанавливаются в специальный носитель, обеспечивающий механическую герметичность банок и подвергаются предварительному нагреву в первой ванне с водой температурой равной 60 и 650С с последующим переносом во вторую и третью ванны с водой температурой соответственно 800С и 1000С с дальнейшим охлаждением во второй и первой ваннах с водой температурами 80 и 600С и продолжением охлаждения в четвертой ванне при температуре воды 400С. Использование ступенчатого охлаждения компота в тех же ваннах, где осуществляется и нагрев, способствует упрощению проведения процесса тепловой обработки и конструкции аппарата для стерилизации, обеспечивает существенную экономию тепловой энергии и воды, так как при таком исполнении тепловой обработки для нагрева консервов в первой и второй ваннах используется тепло отдаваемое охлаждаемыми в этих же ваннах банками уже прошедших тепловую обработку. А вода для охлаждения расходуется только в последней ванне.На рисунке 1 представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 182650 при ротационной ступенчатой стерилизации консервов «Компот из яблок»с использованием принципа рекуперации по режиму:
Рисунок 1 Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках консервов «Компот из яблок» в банке СКО 182650 при ротационной ступенчатой стерилизации
Как видно из рисунка 1, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины стерилизующих эффектов в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяет требуемым значениям (150200 усл. мин)/6/. Аналогичные исследования были проведены и для компота в банках СКО 182500, СКО 1821000 и СКО 1823000как в статическом состоянии банок, так и с вращением тары.
Для практической реализации предложенных способов разработаны конструкции устройства и аппарата для ступенчатой тепловой стерилизации консервов, конструкции которых заявлены для получения патентов РФ/7/. Экспериментальные исследования прогреваемости консервов «Компот из яблок» выполненные с использованием математического планирования эксперимента при ступенчатой тепловой обработке в статическом состоянии и с вращением тары представлены в таблице 1.
Таблица 1Режимы нагревания и охлаждения компота из яблок в различной таре
№ТараМетодРежим нагревания, Режим охлаждения, 1
1823000
ступенчатый статический
2
1821000
ступенчатый статический
3
182500
ступенчатыйстатический
4
1823000
ступенчатый ротационный
5
1821000
ступенчатый ротационный
6
182500
ступенчатый ротационный
На рисунках 2и 3приведены графики результатов проведения эксперимента по режимам, приведенным в таблице 1.
Рисунок 2
Графики изменения температуры прогреваемости от времени при ступенчатом нагревании и охлаждении без вращения для различной тары при статическом состоянии Как видно из рисунка 2, графики каждого опыта можно разбить на три части: восходящая линия нагревание, плато, нисходящая линия охлаждение. Так как процесс ступенчатый, т.е. происходит нагревание в течение определенного времени в среде с определенной температурой: в данном случае три ступени при нагревании и три –при охлаждении, то использование уравнений теплопередачи представляет собой крайне сложную задачу. Поэтому определим эмпирическую зависимость связывающую время нагревания и охлаждения консервов от начальной и конечной температур, а также объёма тары.
Рисунок 3 Графики изменения температуры от времени при ступенчатом ротационном нагревании и охлаждении для различной тары
Сравнивая рисунки 2и 3видно, что в случае ротационного ступенчатого процесса линии нагревания и охлаждения хорошо описываются прямыми. Аппроксимируем каждую линию нагревания и охлаждения в виде прямой: T=a+b (1) где Ттемпература системы, которая достигается за минут.
Значения коэффициентов aи bприведены в таблице 2.
