автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.14, диссертация на тему:Разработка интенсивной технологии замораживания ягод

РГ8 ОД

- • »р(П

С.МКТ-ПЯТЕРЕУРГС1ШЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ИНСТИТУТ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРЙ.!1Я1ЛЕ)]ПОСТИ

На правах рукописи

Кузьмина Ирина Анатольевна

РАЗРАБОТКА ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ЯГОД

Специальность 05.18.14 - Хранение и холодильная технология

пищевых продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт -Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском технологическом институт*-холодильной промышленности .

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Куцако-ва В.Е.

Официальные оппопенты - доктор технических наук Пеленко В. В.

»индвдат технических наук Иванов 1.1. Г1.

Ведущее предприятие - ВШНИ

Защита диссертации состоится ". 9« Об 1994 Г. в часов на заседании специализированного совета по присуждению ученых степеней в Санкт-Петербургском технологической институте.холодильной промышленности (шифр К 063.02.02). |

Отвыв в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения , проспи направлять по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д.З, Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "

¿Т. 0Ь- _1994 Г.

Ученый секретарь специализированного Совета, д.т.н., профессор

В.С. Колодязная

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы обусловлена необходимостью обеспечить присутствие растительных продуктов в пищевом рационе человека в межсезонный период. Из всех известных способов консервирования растительного сырья замораживание позволяет наиболее полно сохранить ого натуральные свойства. Качество продуктов с низким содержанием сухих веществ в значительной степени зависит от способа замораживания, поэтому для организации производства высококачественной быстрозамороженной растительной продукции необходимо создать соответствующий уровень оснащения плодоовощной подотрасли холодильным технологическим оборудованием, внедрять новые технологии. Анализ скороморозильного оборудования, применяемого для растительного сырья, показывает, что последнее время предпочтение отдается аппаратам непрерывного действия,в частности, флхшдизационным. Все современные усовершенствования таких аппаратов направлены на достижение большего соответствия между работой системы и каждым обрабатываемым продуктом, при этом возникает необходимость разработки научно обоснованной технологии производства для конкретных продуктов и методик расчета рациональных режимов обработки.

Пели и задачи исследований. Целью данной работы является разработка интенсивной технологии замораживания ягод с использованием одноступенчатого скороморозильного аппарата с направленным псевдоожижен-ным слоем.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

- изучить технологические свойства исследуемого сырья, степень его пригодности к замораживанию;

- разработать математическую модель процесса замораживания ягод в направленном псевдоожиженном слое;

- разработать методики расчета продолжительности замораживания ягод в предлагаемых условиях;

- исследовать характер изменения показателей качества ягод при различных режимах замораживания в экспериментальном аппарате и при последующем длительном холодильном хранении, провести сравнение по всем показателям с ягодами, замороженными традиционным способом;

- разработать методику инженерного расчета одноступенчатого скороморозильного аппарата с направленным псевдоожижейным слоем;

- разработать технологию производства быстрозамороженной продукции с применением нового вида оборудования,создать нормативно-техническую документацию на быстрозамороженную ягодную смесь.

Практическая значимость. На основе научно обоснованных режимов холодильной обработки и хранения разработана технология производства быстрозамороженных ягодных смесей с использованием норпго окорпмпро

аильного оборудования, позволяющая повисишь качество и потребительскую ценность готового продукта. Научены технологические свойства ягод клш'ли и аронии черноплодной, их теплофизическке характеристики, изменения происходящие и лих иод воздействием низ1шх температур. По материален исследований разработана НТД на Оистрозсшрсшлшую смесь-поду-фабрнкат из ягод кшш и аронии черноплодной. Разработана методика инженерного расчета одноступенчатого скороморозильного аппарата (ША) с направленным псеидоошодшш слоем, являодаяся универсальной для ли-бих видов ягод и сходных с шиш по свойствам продуктов.

Апробация работы. Основные положения работы н ее результаты док-ладывалнсь и обсуждались на научных конференциях С-ПбТИХП.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы четыре 'печатных раооти.

