Экспериментальные исследования технологических процессов высокотемпературной обработки гидробионтов
ART 53544
Авторы:
М.
В. Вотинов, М.
А. Ершов
М.
В. Вотинов, М.
А. Ершов Библиографическое описание статьи для цитирования:
Вотинов
М.
В.,
Ершов
М.
А. Экспериментальные исследования технологических процессов высокотемпературной обработки гидробионтов // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
2706–2710. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53544.htm.
Аннотация. Статья посвящена вопросам изучения технологических процессов термической обработки рыбного сырья. Представлены и проанализированы экспериментальные данные процессов сушки и вяления рыбы с использованием трубчатых электронагревателей и инфракрасных ламп.
Текст статьи
Вотинов Максим ВалерьевичЗав. лабораторией кафедры автоматики и вычислительной техники Мурманскогогосударственноготехническогоуниверситетаvotinovmv@yandex.ru
Ершов Михаил АлександровичКанд. тех. наук, доцент кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета
Экспериментальные исследования технологическихпроцессоввысокотемпературной обработки
гидробионтов
Аннотация.Статья посвящена вопросам изучениятехнологических процессов термической обработки рыбного сырья. Представлены и проанализированы экспериментальные данные процессов сушкии вялениярыбы с использованием трубчатых электронагревателей и инфракрасных ламп.
Ключевые слова: сушильная установка, кинетика сушки, инфракурасные лампы, ТЭН.
Рыбная промышленность в Мурманской области является одной из традиционных ведущих отраслей. По данным Росстата объем производства пищевой рыбной продукции в России в 2010 годусоставил 3млн 400 тысяч тонн. ПредприятиямиМурманской области было выпущено 553,5 тысяч тоннрыбной продукции. Объем производства рыбы сушеной и вяленой в Мурманской области составил 736,1 тонн. В настоящее время наблюдаются тенденции, направленные на расширение видового состава сырья и, как следствие, на расширение ассортимента готовой продукции. Разрабатываются новые и совершенствуются существующие технологии производства той или иной продукции.
В Мурманском государственном техническом университете разработана и внедрена в производство в учебноэкспериментальном цехе малогабаритная сушильная установка (МСУ). Целью исследованияявляетсяанализтехнологий сушки и вяления рыбного сырьяс использованиемразличных способов обезвоживания.Малогабаритная сушильная установка(рисунок 1)характеризуется небольшими габаритами (1180х780х1430 мм),равномерным полем скоростей внутри камеры,автоматическим регулированием режимов тепловой обработки на протяжении всего процесса в диапазоне температур от 18 до 130°С[1]. Установка работает автономно. В ее составвходит термокамера с элементами подогрева сушильного агента, а также блок автоматики, реализующий систему автоматического управления процессами сушки и вяления. Камера малогабаритной сушильной установкиоснащена дверью загрузки и выгрузки рыбопродукции. Конструкция для подготовки и подогрева сушильного агента установки включает следующие элементы:центробежный нагнетательный вентилятор;камера нагрева воздуха с трубчатым электронагревателем (ТЭН) мощностью 2 кВт;лампы инфракрасного излучения (ИКлампы) мощностью 2 кВт.
Рисунок 1 Общий вид малогабаритной сушильной установки1 –двухсторонний центробежный вентилятор; 2 –дверь загрузкивыгрузки; 3 –инфракрасные лампы; 4 –блок автоматики; 5 –выходной патрубок; 6 –нагнетающий воздуховод; 7 –камера нагрева воздуха с трубчатым электронагревателем; 8 –корпус малогабаритной сушильной установки; 9 –входной патрубок.
На малогабаритной сушильной установке была поставленаи проведенасерия экспериментов, в ходе которыхрассматривалисьтехнологии обезвоживания рыбного сырья,как с использованием трубчатого электронагревателя, так и с использованием ламп инфракрасного излучениядля процессов сушкии вяления. В качестве рыбного сырья использовались традиционные объекты промысла северного бассейна –мойва и путассу. Эксперименты были объединены общими начальными условиями. Условия проведения экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1 –Начальные условия экспериментомУсловиеМойваПутассуТЭНИКЛампыТЭНИКЛампыВлажность, %
77787878Контрольная масса, г130132210207Соль, %3.23.13.53.6
Относительная влажность воздуха в цеху во время проведения экспериментов, рассчитанная с использованиемпсихрометра составляла в среднем 78%.
В экспериментахс использованием трубчатого электронагревателя сушильный агент нагревалсяв камере нагрева воздухаеще до поступления в термокамеру малогабаритной сушильной установки. В случае использования инфракрасного излучениясушильный агент нагревался непосредственно в термокамере, инфракрасные лампынаходились на уровне 25 см надполуфабрикатом.Температурав термокамере, автоматически поддерживаемаяразработаннымпрограммным обеспечением «Система автоматического управления малогабаритной сушильной установкой», составляла для экспериментов по обезвоживанию мойвы и путассу 50°С и 60°С соответственно. В ходе процесса обезвоживания производилисьпромежуточные взвешивания полуфабриката с целью определения массопотерь и установления закономерностей обезвоживания рыбы[2]. Эксперименты проводились до потерь влагиполуфабрикатамимойвы40% массы от первоначальной контрольной величины,аполуфабрикатами путассу –30%массы от первоначальной контрольной величины.Кривыекинетики массопотерьмойвы для двух исследуемых технологийпредставленына рисунке3, а кривые кинетики массопотерьпутассу представлены на рисунке 4.
