Совершенствование процесса размораживания мяса и мясопродуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.03, кандидат технических наук Катаева, Валерия Борисовна

• Катаева, Валерия Борисовна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Катаева, Валерия Борисовна

Введение.

Глава 1 .Состояние вопроса.

1.1. Задачи размораживания. Выбор способов и установок для размораживания.

1.2. Способы и установки для размораживания.

1.3. Микробиологические изменения в пищевых продуктах при размораживании.

Выводы по 1-ой главе.

Цель и задачи исследований.

Глава 2. Методики и техника экспериментальных исследований.

2.1. Методика проведения экспериментальных исследований процесса размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного движения воздушного потока.

2.2. Разработка экспериментальных стендов.

2.2.1. Разработка лабораторного стенда для изучения конструктивно-технологических параметров электродно-нагревательной приставки.

2.2.2. Разработка экспериментального стенда для исследования процесса размораживания с использованием электроконвективного движения воздушной среды.

2.2.3. Совершенствование компьютерной системы мониторинга протекания процесса.

2.3. Методы исследования качественных показателей мясопродуктов.

2.4. Планирование проведения научных исследований процесса размораживания с использованием электроконвективного движения воздушной среды.

Выводы по 2 -ой главе.

Глава 3. Результаты исследований процесса размораживания мяса и мясопродуктов с применением электроконвективного движения воздушной среды.

3.1. Влияние форм игл и размеров ячеек заземленного электрода электродно-нагревательной приставки на ВАХ.

3.2. Влияние относительной влажности воздуха на силу тока в межэлектродном пространстве.

3.3. Исследование скорости электроконвективного воздушного потока.

3.4. Зависимость интенсивности процесса размораживания от скорости электроконвективного движения воздушной среды.

3.5. Зависимость температуры продукта от времени в процессе размораживания.

3.6. Исследование качественных показателей мяса и мясопродуктов, размороженных с применением электроконвективного движения воздушной среды.

3.7. Разработка технологических схем и рекомендаций по созданию аппаратов для размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного движения воздушной среды.

3.7.1. Технологическая схема размораживания мясопродуктов с использованием электроконвективного движения воздушной среды.

3.7.2. Конструктивное решение электродной установки и принцип её действия.

Выводы по 3-ей главе.

Глава 4. Аналитические результаты исследований.

4.1. Существующие методы расчета процессов теплои массопереноса при размораживании мясопродуктов.

4.2. Аналитическое исследование процесса размораживания мясопродуктов.

Выводы по 4 — ой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса размораживания мяса и мясопродуктов»

Дефицит в общемировом производстве продуктов питания (как в количественном, так и в качественном отношении) обусловлен, прежде всего, ростом населения ряда стран, многие из которых не в состоянии обеспечить себя необходимым рационом питания. Так, например, из потребляемых в развитых странах продуктов 30% составляют крупы, 25% - мясо, а в развивающихся странах соответственно 60 и 9%, т.е. крупы здесь являются главным продуктом питания, который в обычных условиях хранения длительное время не портится. Качество других же продуктов относительно быстро ухудшается — меняется их вкус, запах, консистенция, цвет. Такие продукты называются скоропортящимися. К ним относятся мясо, рыба, птица, молоко, жиры, яйца, плоды, овощи, ягоды и др. Отсюда следует, что для того чтобы в будущем гарантировать обеспечение продуктами питания всего увеличивающегося населения земного шара, одной из важнейших задач является принять меры по уменьшению их порчи. [97]

По данным Международного института холода, ежегодно теряется от 20 до 30% всех производимых в мире продуктов питания, что составляет почти миллиард тонн. Из них не менее 50% - это скоропортящиеся продукты, сохранение которых возможно только с помощью холода. Реально же холод применяют для сохранения примерно половины этого количества, так как это требует специальных условий. Создание таких условий посредством искусственного холода составляет сущность холодильной технологии. Ф

Анализ докладов Дрезденской конференции, проходившей в сентябре 1990 года, показывает, что из разных пищевых продуктов наибольшее внимание специалисты уделяют холодильной обработке мяса и мясопродуктов (52%).