Шьем и структура диссертационной работы. Работа состоит из введения, шести глав, в тон числе обзора литературы и методов исследований, результатов исследований, теоретической части, выводов, списка литература, включавшего 136 наименований работ отечественных и зару-бегашх авторов.

Работа изложена па 167 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 22 рисунков и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ.

В обзоре литературы описаны методы и способы замораживания растительного сырья, приведены примеры основных видов технологического холодильного оборудования. Рассмотрен вопрос о влиянии скорости процесса заморакивания на качество готового продукта,сделан обзор принятых в холодильной технологии методов расчета продолжительности замораживания продуктов. Освещены вопросы,связанные с составом ,и свойствами ягод юпшевы и аронии черноплодной, являющимися ценным пищевым и лечебный сырьем.

На основе аналитического обзора литературных источников определены задачи исследований, схема проведения которых представлена (рис.1).

Экспериментальная установка. Для проведения экспериментальных исследований была разработана и создана экспериментальная установка, представляющая из себя одноступенчатый скороморозильный аппарат с замораживанием в направленной псевдоожикенном слое(рис.2). Аппарат предназначен для обработки мелкоштучного однородного по размеру сырья диаметром до ЕС) ми и имеет производительность 20 кг/ч. х

Особенностью экспериментального аппарата является способ транспортировки сирьи внутри охлаждаемого обьема за счет направленной под углом 1С горизонту подачи охлавдгиощего воздуха в слой продукта. Изменяя скорость и угол подачи воз/уха модно ]>егулировать темп продвижения слоя к разгрузочному устройству аппарата, тем самым обеспечивая необ-

Разработка и создание экспериментальной Установки

(Исследование технологических вежи-| коз замораживания ягод

[Обработка резуль-|татов.Создание ме-|тодики расчета I продолжительности 'замораживания ягод |в направленном (псевдоожижзнном I слое

Создание методики инженерного расчета 1-но ступенчатого скороморозильного аппарата с нплравленньм псе-вдоояиженным слоем

Обработка результатов.. Выбор наиболее вацйояальиого режима обработки и хранения СЫРЬЯ

, ! •

Разработка технологии производства быстрозамороженной ягодцоЛ смеся. Создания Н 'Г Д

Ркс.1

I I

1-загрузочный бункер; 2-газсргспределителькая эеЕэткз; 3-камера;4-барьер; 5-воздухозод; б-раьгругочЕьй бункер: 7-заслонка; 8-воздухоохладитель; 9-Еентп^лтори; 10-;.:еха-низы разгрузочный; 11-ресетка; 12-сеператср-осугз1те^ь; 13-тарз; 14,15-термопары; 16-холодильная ¡.-гпгна 125В -18-2-4; 17-приборы изыерителькьз; 18-пулзт упрозлекд.

Ри. 2

ходиыу» продолжительность обработки и коночную температуру продукта. Создаваемая при этш воздушши прослойка препятствует прпмзрзздшго продукта 1; газораспределительной ре^еисе, что позволяет проводить процесс в одну' ступень: без организации предварительного нодмораышашш на специальном конвейере, избегая механических повреждений при срезании с него продукта. Это существенно для ¡¡год, повреждение оболочки которых приводит к значительно^ карушетш их ¡¡сходной структуры.

Для исследовании отбирались неповрекдешие ягоды характерного для данного ьида размера и окраош. Качество ¡¡год оценивалось до и после замораживания, зато;.! наедие 6 педаль с течении 9 месяцев холодилыгогц хранения. 12 ходе исследований изучались следующие показатели: убыль массы определялась ьдоьвшкшиим до и после ¡замораживания партии продукта, а такме по юиоиеши> удельного влагосг •■ер.-.'.аппл ¡¡год в соответствии 'с ГОСТ 87Б6.2-70; крнореаистеитность оценивалась но влагоотдаче ягод определяемой исходом центрифугирования; объективный показатель вкуса рассчитывался 1сшс отноыение общего содержания Сахаров и кислотности ягод онределлеиих в соответствии с ГОСТ 8756.23-87 и ГОСТ £55.0-82; содеркаиие аскорбиновой, детидроаскорбиносой и дикетогулопо-вон кислот - 1«1ло1.(от]«14ес1;им методой ГЛУ, модифицировании).! Соколовскли В.Б. В кахдой выработанной партии учитывалось количество смерзшихся и деформированных ягод. Изменение температуры в центре частиц: 1 фикенро-в ал ось с помощью медь - константаиоБых уершпар; на основании получении данных строились температурные криы;е , а время, необходимое для ироиоразлтання продукта до -18 °С, сравнивалось с рассчитанным гю фор-; мулам Планка, методом конечных разностей и методом возмущения малого параметра. В ходе исследований определялись тш'л:е расход и скорость воздуха в аппарате, температура воздуха среди на входе и выходе из охлаждаемого обьема, степень еаполнс;шш аппарата продуктом, высота слоя ягод в спокойном и флшдизировшшом состоянии.