Таблица 2Результаты статистической обработки данных эксперимента
Стадия процессаТараabкоэффициент корреляциисреднее квадратичное отклонение
ступенчатый статическийНагревание182300050.051.940.990.74182100051.42.680.991.3018250052.92.930.991.11Охлаждение182300099.11.940.991.1182100098.832.680.991.38182500101.313.260.991.84
ступенчатый ротационныйНагревание182300051.232.570.990.74182100053.753.370.991.7918250054.433.570.991.9Охлаждение1823000100.052.660.990.861821000102.373.710.991.7418250099.124.290.990.81
Как видно из таблицы 2,экспериментальные данные для нагревания и охлаждения хорошо аппроксимируются в виде прямых, во всех случаях коэффициент корреляции не ниже 0.99, а максимальное среднее квадратичное отклонение не превышает 1.84. Коэффициент bописывает скорость изменения температуры прогреваемости консервов во времени и как видно из таблицы 2, при нагревании и охлаждении как в случае ступенчатого, так и ступенчатого ротационного метода при уменьшении объёма тары скорость увеличения температуры по модулю повышается. На рисунке 4приведены графики зависимости bот объёма тары.
Рисунок 4Зависимость скорости изменения температуры во времени (коэффициент b) от объёма тары Как видно из рисунка 4, для выбранных режимов проведения процесса нагревания зависимость bот объёма тары практически линейная (см. табл. 2). На основании полученных выше данных функция зависимости температуры системы (Т,°С) от начальной температуры среды (Тн,°С), конечной температуры проведения процесса нагревания (Тк=100 °С), времени проведения процесса (, мин), объёма тары (V, л) примет следующий вид: для ступенчатого процесса нагревания Т=(ТкТн)+(3,100,39V) (2)для ступенчатого ротационного процесса нагревания Т=(ТкТн)+(3,770,4V) (3) Анализ уравнений (2) и (3) показал, что при использовании ступенчатого ротационного процесса (частота вращения 0,2 с1или 12 об/мин) для каждой из тары 0.5, 1, 3л происходит линейное увеличение скорости изменения температуры от времени, примерно, на 0,7°С/мин относительно ступенчатого процесса без вращения. Соответственно из уравнений (1)(2) время нагревания можно выразить через остальные параметры : для ступенчатого процесса нагревания (T,Тк,Тн,V) =[T(ТкТн)] / [3.770.4V] (4) для ступенчатого ротационного процесса нагревания (T,Тк,Тн,V) =[T(ТкТн)] / [3.100.39V] (5) Как видно из рисунка 4, в случае охлаждения зависимость bот объёма тары нелинейная. Так как даны только три точки, то для интересующего нас интервала объёмов тары от 0,5 до 3 л аппроксимируем зависимость в виде параболы. Тогда по аналогии с процессом нагревания функция зависимости температуры прогреваемости системы от Tк, Vи примет вид: для ступенчатого процесса охлаждения Т=Тк(4,01,64V+0.32V2) (6) для ступенчатого ротационного процесса охлаждения Т=Тк(5,011,56V+0.26V2) (7) Соответственно из уравнений (6)(7) выразим зависимость времени охлаждения от остальных параметров: дляступенчатого процесса охлаждения (T,Тк,V) =[ТкТ] / [4,01,64V+0.32V2] (8) для ступенчатого ротационного процесса охлаждения (T,Тк,V) =[ТкТ] / [5,011,56V+0.26V2] (9) Как видно из предыдущих данных при охлаждении так же наблюдается увеличение скорости охлаждения при переходе от ступенчатого метода к ступенчатого ротационного, примерно, на 1 °С/ мин. Полученные зависимости для рассмотренных режимов позволяют определять температуру прогреваемости системы в зависимости от Тн, Тк, V, с погрешностью не выше 1,84°С, а время нагревания и охлаждения в зависимости от Т, Тк, Тн, Vс погрешностью не более 1мин. Полученные результаты можно использовать при разработке новых режимов тепловой стерилизации консервов и проектировании аппаратов для тепловой обработки с использованием ступенчатой тепловой обработки.
ЛитератураМ.С.Аминов, М.С.Мурадов, Э.М.Аминова Технологическое оборудование консервных и овощесушильных заводов. М.1998.
