Введение к работе
Актуальность темы.
Питание является одним из основных условий существования человека, а проблема питания - одной из основных проблем человеческой культуры. Количество, качество, ассортимент потребляемых пищевых продуктов, своевременность и регулярность приёма пищи, решающим образом влияют на человеческую жизнь во всех её проявлениях.
Мировое распространение продуктов быстрого приготовления является одной из основных тенденций в области питания. Быстрозамороженные блюда и полуфабрикаты позволяют получить максимальное количество питательных веществ при минимальных временных затратах. Это связано с лёгкостью их приготовления, долгим сроком хранения (сервис), чистотой и доброкачественностью продуктов (безопасность), вкусом и широким ассортиментом (натуральные, традиционные и местные блюда) и полноценными питательными свойствами (здоровье). Именно поэтому эта отрасль пищевой промышленности имеет большое будущее, так как она способна удовлетворять постоянно растущие потребности населения.
Для получения замороженных продуктов быстрого приготовления в мировой практике используется широкий набор методов и технологий, который обеспечивает разнообразие скороморозильных аппаратов и, соответственно, возможность выбора.
Однако, в данном контексте, возможность выбора имеет более отрицательный, чем положительный эффект, так как различные аппараты имеют разные критерии эффективности своей работы и, поэтому, выигрывая в одних показателях, мы проигрываем в других.
Отсюда, важным и актуальным является разработка универсальной технологии обработки пищевых продуктов быстрого приготовления с последующим созданием (на базе этой технологии) унифицированного скороморозильного оборудования, позволяющего получить максимально эффективные показатели и параметры процесса замораживания.
Это возможно при использовании модифицированного метода программного замораживания, основные положения которого были сформулированы Буяновым О.Н. и Венгер КП. Использование модульного скороморозильного оборудования на базе этого метода позволяет существенно уменьшить недостатки и несовершенства процесса замораживания.
Главное преимущество модульного скороморозильного оборудования в использовании естественной и, следовательно, дешевой и экологически безопасной охлаждающей среды - воздуха. При этом обеспечиваются скорости процесса, необходимые для условий быстрого замораживания пищевых продуктов.
Использование в модульном аппарате предлагаемого метода замораживания требует не только решения ряда теоретических и практических задач, но и создание общей теоретической модели программного замораживания продуктов быстрого потребления, Эти задачи связаны, в первую очередь, с разработ-
кой аналитической модели процесса, необ^огодоЙАЦШМШМИЗДСтх расчетов
БИ6ЛН0ТЄКА I
сп,$дач
данного оборудования, а также с разработкой и совершенствованием конструкций модульных аппаратов.
Цель работы.
Целью данной работы являются исследования процесса регулируемого те-плоотвода при замораживании продуктов быстрого приготовления и на их основе разработка конструкции скороморозильного аппарата модульного типа.
Для достижения этих целей необходимо решить следующие задачи:
разработать аналитическую модель процесса замораживания продуктов быстрого приготовления в условиях регулируемого теплоотвода;
реализовать аналитическую модель программного замораживания с помощью методов моделирования на ЭВМ и проверить ее на адекватность реальному процессу;
разработать новую конструкцию скороморозильного аппарата модульного типа и экспериментально исследовать в ней процесс теплоотвода при замораживании пищевых продуктов, а также разработать инженерную методику его расчета;
провести энергетический и технико - экономический анализ работы скороморозильного аппарата модульного типа.
Научная новизна.
Предложена аналитическая модель процесса быстрого замораживания пищевых продуктов быстрого приготовления, позволяющая рассчитать рациональные технологические режимы замораживания с учетом ведущей тепло-физической характеристики продукта - влагосодержания.
Установлены основные закономерности изменения теплообменных характеристик при замораживании продуктов быстрого приготовления методом регулируемого теплоотвода.
Получены результаты сравнительной энергетической оценки процесса замораживания на базе термоэкономического метода и его основных показателей - эксергии и приведенных затрат.
Практическая значимость и реализация.
Разработана методика расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов с использованием принятой для них классификации.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана новая конструкция скороморозильного аппарата, позволяющая более эффективно и с меньшими энергетическими затратами проводить процесс замораживания, техническая новизна которого защищена положительным решением на выдачу патента РФ.
Проведены испытания опытного образца двухмодульного скороморозильного аппарата в условиях опытного производства НВП "Сибагропереработка" ВАСХНИЛ.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре теплохладотехники КемТИПП в лекционных курсах, курсовом и дипломном проектировании.
Автор защищает,
аналитическую модель, описывающую процесс замораживания пищевых продуктов быстрого приготовления в условиях регулируемого теп-лоотвода;
новую конструкцию двухмодульного скороморозильного аппарата для замораживания пищевых продуктов быстрого приготовления и результаты экспериментальных исследований процесса теплообмена при замораживании продуктов быстрого приготовления;
методику инженерного расчета модульного скороморозильного аппарата.
Апробация работы.
Основные положения работы были представлены и обсуждены: на ежегодных научных конференциях молодых ученых КемТИПП (2003, 2004г.), международной научно - практической конференции "Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранение и переработка сельскохозяйственной продукции" (2003г. г. Воронеж).
Публикации.
Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, включая положительное решение на выдачу патента РФ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Текст работы изложен на 737 странице'., включающей 9, таблиц и 46 рисунков.