В качестве исследуемого сырья биаи взяты ягоды шюгаш болотной и аронии черноплодной. Клюква болотная считается одним из наиболее ценных лекарственных растений разностороннего действия. В последнее годи интерес к ней возрос особенно в связи с неудачными попытками ингроду-цировать в России некоторые сорта американской клюквы крупноплодной, что заставило ученых усилить работу по изучению местной кшмоси болотной. Арония черноплодная широко используется в пищевой промышленности, является дешевым и доступным сырьем. Основное назначение, как и юшквы. - переработка. Благодаря сбалансированному сочетанию многих биологически активных вецеств - витаминов, микроэлементов, йодистых сое-дннешш, легко усвояемых Сахаров обладает сильно выраженным лечебным действием. В сведен виде хранится не более 2-х недель.

Теоретическая часть. При заработке рациональных режимов техноло-

гической обработки лгсд одним из центральных является вопрос о продолжительности замораживания продукта.Продолжительность замораживания зависит от двух групп факторов: первая характеризует продукт - его тел-лофизические характеристики,размори, форма; вторая характеризует условия замораживания - коэффициент теплоотдачи, температурный напор. Порвал группа определяется видом и свойствами сырья, достаточно полно исследованными в работе. Факторы второй группы должны обеспечивать тот тейп пакорамшания, который соответствует выбра;шс!г/ режиму обработки.

При ааморадисашш ягод в направленном псевдоолидешюм слое на продолжительность технологической обработки влияет тагсле группа факторов, обусловленных особенностями транспортировки ягод с помощью направленного потока охлаждающей среды. Темп продвижения псевдоохиг.енного слоя зависит как от вида и свойств сырья, так и от направленности и скорости воздушного потока, что, в,свою очередь, определяет коэффициент теплоотдачи в слое продукта, а следовательно время его замораживания. Поэтому в работе рассмотрены оба аспекта: теплопередача от замораживаемого обьекта к охлаэдающей среде и гидродинамические особенности перемещения обьекта в направленном псевдоо.тат.енцом слое.Это позволяет на основе предварительно выбранного технологического режима обработки добиваться преимуществ за счет рационального его осуществления с гидродинамической и теплофизической точек зрения.

Для расчета продолжительности замораживания били предложены и апробированы методики с использованием зависимостей , полученных при решении задачи о затвердевании сферической- частицы в потоке воздуха, описываемой уравнением нестационарной теплопроводности с начальными условиями, отражающими равенство температуры тела по всему обьему кри-оскопической температуре, граничными условиями третьего рода на внешней поверхности тела и уравнением, в которое внесено условие фазового перехода, для границы раздела фаз. Для решения были использованы метод возмущения малого параметра и метод конечных разностей.

Первый метод позволяет учесть нестационарность процесса замораживания путем введения уточняющей поправки.Продолжительность замораживания в функции координаты границы раздела фаз представляется в виде ряда по нарастающей степени параметра Е (число Стефана, отражающее отношение переданного окружающей среде тепла к теплоте фазового перехода). Ввиду малости значений параметра Е для условий псевдоожиженя допустимо пренебречь членами ряда, начиная с третьего. Полученная формула в размерном виде имеет доступный для практического применения вид (1), кор-реллирует с опытными данными с ошибкой около 10 X, в то время как расчеты с применением общепринятых в холодильной технологии формул Планка дают для условий псевдоожижения расхождение с опытными данными до 30 X (проверка проводилась для чисел Био от 1 до 3 и чисел Стефана в преде-

аах от 0,а до 0,4 ).

