Введение к работе
Актуальность работы. Стерилизация консервов является.основным и завершающим процессом их производства, имеет своей целью подавление кизнедеятнльности микроорганизмов, опасных для здоровья человека и 'или) микроорганизмов, вызывающих порчу продукции, а также инактивацию ферментных систем, действие которых приводит к нежелаемым изменениям качества продукции. Достижение этих целей должно осуществляться при условии максимального сохранения органолептических свойств и пищевой ценности готовых консервов, их герметичности и нормального внешнего вида.
Важно также стремиться к снижению трудо- и энергозатрат на стери
лизацию консервов.Очевидно, что решение вышеуказанных задач затрудни
тельно или вообще невозможно без достаточного научно-технического обос
нования, выполненного с привлечением современных средств вычислитель
ной техники и приборного оборудования. '
Научно-исследовательские работы по изучению, обоснованию и реализации современных высокоэффективных технологий и оборудования для стерилизации консервов проводились во Всероссийском научно-исследовательском институте консервной и овощесушильной промышленности Российской Академии сельскохозяйственных наук под руководством и при негтос-редственном участии автора. Реализация результатов научно-исследовательских работ осуществлялась с привлечением ученых и специалистов МОКБ "Горизонт", агрегатного завода "Рубин", НПО "Агат", СКТБ "Продмаш", ПО "Балтийский завод", СКБК, "КБ им. академика В.П.Макеева", ПО "Комета", завода им. А.М.Горького, УкрНИИПродмаш и заводов отрасли.
Цель и задачи работы. Цель работы — создание научно-технической базы совершенствования тепловой стерилизации консервов, реализация на этой основе высокоэффективных технологий и оборудования для стерилизации консервов в промышленных условиях, а также обеспечение промышлен-
.ности научно-обоснованными рекомендациями по технологии стерилизации и эксплуатации стерилизационного оборудования.
Согласно вышеуказанному решались следующие задачи: Создание теплофизической и теплотехнологической основы совершенствования процесса стерилизации консервов, в том числе:
разработка методов и приборного обеспечения исследований теп-лофизических и реологических характеристик консервов,
проведение исследований теплофизических и реологических характеристик консервов,
разработка методов расчета температурной кривой наименее прогреваемой точки кондуктивно прогреваемых консервов в автоклавах, стерилизаторах и пастеризаторах непрерывного действия и полей температуры в продукте по всему объему с целью оптимизации температурно-временных параметров процесса их стерилизации,
Создание нормативно-технической базы отрасли по разработке режимов стерилизации консервов , в том числе:
научное обоснование режимов стерилизации консервов;
исследование способов интенсификации процесса стерилизации консервов за счет повышения температурного уровня процесса, ротации и СВЧ-нагрева;
научное обоснование новых схем и конструкций стерилизационного оборудования и создание нового поколения такого рода oбopyдoвaния^ как периодического, так и непрерывного действия.
Научная новизна. На базе развития фундаментальных результатов теории нестационарной теплопроводности разработаны технологические основы совершенствования тепловой стерилизации консервов. Созданы математические модели процесса теплопереноса при стерилизации консервов по наименее прогреваемой точке при переменных граничных условиях, характерных для современного стерилизационного оборудования, имеющего до 15 температурных зон. Модели позволяют прогнозировать технологические
температурно-временные параметры процесса стерилизации, гарантирующие промышленную стерильность вырабатываемых консервов и выбирать наиболее оптимальные ( с точки зрения энергозатрат ) типоразмеры тары для выработки данного вида консервов. Разработаны алгоритм и программа расчета с помощью современных ЭВМ полей температуры по объему кондуктивно-про-греваемых консервов, использование которых дает возможность оптимизировать качество консервов по одному или нескольким технологическим показателям за счет подбора оптимальной температуры и продолжительности стерилизации конкретного вида консервов в данном виде тары. Применение этой программы позволяет прогнозировать влияние технологических режимов подготовки продукции на ее качество после стерилизации с использованием впервые полученных автором данных по теплофизическим и реологическим характеристикам консервов при повышенных температурах с помощью специально разработанных приборов и установок.
Теоретически и экспериментально обоснованы способы интенсификации процесса стерилизации ( ротация,- высокие температуры, СВЧ-энергопод-вод, поточность). При этом было показано, что при стерилизации консервов в СВЧ-поле отсутствует специфическое воздействие электромагнитного излучения на отмирание микроорганизмов и летальность процесса определяется только тепловым воздействием на микроорганизмы. Для ротационной стерилизации показано, что величина требуемой летальности должна быть выше таковой при статической стерилизации.
Разработана новая двухступенчатая технология стерилизации фруктовых консервов и маринадов с примененном СВЧ-энергии.
Впервые создана математическая модель теплотехнологии секции охлаждения пневмогидростатического стерилизатора, состоящей из 7 температурных зон. Модель позволяет определять оптимальные режимы работы сек-' ции охлаждения стерилизатора с точки зрения расходования энергоносителей.
Практическая значимость работы. На основе выполненных исследс ваний впервые разработаны и созданы:
система "Август-Р" для микропроцессорного управления процес сом стерилизации консервов в вертикальных автоклавах,
автоклавы с системой "Август-Р" марки Б6-КА2-В-2.МП,
усовершенствованные вертикальные автоклавы с ручным управле ниєм (Б6-КА2-В-2.Т, Б6-КА2-В-2.С),
СВЧ - комплекс для пастеризации консервов и маринадов в стек лянной таре,
техническая документация на ротационный автоклав, стерилизато[ непрерывного действия СПГ-1, пастеризатор непрерывного действия ПК1-А серию горизонтальных автоклавов, универсальную линию стерилизации кон сервов детского питания, автоклав для домашнего консервирования,
инструкция по монтажу, санитарной обработке и эксплуатации сте рилизационного оборудования,
методические материалы по разработке режимов стерилизациі/ консервов в автоклавах, стерилизаторах и пастеризаторах непрерывного действия,
программы по обучению персонала стерилизационных отделений,
1900 режимов стерилизации консервов в таре различных типо-раз-меров для автоклавов 9 типов,
105 режимов стерилизации консервов в аппаратах непрерывного действия 12 типов,
нормативно-техническая документация по разработке и внедреник технологии стерилизации консервов,
установки для проведения теплофизических и реологических иссле дований.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на зг седаниях секции "Новые методы консервирования" ГКНТ СССР (196? 1975), на Всесоюзной научно-технической конференции по вопросам теори
и практики стерилизации и пастеризации пищевых продуктов (Одесса, 1975), на Всесоюзной научно-технической конференции по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пищевых продуктов (Махачкала, 1981), на Всесоюзной отраслевой научно-технической конференции "Состояние и перспективы работ по улучшению качества и расширению ассортимента рыбных консервов, создание средств механизации" (Калининград, 1986), на координационнм совещании по проблеме "Совершенствование техники и технологии стерилизации консервов из гидрарионтов" (Одесса, 1989), на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы энергетики теп-лотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье" (Москва, 1994), на III Международном симпозиуме "Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания" (Москва, 1994), на Международной конференции "Konzervarenske dny" (Brno,1988), на заседаниях Ученого Совета ВНИИКОП (1969—1994 гг.).
Публикация результатов исследований. Основные научные положения диссертации опубликованы в трех книгах, 68 статьях и брошюрах и защищены 4 авторскими свидетельствами.
