Введение к работе
доктор технических наук, профессор Г.В. Калашников
Актуальность работы. В последние годы возрос интерес исследователей к экструдированным, т.е. с развитой структурой продуктам, полученным на базе сырья животного и растительного происхождения, в первую очередь, как к источнику высококачественных легкоусвояемых белков, а также как основе продуктов лечебно-профилактического питания различных технологических форм. При этом весьма актуальна задача разработки всё новых видов оригинальных продуктов с развитой структурой. Одним из перспективных направлений в этой области является расширение ассортимента продуктов с развитой структурой, путем изменения их вкуса и аромата натуральным дымным копчением, что обеспечивает увеличение сроков хранения.
Значительный вклад в развитие теории копчения и создание новых видов коптильных установок внесли И.А. Рогов, В.И. Курко, А.М. Ершов, Ю.А. Фатыхов, Г.И. Касьянов, В.А. Оноприйко, и др.
Одним из методов интенсификации дымного копчения является использование электростатического поля, которое позволяет существенно интенсифицировать осаждение компонентов дыма на поверхность продукта в процессе копчения. Время протекания процесса электростатического копчения по сравнению с традиционным копчением сокращается в несколько десятков раз.
Однако большая скорость электростатического копчения (при средней плотности дыма составляет 20-30 мин) связана лишь с ускоренным переносом коптильных частиц к поверхности продукта, а проникновение их внутрь продукта лимитируется развитой структурой продукта и запертым (заблокированным) в его порах воздухом.
Поэтому для решения задач, связанных с обеспечением высокой эффективности электростатического копчения, особенно для продуктов с развитой структурой необходима разработка процесса обеспечивающего проникновение коптильных частиц внутрь продукта с развитой поверхностью, путем устранения лимитирующих факторов на их пути.
Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Машины и аппараты пищевых производств» Воронежского государственного университета инженерных технологий в рамках госбюджетной научно – исследовательской работы (№ государственной регистрации 01970008818)
Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является определение рациональных режимов процесса насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов и разработка инновационных технологических и конструкторских решений при практической реализации процесса.
Для достижения цели решались следующие задачи:
- анализ современного состояния технологии, техники и расчета процесса вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов;
- разработка методик и экспериментальной установки для исследования процессов насыщения ароматом дыма продуктов с развитой структурой и осуществление исследований, подтверждающих теоретические предпосылки повышения эффективности процесса копчения;
- определение изменения основных качественных параметров продуктов с развитой структурой в процессе вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов в электростатическом поле;
- осуществление оценки эффективности процесса копчения путем его термодинамического эксергетического анализа;
- синтез и анализ математических моделей получения дымовоздушной смеси с индуктивным подводом энергии и вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов;
- численное решение математических моделей и сравнение полученных теоретических зависимостей с экспериментальными данными;
- разработка технических решений для реализации высокоэффективных процессов дымогенерации и вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов в электростатическом поле и создание системы автоматического управления данными процессами.
Научная новизна. На основе комплексного исследования процесса вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов в электростатическом поле получены данные об их взаимном влиянии.
Разработаны математические модели дымогенерации и вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов в электростатическом поле.
Установлены кинетические закономерности процесса насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов, позволяющие подтвердить адекватность теоретического описания.
Практическая значимость работы. На основании комплекса экспериментально-теоретических исследований показана целесообразность использования вакуумного насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов в сочетании с электростатическим воздействием.
Предложены методики расчета, позволяющие прогнозировать распределение температуры в процессе дымогенерации в зависимости от выбранных мощностей индукционного поля, обеспечивающих эффективный подвод энергии.
Разработаны: новая установка для осуществления процесса дымогенерации; способ и установка насыщения ароматом дыма экструдированных продуктов и способ автоматического управления электростатическим копчением.
Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на конференциях Воронежской государственной технологической академии (2007 - 2012 г.), а также экспонировались на выставках: воронежская промышленная выставка 2010 г., VII Межрегиональный экономический форум Воронежская область – ваш партнер 2010, III Воронежский агропромышленный форум 2011, V Воронежский промышленный форум 2012, что подтверждено четырьмя дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, из которых три в журналах, рекомендованных ВАК, один патент РФ №. 2453122.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 170 наименований и приложений. Материал диссертации изложен на 164 страницах и содержит 55 рисунков, 16 таблиц.