с К р | 1.(2 * ¡31) 2 + В1 1

•С "------ ----------—----Г- ( 1 )

X I 6 В1 Ср(Т,:р - То) 6 С 1+( В1 - I)2

Во веек приведенных фориудах использованы обозначения: р - плотность,кг/м3; с - удельная теплоемкость, Но - радиус

ягоды,м; Т - температура,°С; а - коэффициент теплоотдачи,Вт/м2К; X -теплопроводность,Вт/и°К; I. - удельная теплота льдообразования, кДу/кг; 1.п - оОьешшй расход воздуха,м3/с; Г - сочэннс? газораспределительной решетки,м2; ии1!Т. - скорость витания частицы,м/с; и ь -угол наклона струн воздуха.

Во второй случае исходная система уравни.яш,после преобразования в безразмерный вид посредством нормированного условия приводится г. рлвностному виду (2):

Тм.пи" н С(1И/гл) ТГ|1) 1.п* * (1-1/ш) Тш-!.,,"] / 2

Тщ. п" ' Тт-1.1," / ( 1 ■» Дг* / 0 ) , ДЛЯ г" * 1 п+М « _ ( 2 )

|| (Тм-1. п. ~ Тщ.п ) " 2 / Е

То, п" » 1; М » 1 / Дг"; II - '1 / Д Тж

где Т* « (Т-То) / (Т№-То). г" » Р. / Н0.

Но чзре продтшэшш гранцы раздела фаз происходит замена начальных условий и переход па следующий временной сдой . Таким образом определяется сбцзс количество сроненных слоев и безразмерное время замораживания, преобразующееся в размерный вид следующим образом:

Х-т"КгрЬЕ/Х( Т„р - Т0 ) ( 3 )

Расчеты, сделанные по программе, основанной на применении метода конечных разностей, позволяют получить результаты олизшю к экспериментальным с ошибкой ,не ирепишаышэн 10-15 Уточненный расчет Бремени аалрракиваиия обеспечивает непрерывный и устойчивый {-ежим аамораии-вашга в аппаратах нещюрьшного действия, позволяет избегать отклонений ОТ гыбрачных параметров обработки.

При рассмотрении движения частицы продукта над газораспредели-

телыюй регхпксв ашилтн и потоке воздуха, направленном под углом к горизонту, (м скорость на две составлаивдю - вертикальную, оп-

реде.;тяю"1у:,-) сколот?» ноль«»»'.') частиц?! над решеткой, и горнеонтальнуп, о 17 с э л а л л ку • у а скорость продкшегшя часгини вдоль аппарата, получены формулы, иотидащио рассчитать высоту слоя продукта в зависимости о? расхода юздукр, а аппарато, геометрических ц&рг".:«тров регткн и угла иомона потока воздуха:

L3 S sln rta ôpo aiiMB

Sintiu

1

Fp ter IJeht t trr 1 i»p Fp Ч плг il coniiomîPCTb, опр«де.";!1'1'!!уи скорость щчэдшс-зшм era:

(-4 )

2 В

50

Ur

t(;f sin (Уп 1 V

s in «u -1 et в <iB

( f) >

4

s

На основании полученных зависимостей, поел» проьерки их соответствии г!х-пер!П1энталып.'м данным, была разработана нетодигд инженерного расчета одноступенчатого Cî'A с направленный исеЕдоогми'еншм слоен, которая позволяет определить конструктивнее параметры аппарата при задшшш параметрах технологического процесса.Особенностью данного расчета , обусловленной способом транспортировки продукта за счет направленного потока хладоносителя, является необходимость соотнести транспортируй-цую способность газораспределительной рекепш с минимальной продакчн-телыюстыэ пребывания на ней продукта, определяемой временен его замораживания.