Демирова А.Ф. Исмаилов Т.А. Ахмедов М.Э. Аппарат для ротационной стерилизации консервов с использованием ступенчатого нагрева и воздушноводоиспарительного охлаждения//Известия вузов. Пищевая технология.2011.№ 1.3. Демирова А.Ф., Исмаилов Т.А., Ахмедов М.Э. Ступенчатая стерилизация компотов в стеклянной таре СКО 1823000 // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2012. –№ 4. –С. 1415. 4.Демирова А.Ф. Исмаилов Т.А. Ахмедов М.Э.Оптимизация режимов стерилизации консервов «Огурцы маринованные» с использованием ступенчатого нагрева//Известия вузов. Пищевая технология.2011.№ 1.5.Демирова А.Ф. Ахмедов М.Э. Интенсификация процесса стерилизации консервов с использованием ступенчатой тепловой обработки в статическом состоянии тары//Хранение и переработка сельхозсырья.2011.№1.С. 2224. 6.Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов, М. : Легкая и пищевая промышленность,1972.260с.7.Ахмедов М.Э., Демирова А.Ф., Ахмедов Н.М., Ахмедова М.М. Аппарат для ступенчатой тепловой обработки консервов. ПатентРФ№246988
Demirova Amiyat Fuyzudinovna
Ph.D., assistant professor of food production technology and expertise FGBOU VPO "Dagestan State Technical University" MakhachkalaUma.demirova @ mail.ruDevelopment and research of the regenerative method of sterilization of canned using a mathematicalexperiment planningAbstract. Article focuses on the new ways we developed stepheat sterilization of canned food in a sealed container with a step of heat treatment of canned food, which allows their implementation using the principle of heat recovery. The empirical dependence with the use of mathematical planning of the experiment, which can be used in the development of new modes of heat sterilization of canned and designing devices for thermal processing using speed cooking
Keywords: Stepped heat treatment methods canning, food efficiencyprocess
Разработка и исследование рекуперативного способа стерилизация консервов с использованием математического планирования эксперимента
Аннотация. Статья посвящена разработанным нами новым способам ступенчатой тепловой стерилизации консервов в герметической таре
с использованием ступенчатой тепловой обработки консервов, которые позволяютих осуществление с использованием принципа рекуперации теплоты. Получены эмпирические зависимости с использованием математического планирования эксперимента, которые можно использовать при разработке новых режимов тепловой стерилизации консервов и проектировании аппаратов для тепловой обработки с использованием ступенчатой тепловой обработки
Ключевые слова: Ступенчатая тепловая обработка, методы консервирования, пищевые продукты, эффективность технологических процессов
Совершенствование процесса тепловой стерилизации консервов, являющегося одним из основных методов консервирования пищевых продуктов в герметически укупоренной таре, является одним из направлений повышения эффективности технологических процессов производства консервов, направленных на повышение конкурентоспособности консервированных пищевых продуктов. Рекуперация (от лат. recuperaio обратное получение) это возвращение части материала или энергии, расходуемых на проведении того или иноготехнологического процесса, для повторного использования в том же процессе, и как следствие, значительная экономия материальных и энергетических ресурсов.Практически во всех аппаратах для тепловой стерилизации консервов в герметически укупоренной таре, консервы после тепловой обработки подвергаются охлаждению с использованием различных способов, и при этом тепло, отнимаемое от охлаждаемых банок, вместе с охлаждающей водой или воздухом, теряется в окружающую среду /1,2/. Разработка способов иаппаратов, позволяющих использовать тепло отводимое от охлаждаемых банок для нагрева других, подлежащих нагреву, является важным научнотехническим решением задачи по реализации ресурсосберегающих технологий.