Интенсификация производственных процессов и рационального использования сырья для мясной промышленности, в которой материальные затраты составляют более 90 % всей стоимости продукции, являются наиболее актуальными проблемами.

Особенности географического расположения нашей страны и сезонность переработки скота приводит к большой неравномерности поступления сырья на мясоперерабатывающие предприятия. В связи с этим возникает необходимость создания запасов, которые хранятся достаточно продолжительное время. Замораживание является наиболее эффективным и экономичным способом консервирования продуктов биологического происхождения.

Одной из задач, стоящих перед мясоперерабатывающей промышленностью является совершенствование технологических процессов, сокращение потерь и создание технических средств по переработке замороженного мяса. В настоящее время мясо в блоках либо размораживают до положительных температур, либо проводят оттаивание его до определённых отрицательных температур (в зависимости от дальнейшей технологии). [34]

В связи с расположением в крупных промышленных центрах мясоперерабатывающих предприятий роль процессов размораживания постоянно возрастает, т.к. они работают в основном на замороженном сырье.

Процесс размораживания мяса и мясопродуктов требует дальнейшего совершенствования, в связи с постоянным ростом производственных мощностей перерабатывающих предприятий и необходимостью интенсификации данного технологического процесса. Большой вклад в развитие теории, технологии и технических средств размораживания внесли: Д.А.Христодуло, И.А.Смородинцев, С.С.Дроздов, Н.К.Журавская, Г.Д.Кончаков, И.А.Рогов, Э.Э.Афанасов, М.К.Болога, В.М.Стефановский, А.П.Фролов, С.В.Фролов,

В.Е.Куцакова, С.А.Большаков, Н.Д.Малова, Л.В.Куликовская, М.А.Дибирасулаев, А.П.Шеффер, Е.Алмаши и др.

Одним из основных факторов, определяющих эффективность процесса размораживания, является продолжительность процесса и сохранение качества продукта, следовательно, оборачиваемость камер.

В работах Рогова И. А., Бабакина Б.С., Некрутмана С.В., Афанасова Э.Э., Илюхина В.В., Бовкуна М.Р., Смирнова В.В., Цветкова М.М., Козыренко В.Т. и др. выявлен эффект интенсификации процесса теплообмена при применении электрофизических методов, значительное уменьшение энергозатрат и сохранение качественных показателей конечного сырья.

Разработка процесса размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного воздушного потока требует комплекса научных данных, отсутствующих в имеющейся информации, и свидетельствует о необходимости проведения более глубоких научных исследований в данном направлении.

Качество поступающего на выработку мясопродуктов сырья и эффективность предприятия в целом зависит от того, насколько правильно и обосновано выбраны способ и технические средства проведения размораживания. Поэтому разработка наиболее рациональных способов размораживания мяса и создания для этой цели технологического оборудования является актуальной в настоящее время.

В развитии теории, технологии и технических средств размораживания большое значение имеют исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными. Несмотря на это, процесс размораживания является наименее изученной стадией консервирования мясопродуктов холодом, а применяемые для этой цели технические * средства не в полной мере отвечают современным требованиям.

При размораживании блоков мяса, объем выпуска которых неуклонно растет из года в год, возникают большие трудности, т.к. для данного вида сырья нет специализированного оборудования. Для этих целей приспосабливают обычные камеры. Это приводит к существенным потерям сырья, снижению качественных показателей размороженного мяса и готовой продукции, низкому санитарному уровню процесса.

Обзор патентной и научно-технической информации показывает, что развитие технических средств для размораживания мяса и мясопродуктов идет по пути интенсификации процесса за счет: рационального движения воздушной среды в ограниченном объеме аппарата, выполненном в виде камеры или туннеля с максимальными полезными объемами; организация комплексного регулирования параметров среды по температуре, скорости во весь период процесса.

Перспективным направлением совершенствования техники и технологии размораживания мяса и мясопродуктов является применение электрофизических методов.

В настоящей работе предусматривается проведение комплексных исследований по изучению процесса размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного движения воздушной среды: определение конструктивно-технологических параметров электродно-нагревательной приставки, изучение параметров данного процесса размораживания и влияние его на качественные показатели размораживаемого сырья.