Обоб31ение и анализ экспериментальных данных.___Представленные на

рисунке 3 температурные кривые получены при опытном определении продолжительности замораживания ягод до конечной температуры -18 °С в термическом центре в экспериментальном. аппарате при температуре охлавдащя-го воздуха -30 °С п скорости 4 м/с, диаметр исследуемых ягод составлял 10-11 им.Общее время холодильной обработки ягод клшпы не превышало 9 мрут, - аронии черноплодной - 11 минут. Полученные данные хорошо корректируют с рассчитанными по приведенным вьше зависимостям, отвечают требованиям, предьявляемым к быстрозамороженным продуктам. Для сравнения и в качестве контроля параллельно проводилось замораживание партии ягод в низкотемпературных камерах с интенсивной циркуляцией воздуха наешью. нм лотках при сопоставимых параметрах охлаждягшрй среды. При атом продол- '

6 часов, аронии черноплодной - около 7 часов. Соответственно эффективная скорость само -радивания в экспериментальном аппарате составляет в среднем 1.2 мм/мин, в низкотемпературной камере - 0,02 мм/мин. Таким образом применение данного способа замораживания позволяет добиться снижения продолжительности обработки по сравнение с традиционным способом аамора-яивания в itavepax приблизительно в 40 раз, а по сравнению с аппаратами кипящего. слоя ( по литературным данным) - в 1,2 - 1,4 раза. При этом обеспечивается равномерное промораживание продукта, отсутствует образование смерзшихся агрегаций.

Для выявления условий , обеспе-Рис.З. 1 -клюква, 2 - арония. чивающих должную степень промораживания ягод . при максимально возможной эффективности процесса были проведены исследования влияния на производительность аппарата угла ввода охлаждающего воздуха и влияния скорости охлаждающего воздуха на конечную температуру продукта и производительность аппарата. Наиболее рациональной следует признать область скоростей 3,5 - 4,Б м/с , что соответствует расходу воздуха 1550-1650 мэ/ч. При этом обеспечивается производительность опытного СНА 20-21 кг/ч и продолжительность пребывания продукта' в охлаждаемом обьеме 11-13 минут. Экспериментальные исследования показали, что при температуре охлаждающего воздуха -30 ° ■ такая продолжительность холо-дшпной обработки позволяет получить продукт с конечной температурой -18 °С. '.••'■

Исследования характера изменения показателей качества ягод при замораживании в экспериментальном аппарате до различных конечных температур и в низкотемпературных камерах, а также в ходе длительного холодильного хранения позволили сделать следующие заключения.

Изменение содержания витамина С в исследуемых ягодах зависело как от конечной температуры, так и от способа замораживания. В целом, формы аскорбиновой кислота, обладающие витаминной активностью ( АК и ЛАК) , сохранялись полнее при понижении конечной температуры замораживания. Значительное влияние- на величину потерь витамина С оказал тей проведения процесса. Так. и для ягод клкназн и для аронии черноплодной

разрушение пнтоннна С проходило интенсивнее при более медленном замораживании ягод. При этом разница в потерях составила приблизительно 5 % от исходного содержания. В целом потерн витамина С после замора^-И-ппякл ¡слип«! колебались от 3,8 7. до 0.7 X в ганшсгатети от способа ва-и конечной темпе! ату( и, после зы'.ораинианг.н аронии черноплодной - от 2 7. до 11,7 7..

В ходе девятимесячного храпения (рисунок 4 ) указанные различия в сохранности вига-лша С несколько увеличились.

Гчс.4 "с!.!'л:с'нпе содержания витамина С в процентах от исходного при хргшгнии: а)ягод кшкга; Оарснин черной псг;;ои. 1 - коитрогь; 2,3,4 - ягоду, заморог'-енпие в опытном СНА до температуры -25 °С, -18 °С, -10 °С, соответственно.

При хранении витамин С сохраняется тем дуто», чем нн./л температура хранения. Для шаокви эта разница составляет через 9 месяцев примерно 33 % (ре?лш -10 °с по сравнению с резшмом -25 °С), для аронии - 19 обоих видов ягод уменьшение количества активных форм гчскорОиновсй кислоты сопроволдаиось возрастанием инертной формы - дикетогулоновой кислоты. В первой половине срока хранения при всех температурах отмечено увеличение дегидроаскорбнновон кислоты, происходившее на фоне сни.адшш содержании АК.'Однако после 4,5 месяцев хранения скорость'перехода де-гидроаскорбинопой кислоты в неактивные продукты окисления превшиэла скорость окисления аскорбиновой гаклоти , вследствие чего ее содержание в ягодах значительно снизилось.