Значимость выполнения этих исследований подтверждает, например, тот факт, что стоимость энергоносителей возрастает изза дня в день и существенно влияет на себестоимость готовой продукции ипищевые предприятия, вынуждаемые растущей стоимостью энергоресурсов, ищут способы снижения потребляемой энергии, в то время как большое количество тепла, в буквальном смысле слова, вылетает в трубу. Нами разработаны
новыеспособы
ступенчатой тепловой стерилизации консервов в герметической таре
с использованием ступенчатой тепловой обработки консервов /3,4,5/, которые позволяютих осуществление с использованием принципа рекуперации теплоты.
Сущность способовзаключается в том, что ступенчатый нагрев от 40 до 80950С и охлаждение от 100 до 600С проводится в одних и тех же ваннах, причем тепло выделяемое охлаждаемыми банками используется на нагрев других банок, поступающих на стерилизацию. Использование принципа рекуперации тепла за счет ступенчатого охлаждения консервов в тех же ваннах, где осуществляется и их нагрев, обеспечивает существенную экономию тепловой энергии и воды, так как при таком исполнении тепловой обработки, кроме как на последнем этапе, для нагрева консервов используется тепло отдаваемое охлаждаемыми банками уже прошедших тепловую обработку.
В зависимости от температурных параметров на различных ступенях тепловой обработки величина коэффициента рекуперации достигается до 92%. Способ обеспечивает также экономию и охлаждающей воды. Тепло при тепловой стерилизации по данному способу практически расходуется только на нагрев консервов от 7893°С до 100°С и на компенсацию потерь в окружающую среду, а вода расходуется только в на охлаждение консервов от 6263°С до 40°С. Экономия тепловой энергии и воды по сравнению с используемыми в промышленности аппаратами периодического действия (автоклавы) составляет более 90%. Повышение коэффициента рекуперации можно обеспечить за счет изменения температурных параметров нагрева консервов в предпоследней ванне для нагрева, при этом, чем выше эта температура, тем больше коэффициент рекуперации. При практической реализации способа, величина коэффициента составляет в пределах до 0,92. Способ осуществляется следующим образом.
Банки после закатки устанавливаются в специальный носитель, обеспечивающий механическую герметичность банок и подвергаются предварительному нагреву в первой ванне с водой температурой равной 60 и 650С с последующим переносом во вторую и третью ванны с водой температурой соответственно 800С и 1000С с дальнейшим охлаждением во второй и первой ваннах с водой температурами 80 и 600С и продолжением охлаждения в четвертой ванне при температуре воды 400С. Использование ступенчатого охлаждения компота в тех же ваннах, где осуществляется и нагрев, способствует упрощению проведения процесса тепловой обработки и конструкции аппарата для стерилизации, обеспечивает существенную экономию тепловой энергии и воды, так как при таком исполнении тепловой обработки для нагрева консервов в первой и второй ваннах используется тепло отдаваемое охлаждаемыми в этих же ваннах банками уже прошедших тепловую обработку. А вода для охлаждения расходуется только в последней ванне.На рисунке 1 представлены кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее и наименее прогреваемых точках банки СКО 182650 при ротационной ступенчатой стерилизации консервов «Компот из яблок»с использованием принципа рекуперации по режиму:
Рисунок 1 Кривые прогреваемости (1,2) и фактической летальности (3,4) в наиболее (1,3) и наименее (2,4) прогреваемых точках консервов «Компот из яблок» в банке СКО 182650 при ротационной ступенчатой стерилизации
Как видно из рисунка 1, режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины стерилизующих эффектов в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяет требуемым значениям (150200 усл. мин)/6/. Аналогичные исследования были проведены и для компота в банках СКО 182500, СКО 1821000 и СКО 1823000как в статическом состоянии банок, так и с вращением тары.
Для практической реализации предложенных способов разработаны конструкции устройства и аппарата для ступенчатой тепловой стерилизации консервов, конструкции которых заявлены для получения патентов РФ/7/. Экспериментальные исследования прогреваемости консервов «Компот из яблок» выполненные с использованием математического планирования эксперимента при ступенчатой тепловой обработке в статическом состоянии и с вращением тары представлены в таблице 1.