Рисунок 3 Кривые кинетики массопотерь мойвы для двух исследуемых технологий
Рисунок 4 Кривые кинетики массопотерь путассу для двух исследуемых технологийКак видно из графиков, процесс обезвоживаниягидробионтовпротекает достаточно интенсивно даже при относительно плотной загрузке камеры сырьем. Исходя из графиковможно судитьо том,чтопроцессы с использованием инфракрасного излучения доходят до ожидаемого порога массопотерьдольше, чем с использованием трубчатогоэлектронагревателя в среднем на 30 минут.
Обработанные сводные данныепо сравнению используемых технологий обработки полуфабрикатовпредставлены в таблице 2.Таблица 2 –Начальные условия экспериментомПараметрМойваПутассуТЭНИКТЭНИКЛампыЛампыНачальная масса, г 130132210207Конечная масса, г7679146144Массопотери, %41,540,130,530,4Температурав термокамере, °С45455555
Полученные данные свидетельствуюто том, что для достижения требуемых массопотерь в 40% для мойвыпри 45°Си в 30% для путассупри 55°Стехнологическому процессу с использованием инфракрасных ламп требуется больше времени на 15% и 12% соответственно. Данные технологические режимы обезвоживания могут применятся при предварительной тепловой обработке рыбного полуфабриката для производства консервов.
ЗаключениеРазрабатываемая технология выпуска вяленой и соленосушенойпродукции направлена на повышение энергетической эффективности производства. Эксперименты показывают, чтозатраты электрической энергии при производстве данных видов продукции снижаются на 8 –12% по сравнению с традиционной технологией. Применение данных режимов позволяет модифицировать процесс за счёт рационального использования диффузионных свойств обрабатываемого сырья. Разрабатываемая технология не требует существенных технических изменений в традиционном технологическом процессе. Поэтому представляется возможным её внедрение на предприятиях рыбоперерабатывающей отрасли, специализирующихся на выпуске вяленой и сушенойпродукции.
Литература:1.Паспорт на малогабаритную сушильную установку 2.Ершов, А.М. Определение коэффициентов диффузии влаги в рыбе при обезвоживании/А.М. Ершов, М.А. Ершов, А.А. Мазанников./ Мурманск, МГТУ, Вестник МГТУ, 2004, Т.7, № 1 с. 3134. 3.Глазунов, Ю.Т. Моделирование процессов пищевых производств / Ю.Т. Глазунов, А.М. Ершов, М.А. Ершов / Москва: Колос 2008. 360 с.
Ершов Михаил АлександровичКанд. тех. наук, доцент кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета
Экспериментальные исследования технологическихпроцессоввысокотемпературной обработки
гидробионтов
Аннотация.Статья посвящена вопросам изучениятехнологических процессов термической обработки рыбного сырья. Представлены и проанализированы экспериментальные данные процессов сушкии вялениярыбы с использованием трубчатых электронагревателей и инфракрасных ламп.
Ключевые слова: сушильная установка, кинетика сушки, инфракурасные лампы, ТЭН.
Рыбная промышленность в Мурманской области является одной из традиционных ведущих отраслей. По данным Росстата объем производства пищевой рыбной продукции в России в 2010 годусоставил 3млн 400 тысяч тонн. ПредприятиямиМурманской области было выпущено 553,5 тысяч тоннрыбной продукции. Объем производства рыбы сушеной и вяленой в Мурманской области составил 736,1 тонн. В настоящее время наблюдаются тенденции, направленные на расширение видового состава сырья и, как следствие, на расширение ассортимента готовой продукции. Разрабатываются новые и совершенствуются существующие технологии производства той или иной продукции.
В Мурманском государственном техническом университете разработана и внедрена в производство в учебноэкспериментальном цехе малогабаритная сушильная установка (МСУ). Целью исследованияявляетсяанализтехнологий сушки и вяления рыбного сырьяс использованиемразличных способов обезвоживания.Малогабаритная сушильная установка(рисунок 1)характеризуется небольшими габаритами (1180х780х1430 мм),равномерным полем скоростей внутри камеры,автоматическим регулированием режимов тепловой обработки на протяжении всего процесса в диапазоне температур от 18 до 130°С[1]. Установка работает автономно. В ее составвходит термокамера с элементами подогрева сушильного агента, а также блок автоматики, реализующий систему автоматического управления процессами сушки и вяления. Камера малогабаритной сушильной установкиоснащена дверью загрузки и выгрузки рыбопродукции. Конструкция для подготовки и подогрева сушильного агента установки включает следующие элементы:центробежный нагнетательный вентилятор;камера нагрева воздуха с трубчатым электронагревателем (ТЭН) мощностью 2 кВт;лампы инфракрасного излучения (ИКлампы) мощностью 2 кВт.