Изменение содержания мбно- и дисахаридов и их гармоничное сочетание с кислотами во многом определяет вкусовые качества ягод. При замораживании 1шжвы н экспериментальном СМА отмечены незначителыше потери общего количества растворимых углеводов , которые практически не зависели от конечной температуры замораживания. Потери при замораживании в камере были больше, но не превышали 5 X. Потери сахирог-ы оглва-лнсь значительными - от 25 % до 88 7., наибольшие - в образцах, паморо-

1.5 .1.3 '<} &о т.}

женных в опытном аппарате до -2Ь °С и в камере. Это показывает, что разрушающее действие па растворимые углеводы проявляется в большей степени при низких конечных температурах и низких скоростях ведения процесса замораживания.

Таблица 1.

Вид Метод Конечная Содержание в % Кислот- Объектив-

ягоды замора- темпера- моно- саха- сум ность,% ный пока-

живания тура, °С сахариды роза ма (по яблочной кисл.) затель вкуса

аро- свежая 6,64 0,10 6,74 1,29 5,2

ния СМА -10 6,63 1,31 7,94 1,36 5,8

чер- псевдо- -18 7,00 0,70 7,70 1,34 5,8

ноп- ож.слой -25 7,15 0,68 7,83 1,39 5,6

лод. камера -18 7,87 0 7,87 1,35 5,8

свежая 3,79 0,68 4,47 3,48 1,3

клю- СМА -10 3,87 0,51 4,38 3,60 1,2

ква псевдо- -18 3,93 0,43 4,36 3,55 1.2

ож.слой -25 4,07 0,32 4,39 3,57 1,2

камера -18 4,19 0,0" 4,27 3,62 1.2

В ягодах аронии черноплодной отмечено повышение общего количества моно- и дисахаридов в процессе замораживания и первых месяцев храпения, что в сочетаний с разрушительным воздействием низких температур на дубильные вещества лает значительное улучшение вкуса. Это позволяет использовать замороженные плоды аронии не только для переработки, но и как десерты.Анализ данных позволяет сделать вывод, что при хранении ягод аронии черноплодной и клюквы процессы расхода моно- и дисахаридов и пополнение их за счет гидролиза более высокомолекулярных соединений приблизительно уравновешены, для аронии - с большим 'уклоном в сторону гидролиза в течении первых месяцев хранения.

Изменение кислотности ягод происходит рслрдстлир накопления . с в обводных органических кипдот при разрушении в процессе замораживания Сахаров, necTHiioRHX и других вевротв (табл.1). В процессе замораживания

для обоих видов ягод отпечено повышение титруемой кислотности, более существенное при медленном ааморахивашш. Иаинеиызш игшиешши дшншй показатель подвергся при оаморажнгапии в опытном аппарате до -10 °0.

Объективный показатель вкуса аронии черноплодной (таод. 1) посыпается в ходе замораживания, снижаясь в ходе хранения до 3,47 (нннн-значение при Тхр - -10 °С) н 0,52 (кзксшшьвоэ гкачэнве при Тхр- -25 °С). Ягоды кслии , содерл;а;\;5е иного кислот 15 fa.ro Сахаров, ха растеризуются пишшм обьектнвш-'м погавателгн вкуса, который посте О месяцев хранения синхзется до'1,1-1,2.

Иследования убили массы сырья'в ходе холодильной обработки позволяют сделать следующие выводы, справедливые для обоих видов ягод.

При занорзмпьашш в пгопдос:,пленном слоо копечнсл темпе-

ратуры незначительно,разница в потерях не прегллпет 0,15 ^.У^еличгн':--; удельного содержания сухих п»г»-ств приютм?скч одинаково для все.,; ) ?-

КИМОВ.