Таблица 1Режимы нагревания и охлаждения компота из яблок в различной таре
№ТараМетодРежим нагревания, Режим охлаждения, 1
1823000
ступенчатый статический
2
1821000
ступенчатый статический
3
182500
ступенчатыйстатический
4
1823000
ступенчатый ротационный
5
1821000
ступенчатый ротационный
6
182500
ступенчатый ротационный
На рисунках 2и 3приведены графики результатов проведения эксперимента по режимам, приведенным в таблице 1.
Рисунок 2
Графики изменения температуры прогреваемости от времени при ступенчатом нагревании и охлаждении без вращения для различной тары при статическом состоянии Как видно из рисунка 2, графики каждого опыта можно разбить на три части: восходящая линия нагревание, плато, нисходящая линия охлаждение. Так как процесс ступенчатый, т.е. происходит нагревание в течение определенного времени в среде с определенной температурой: в данном случае три ступени при нагревании и три –при охлаждении, то использование уравнений теплопередачи представляет собой крайне сложную задачу. Поэтому определим эмпирическую зависимость связывающую время нагревания и охлаждения консервов от начальной и конечной температур, а также объёма тары.
Рисунок 3 Графики изменения температуры от времени при ступенчатом ротационном нагревании и охлаждении для различной тары
Сравнивая рисунки 2и 3видно, что в случае ротационного ступенчатого процесса линии нагревания и охлаждения хорошо описываются прямыми. Аппроксимируем каждую линию нагревания и охлаждения в виде прямой: T=a+b (1) где Ттемпература системы, которая достигается за минут.
Значения коэффициентов aи bприведены в таблице 2.
Таблица 2Результаты статистической обработки данных эксперимента
Стадия процессаТараabкоэффициент корреляциисреднее квадратичное отклонение
ступенчатый статическийНагревание182300050.051.940.990.74182100051.42.680.991.3018250052.92.930.991.11Охлаждение182300099.11.940.991.1182100098.832.680.991.38182500101.313.260.991.84
ступенчатый ротационныйНагревание182300051.232.570.990.74182100053.753.370.991.7918250054.433.570.991.9Охлаждение1823000100.052.660.990.861821000102.373.710.991.7418250099.124.290.990.81
Как видно из таблицы 2,экспериментальные данные для нагревания и охлаждения хорошо аппроксимируются в виде прямых, во всех случаях коэффициент корреляции не ниже 0.99, а максимальное среднее квадратичное отклонение не превышает 1.84. Коэффициент bописывает скорость изменения температуры прогреваемости консервов во времени и как видно из таблицы 2, при нагревании и охлаждении как в случае ступенчатого, так и ступенчатого ротационного метода при уменьшении объёма тары скорость увеличения температуры по модулю повышается. На рисунке 4приведены графики зависимости bот объёма тары.