Заключение диссертации по теме «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения», Катаева, Валерия Борисовна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны методики и созданы экспериментальные стенды для исследования конструктивно-технологических параметров элекгродно-нагревательной приставки и процесса размораживания мяса и мясопродуктов в электроконвективном воздушном потоке.

2. Усовершенствована компьютеризированная система мониторинга PMU для контроля технологических параметров процесса размораживания мяса и мясопродуктов.

3. Проведены комплексные исследования процесса размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного воздушного потока (заявка в ФИПС на изобретение, № гос. регистрации 2002115074 от 07.06.02 «Способ размораживания мясопродуктов с использованием электроконвекции») и установлено его интенсифицирующее воздействие на процесс. Продолжительность процесса размораживания сокращается на 30.40 % по сравнению с традиционным воздушно-конвективным способом размораживания.

Установлены основные закономерности изменения теплообменных характеристик в процессе размораживания мяса и мясопродуктов в электроконвективном воздушном потоке.

4. Разработана математическая модель процесса размораживания мяса и мясопродуктов, позволяющая с достаточной точностью («13%) описывать продолжительность процесса.

5. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено влияние электроконвективного воздушного потока на значительное снижение (от 60% до 95%) микробиологической обсемененности мяса и мясопродуктов.

6. Применение электроконвективного воздушного потока при размораживании сокращает потери мясного сока в среднем на 30.34 % по сравнению с воздушной системой.

7. Предложен принцип конструктивного оформления камер для размораживания мяса и мясопродуктов с использованием электроконвективного воздушного потока, позволяющий снизить на 70

75 % энергозатраты, капитальные затраты уменьшить в 6 раз и повысить производительность труда на 60 %.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Катаева, Валерия Борисовна, 2004 год

1. Алмаши Э. Изменение качества мяса в зависимости от скорости размораживания мяса. Ezezmezesi ipar, 1956, № 3. с. 89-96.

2. Алмаши Э. Способ размораживания быстрозамороженного мяса.

3. Ezezmezesi ipar, 1956, № 5. с. 89-96.3. А.с. 174519 СССР.4. А.с. 232745 СССР.5. А.с. 456599 СССР.6. А.с. 520965 СССР.7. А.с. 528922 СССР.8. А.с. 760926 СССР.

4. Аношин И.М. Теоретические основы массообменных процессов . пищевых производств. — М.: Пищевая промышленность, 1970.-340 с.

5. Бабакин Б.С. Электротехнология в холодильной промышленности. — М.: Агропромиздат, 1990. — 208 с.

6. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р., Амерханов P.M. Замораживание мяса в условиях электроконвективного теплообмена // Холодильная техника. -1992, №5, с. 16-18.

7. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р., Чантурия В.М. Перспективная техника и технология холодильной обработки мяса и мясопродуктов: Обзорн. информ. М.: Информагротех, 1991. - 92 с.

8. Бабакин Б.С., Мизерецкий Н.Н., Катаева В.Б. Совершенствование процесса размораживания / Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии. Сборник науч. трудов, вып. 2. — М., 2003, 125 с.

9. Бабакин Б.С., Мизерецкий Н.Н., Катаева В.Б. Интенсификация процесса размораживания с использованием электроконвекции / Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии. Сборник науч. трудов, вып. 2. М., 2003, 126 с.

10. Бабин Г.В., Павлов Ф.А. Изучение способов размораживания мяса. — Труды ВНИИМПа, 1950, вып. III, с. 24-53.

11. Базелян Э.М., Ражанский И.М. Искровой разряд в воздухе. -Новосибирск: Наука, 1988. — 165 с.

12. Бражников A.M. Теория термической обработки мясопродуктов. — М.: Агропромиздат, 1987. 271 с.

13. Бражников А.М. Карпычев В.А., Пелеев А.И. Аналитические методы исследования процессов термической обработки. — М., Пищевая промышленность, 1974, с. 232;

14. Бражников A.M., Малова Н.Д., Жаров М.Т., Газаева А.Д. Совершенствование процессов размораживания мяса и мясопродуктов. Обзорная информация «Холодильная промышленность и транспорт». М., ЦНИИТЭИмясомолпром, 1977, с. 45

15. Бовкун М.Р. Интенсификация теплообмена при использовании электроконвективного движения воздуха для воздушных конденсаторов и холодильной обработки мяса: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — М., 1993. 21 е.;

16. Болога М.К., Гросу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев: Штиинца, 1977. - 320 е.;

17. Болога М.К., Литинский Г.А. Электроантисептирование в пищевой промышленности / Под ред. И.А.Рогова. — Кишинев: Штиинца, 1988. 181 с.

