Введение к работе
Актуальность работы:
Термическая обработка является одной из основных технологических операций при производстве колбасных изделий. Очевидно, что качество готовой продукции, находится в зависимости от соблюдения технологических требований к этой операции, а также совершенства применяемого оборудования.
Эффект теплового воздействия, на обрабатываемый продукт, является величиной, зависящей как от температуры, так и от продолжительности нагрева. В связи с этим, выбор параметров процесса с гарантированным достижением состояния готовности и снижения уровня микробиологической обсемененности, является ответственной задачей, решение которой определяет безопасность и качество готового продукта. Поэтому, термическая обработка в цепи технологических процессов производства колбасных изделий согласно принципам ХАССП определяется как критическая контрольная точка.
В современном, наиболее широко распространённом понимании, термин «технология» подразумевает под собой совокупность «технологических регламентов» и «технических средств ее реализации». При этом указанные составляющие элементы технологии тесно увязаны, определяют друг друга, и не могут быть реализованы в условиях производства кроме как взаимно.
Поэтому совершенствование процесса термической обработки может осуществляться в двух направлениях:
создание нового и модернизация действующего технологического оборудования;
- разработка технологического регламента, адаптированного к
данному оборудованию.
Существенную долю себестоимости продукта составляет энергозатраты на его производство. В настоящее время, в мировой экономике наблюдается тенденция, неуклонного роста цен на энергоносители. В этой связи проблема энергосбережения становится все более актуальной.
Анализ современных технических средств, используемых при термической обработке колбасных изделий, показывает, что в настоящее время можно выделить два основных способа осуществления процесса термической обработки:
с использованием газообразного теплоносителя (паровоздушная среда);
с использованием жидкого теплоносителя (вода).
С развитием технологий и появлением новых видов оборудования, способ термической обработки в паровоздушной среде, осуществляемый в специальных термокамерах, постепенно вытеснил термическую обработку в жидком теплоносителе. В результате этого произошло удлинение продолжительности термической обработки и, как следствие, увеличение энергозатрат на проведение данного процесса.
В основе тенденции широкого внедрения термокамер лежал фактор, обусловленный некоторым снижением трудоёмкости загрузки и выгрузки оборудования при проведении операций термической обработки. Вместе с тем, необходимо иметь ввиду, что значение коэффициента теплоотдачи воды, как минимум, в два раза превышает значение теплоотдачи паровоздушной смеси. Кроме того, использование физических методов обработки, а именно колебательного (вибрационного) воздействия, обеспечивающего перемещение обрабатываемого колбасного изделия относительно жидкого теплоносителя, позволяет значительно интенсифицировать процесс термической обработки колбасных изделий в жидком теплоносителе.
Основой теоретических и экспериментальных исследований послужили работы: Лимонова Г.Е., Бражникова A.M., Горбатова А.В., Рогова И.А., Мартинелли Р.С, Боуэр Л.И., Фанд Р., Кей М. и др.
Настоящая работа направлена на совершенствование технологии и оборудования для термической обработки варёных колбасных изделий, обеспечивающих интенсификацию процесса, сокращение энергетических затрат на его проведение при достижении нормативного уровня показателей качества и безопасности готовой продукции. В этой связи проведенные исследования являются актуальными.
Цель и задачи исследования:
Целью настоящих исследований является совершенствование процесса и разработка комплекса оборудования для термической обработки варёных колбасных изделий в жидком теплоносителе с применением вибрации.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
теоретически обосновать математическую модель процесса конвективного теплообмена между жидким теплоносителем и колбасным изделием при наложении низкочастотных колебаний;
разработать экспериментальный стенд для исследования
способа термической обработки колбасных изделий с применением вибрации;
- обосновать рациональные режимы при термической
обработке варёных колбасных изделий в жидком теплоносителе при
воздействии вибрации;
- изучить динамику процесса нагревания варёных колбасных
изделий в активированном теплоносителе (воде);
исследовать влияние вибрационного воздействия на показатели безопасности и качества колбасных изделий;
исследовать влияние вибрационного воздействия на показатели механических свойств многослойных полиамидных колбасных оболочек;
- разработать техническое задание на комплекс оборудования
для термической обработки варёных колбасных изделий в жидком
теплоносителе с применением вибрации.
Научная новизна заключается в том, что:
аналитически изучен процесс теплоотдачи от жидкого теплоносителя, активированного вибрационным воздействием, к поверхности варёного колбасного изделия;
создана математическая модель процесса конвективного теплообмена между жидким теплоносителем и колбасным изделием при наложении низкочастотных колебаний;
обоснован способ термической обработки варёных колбасных изделий в жидком теплоносителе с применением вибрации, позволяющий сократить продолжительность и энергетические затраты на проведение процесса;
- экспериментально определены основные закономерности
влияния вибрационных параметров на интенсификацию
теплообменных процессов при термической обработке колбасных
изделий в жидком теплоносителе.
Новизна технических решений подтверждена патентом №2312503 на «Устройство для варки изделий из мяса».
Практическая ценность работы:
Установлены рациональные режимы термической обработки варёных колбасных изделий в среде жидкого теплоносителя с применением вибрации.
Разработаны рекомендации по реализации данного процесса, оформленные как утверждённое техническое задание, которое может использоваться для создания промышленного образца эффективного оборудования.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанного способа и оборудования для его реализации составит 16 тысяч рублей на 1т мяса, в ценах 2009г.
Апробация работы:
Основные результаты выполненных исследований были
доложены на 10-й международной научно-практической конференции
«Актуальные проблемы мясной промышленности: инновации,
качество, управление», посвященной памяти В.М. Горбатова.
(4-5 декабря 2007г., г. Москва), 3-й международной научно-
практической конференции «Современные энергосберегающие
тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка
материалов) СЭТТ-2008», 2008, научно-практической конференции
«Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа
развития современных аграрно-пищевых технологий», 5-6 сентября
2007г., - г.Углич Ярославской области на базе Всероссийского научно-
исследовательского института маслоделия и сыроделия, 2007, 7-й
международной научной конференции «Живые системы и
биологическая безопасность населения». 18-19 ноября 2008г., -
Московский государственный университет прикладной
биотехнологии, 2008.
Публикации:
По результатам исследований опубликованы 8 печатных работ и получен 1 патент.
Структура и объём работы:
Диссертационная работа состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части с обсуждением результатов исследований, выводов, списка литературы, содержащего 132 источника, в том числе 13 работ зарубежных авторов. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 29 рисунок и 3 приложения.