Рисунок 1 Общий вид малогабаритной сушильной установки1 –двухсторонний центробежный вентилятор; 2 –дверь загрузкивыгрузки; 3 –инфракрасные лампы; 4 –блок автоматики; 5 –выходной патрубок; 6 –нагнетающий воздуховод; 7 –камера нагрева воздуха с трубчатым электронагревателем; 8 –корпус малогабаритной сушильной установки; 9 –входной патрубок.
На малогабаритной сушильной установке была поставленаи проведенасерия экспериментов, в ходе которыхрассматривалисьтехнологии обезвоживания рыбного сырья,как с использованием трубчатого электронагревателя, так и с использованием ламп инфракрасного излучениядля процессов сушкии вяления. В качестве рыбного сырья использовались традиционные объекты промысла северного бассейна –мойва и путассу. Эксперименты были объединены общими начальными условиями. Условия проведения экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1 –Начальные условия экспериментомУсловиеМойваПутассуТЭНИКЛампыТЭНИКЛампыВлажность, %
77787878Контрольная масса, г130132210207Соль, %3.23.13.53.6
Относительная влажность воздуха в цеху во время проведения экспериментов, рассчитанная с использованиемпсихрометра составляла в среднем 78%.
В экспериментахс использованием трубчатого электронагревателя сушильный агент нагревалсяв камере нагрева воздухаеще до поступления в термокамеру малогабаритной сушильной установки. В случае использования инфракрасного излучениясушильный агент нагревался непосредственно в термокамере, инфракрасные лампынаходились на уровне 25 см надполуфабрикатом.Температурав термокамере, автоматически поддерживаемаяразработаннымпрограммным обеспечением «Система автоматического управления малогабаритной сушильной установкой», составляла для экспериментов по обезвоживанию мойвы и путассу 50°С и 60°С соответственно. В ходе процесса обезвоживания производилисьпромежуточные взвешивания полуфабриката с целью определения массопотерь и установления закономерностей обезвоживания рыбы[2]. Эксперименты проводились до потерь влагиполуфабрикатамимойвы40% массы от первоначальной контрольной величины,аполуфабрикатами путассу –30%массы от первоначальной контрольной величины.Кривыекинетики массопотерьмойвы для двух исследуемых технологийпредставленына рисунке3, а кривые кинетики массопотерьпутассу представлены на рисунке 4.
Рисунок 3 Кривые кинетики массопотерь мойвы для двух исследуемых технологий
Рисунок 4 Кривые кинетики массопотерь путассу для двух исследуемых технологийКак видно из графиков, процесс обезвоживаниягидробионтовпротекает достаточно интенсивно даже при относительно плотной загрузке камеры сырьем. Исходя из графиковможно судитьо том,чтопроцессы с использованием инфракрасного излучения доходят до ожидаемого порога массопотерьдольше, чем с использованием трубчатогоэлектронагревателя в среднем на 30 минут.
Обработанные сводные данныепо сравнению используемых технологий обработки полуфабрикатовпредставлены в таблице 2.Таблица 2 –Начальные условия экспериментомПараметрМойваПутассуТЭНИКТЭНИКЛампыЛампыНачальная масса, г 130132210207Конечная масса, г7679146144Массопотери, %41,540,130,530,4Температурав термокамере, °С45455555
Полученные данные свидетельствуюто том, что для достижения требуемых массопотерь в 40% для мойвыпри 45°Си в 30% для путассупри 55°Стехнологическому процессу с использованием инфракрасных ламп требуется больше времени на 15% и 12% соответственно. Данные технологические режимы обезвоживания могут применятся при предварительной тепловой обработке рыбного полуфабриката для производства консервов.
ЗаключениеРазрабатываемая технология выпуска вяленой и соленосушенойпродукции направлена на повышение энергетической эффективности производства. Эксперименты показывают, чтозатраты электрической энергии при производстве данных видов продукции снижаются на 8 –12% по сравнению с традиционной технологией. Применение данных режимов позволяет модифицировать процесс за счёт рационального использования диффузионных свойств обрабатываемого сырья. Разрабатываемая технология не требует существенных технических изменений в традиционном технологическом процессе. Поэтому представляется возможным её внедрение на предприятиях рыбоперерабатывающей отрасли, специализирующихся на выпуске вяленой и сушенойпродукции.
Литература:1.Паспорт на малогабаритную сушильную установку 2.Ершов, А.М. Определение коэффициентов диффузии влаги в рыбе при обезвоживании/А.М. Ершов, М.А. Ершов, А.А. Мазанников./ Мурманск, МГТУ, Вестник МГТУ, 2004, Т.7, № 1 с. 3134. 3.Глазунов, Ю.Т. Моделирование процессов пищевых производств / Ю.Т. Глазунов, А.М. Ершов, М.А. Ершов / Москва: Колос 2008. 360 с.