18. Большаков О.В. Исследование тепломассопереноса при размораживании мяса под вакуумом. — Автореферат дисс. канд. техн. наук. — М., 1975, с. 22

19. Большаков С.А., Логвинов Г.Н. Экспериментальные исследования £ режимов размораживания пищевых продуктов и кулинарных изделий вполе СВЧ. Оборудование предприятий общественного питания, 1976, вып. 3, с. 86-93.

20. Борисочкина Л.И. Сравнительный анализ современных способов замораживания рыбы и морепродуктов (Экспресс-информация ЦНИИТЭИРХ. Обработка рыбы и морепродуктов). — 1984, вып. 10,13 с.

21. Бут А.И. Применение элекгронно-ионной технологии в пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1987. 87 с.

22. Венгер К.П., Выгодин В.А. Машинная и безмашинная системы хладоснабжения для быстрого замораживания пищевых продуктов. — М., 1999.-143 с.

23. Верещагин И.П. Коронный разряд в аппаратах электронно-ионной технологии. -М.: Энергоиздат, 1985. 160 с.

24. Верещагин И.П., Белогловский А.А. Расчёт поля коронного разряда в системах с нецилиндрическими коронирующими электродами // Известия Академии наук. Энергетика. — 1993. №4. — С. 7-16.

25. Влияние температуры холодильного хранения мяса на свойства его при размораживании. НЛнушкин. Мясная индустрия СССР, 1956, № 5. с. 53-55.

26. Вода в пищевых продуктах/ Под ред. Р.Б. Дакуорта. Пер. с англ. - М.: Пищевая промышленность, 1980. — 376 с.

27. Вознесенский В.А. Статические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1974. — 192 с.

28. Временная технологическая инструкция производства вареных колбас щ из мороженых блоков без их дефростации. — Минмясомолпром,1978, -5с.

29. Гёлль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс: Пер. С франц. — 2-е изд., испр. — М.: ДМК, 1999. — 144 с.

30. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1980.-288 с.

31. Глущенко Л.Ф., Глущенко Н.А. Влияние озонированной воды, используемой для орошения, на сохранность моркови // Теория и практика холодильной обработки и хранения пищевых продуктов. -СПб., 1998. С. 63-66.

32. Головкин Н.А., Чижов Г.Б. Холодильная технология пищевых продуктов. — М.: Госторгиздат, 1963. — 240 с.

33. Головкин Н.А., Юшков П.П., Алямовский И.Г., Гейнц Р.Г., Логинов Л.И. Аналитическое исследование технологических процессов обработки мяса холодом. М., ЦНИИТЭИмясомолпром, 1970, с. 183;

34. Голянд М.М., Малеванный Б.Н. Холодильное технологическое оборудование. — М.: Пищевая промышленность, 1977. 335с.

35. Горбатов А.В. Исследование структурно-механических свойств некоторых мясопродуктов с целью расчета и совершенствования отдельных процессов и рабочих органов машин. Автореферат докторской диссертации. М., МТИММП, 1970. 50 с.

36. Гусейн-Заде М.А. Особенности движения жидкости в неоднородном пласте. М., «Недра», 1965. 276 с.

37. Гущин В.В., Кулишев Б.В., Маковеев И.И., Митрофанов Н.С. Технология полуфабрикатов из мяса птицы. — М.: Колос, 2002. — 200 с.

38. Дибирасулаев М.А., Пискарев А.И. Влияние скорости и конечной температуры замораживания на биохимические изменения и сруктуру мяса после размораживания / Холодильная технология мяса и мясопродуктов. М., 1975, с. 80 — 97.

39. Жарова С.Н., Боголюбова Н.М., Соловых З.Х. Изменение качества и сохраняемости свежей капусты белокочанной под влиянием озона и аэроинов // Материалы республиканского совещания 82-3083. 1981. -С.156-159.46