Рисунок 4Зависимость скорости изменения температуры во времени (коэффициент b) от объёма тары Как видно из рисунка 4, для выбранных режимов проведения процесса нагревания зависимость bот объёма тары практически линейная (см. табл. 2). На основании полученных выше данных функция зависимости температуры системы (Т,°С) от начальной температуры среды (Тн,°С), конечной температуры проведения процесса нагревания (Тк=100 °С), времени проведения процесса (, мин), объёма тары (V, л) примет следующий вид: для ступенчатого процесса нагревания Т=(ТкТн)+(3,100,39V) (2)для ступенчатого ротационного процесса нагревания Т=(ТкТн)+(3,770,4V) (3) Анализ уравнений (2) и (3) показал, что при использовании ступенчатого ротационного процесса (частота вращения 0,2 с1или 12 об/мин) для каждой из тары 0.5, 1, 3л происходит линейное увеличение скорости изменения температуры от времени, примерно, на 0,7°С/мин относительно ступенчатого процесса без вращения. Соответственно из уравнений (1)(2) время нагревания можно выразить через остальные параметры : для ступенчатого процесса нагревания (T,Тк,Тн,V) =[T(ТкТн)] / [3.770.4V] (4) для ступенчатого ротационного процесса нагревания (T,Тк,Тн,V) =[T(ТкТн)] / [3.100.39V] (5) Как видно из рисунка 4, в случае охлаждения зависимость bот объёма тары нелинейная. Так как даны только три точки, то для интересующего нас интервала объёмов тары от 0,5 до 3 л аппроксимируем зависимость в виде параболы. Тогда по аналогии с процессом нагревания функция зависимости температуры прогреваемости системы от Tк, Vи примет вид: для ступенчатого процесса охлаждения Т=Тк(4,01,64V+0.32V2) (6) для ступенчатого ротационного процесса охлаждения Т=Тк(5,011,56V+0.26V2) (7) Соответственно из уравнений (6)(7) выразим зависимость времени охлаждения от остальных параметров: дляступенчатого процесса охлаждения (T,Тк,V) =[ТкТ] / [4,01,64V+0.32V2] (8) для ступенчатого ротационного процесса охлаждения (T,Тк,V) =[ТкТ] / [5,011,56V+0.26V2] (9) Как видно из предыдущих данных при охлаждении так же наблюдается увеличение скорости охлаждения при переходе от ступенчатого метода к ступенчатого ротационного, примерно, на 1 °С/ мин. Полученные зависимости для рассмотренных режимов позволяют определять температуру прогреваемости системы в зависимости от Тн, Тк, V, с погрешностью не выше 1,84°С, а время нагревания и охлаждения в зависимости от Т, Тк, Тн, Vс погрешностью не более 1мин. Полученные результаты можно использовать при разработке новых режимов тепловой стерилизации консервов и проектировании аппаратов для тепловой обработки с использованием ступенчатой тепловой обработки.
ЛитератураМ.С.Аминов, М.С.Мурадов, Э.М.Аминова Технологическое оборудование консервных и овощесушильных заводов. М.1998.
Демирова А.Ф. Исмаилов Т.А. Ахмедов М.Э. Аппарат для ротационной стерилизации консервов с использованием ступенчатого нагрева и воздушноводоиспарительного охлаждения//Известия вузов. Пищевая технология.2011.№ 1.3. Демирова А.Ф., Исмаилов Т.А., Ахмедов М.Э. Ступенчатая стерилизация компотов в стеклянной таре СКО 1823000 // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2012. –№ 4. –С. 1415. 4.Демирова А.Ф. Исмаилов Т.А. Ахмедов М.Э.Оптимизация режимов стерилизации консервов «Огурцы маринованные» с использованием ступенчатого нагрева//Известия вузов. Пищевая технология.2011.№ 1.5.Демирова А.Ф. Ахмедов М.Э. Интенсификация процесса стерилизации консервов с использованием ступенчатой тепловой обработки в статическом состоянии тары//Хранение и переработка сельхозсырья.2011.№1.С. 2224. 6.Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов, М. : Легкая и пищевая промышленность,1972.260с.7.Ахмедов М.Э., Демирова А.Ф., Ахмедов Н.М., Ахмедова М.М. Аппарат для ступенчатой тепловой обработки консервов. ПатентРФ№246988
Demirova Amiyat Fuyzudinovna
Ph.D., assistant professor of food production technology and expertise FGBOU VPO "Dagestan State Technical University" MakhachkalaUma.demirova @ mail.ruDevelopment and research of the regenerative method of sterilization of canned using a mathematicalexperiment planningAbstract. Article focuses on the new ways we developed stepheat sterilization of canned food in a sealed container with a step of heat treatment of canned food, which allows their implementation using the principle of heat recovery. The empirical dependence with the use of mathematical planning of the experiment, which can be used in the development of new modes of heat sterilization of canned and designing devices for thermal processing using speed cooking
Keywords: Stepped heat treatment methods canning, food efficiencyprocess