На величину усукгси значительное влияние оказал способ ваморша«»!-гога. При вакорахдааюш ягод в комаре убшь тссн прзмпша отшченщта при использовании опытного СИЛ более чек в 2 раза. Ото обьясияетс*! ревкга сскрапоние» продолжительности обработки за счет кнтенсн ;шсацмм теплообмена и быстрин образованием на поверхности ягод ледяной оболочки.

Крнсрознстентность исследуемого сырья опепив:1.п-сь по нсмеиепип влагоотдачи ягод (рисунок !3).

Установлено, что конечная температура замораживания влияет на влагоотдачу ягод незначительно,разница составила менгее 1 У.. Наиболь-пие влагопотерн отмечены у ягод замороженных до -25 °С,что обусловлено более полным вымерзанием влаги, приводящим к усиленна дегидратации протоплазмы, более полной деструкции ткани.

Интенсифицированные методы замораживания вызывают меньшие изменения структуры ткани.■ Ухудшение способности ягод удерживать влагу связано с более глубокой перестройкой цитоплазматнческих структур , изменением свойств или распадом высокомолекулярных соединений, что ведет за собой увеличение клеточной проницаемости тканей. Индивидуальное замораживание небольших • по- размеру ягод в интенсивном потоке воздуха позволяет достигать высоких скоростей замораживания как па поверхности так и в центре, получая при этом микрокристаллическую структуру вымороженной воды по всему объему с равномерным распределением кристаллов льда внутри клеток и в межклеточном пространстве. При замораживании ягод в 1«амере доле при интенсивной циркуляции воздуха в толще слоя эффективная скорость замораживания замедляется в несколько десятков раз, ягоды промораживаются неравномерно.

В процессе хранения отмечено повышение влги опелерь, вызванное

* £

О) «

ш

ш

%

ИП ГШ'

■г}

ш.

ш

_1-//1

Ча -Ч %*.,%

$0 Т.пвс.

Рис.б Изменение влагоотдачи в хо- Рис.6 Изменение влагоотдачи в ходе замораживания в % к вла- де хранения. 1 -СМА.Тхр—10 °С госодержанию продукта с уче- 2 -камера,Тхр—18 °С; 3 -СМА, том усушки. I - свежие ягоды, Тхр—18 °С;4 -СМА.Тхр—25 °С. II - СМА, III - контроль, повреждающим действием ^рекристаллизации вымороженной влаги и остаточной ферментной активностью (рисунок 6).

На основании проведенных исследований режимов обработки ягод и их технологических свойств разработана технология производства быстрозамороженной смеси-полуфабриката из ягод клюквы и аронии черноплодной с использованием одноступенчатого СМА с направленным псевдоожижен-ным слоем. Технологический процесс допускает смешивание составных частей полуфабриката как до, так и после замораживания. При подготовке смеси для дальнейшей переработки на еж компоненты смешиваются в соответствии с рецептурой на основе расчет^ сокоотдачи ягод после замораживания и требуемого соотношения частей. Установлено, что сокоотдача замороженных ягод клюквы и аронии черноплодной выше, чем свежих и составляет 79 7. и 70 Т. соответственно.

ВЫВОДЫ.

1. Предложены уравнения для расчета времени замораживания ягод в направленном псевдоожиженном слое, которые коррелируют с опытными значениями с погрешностью 10-15Х.

2. Разработан экспериментальный одноступенчатый скороморозильный аппарат с направленным псевдоожиженным слоем. Примененный спосЭб тргшрпортирлвки иутс'М создания направленного потока хладоносителя поз-

воляет проводить процесс замораживания в одну ступень, набегая повреждений продукта на стадии подмораживания.

3. Предложена методшса инженерного расчета одноступенчатого С51А с направленным псевдоояисеннш слоем, являющаяся универсальной для различных ввдоб ягод и других мелкоытучных продуктов,позволяющая определить конструктивтк параметры аппарата при заданных технологических параметрах процесса.

4. Сравнительный анализ предлагаемого метода с другая! способами быстрого замораживания ягод показал повыаение элективной скорости са-морахиваиич в 30-40 раз по сравнения с вамороялсагиюн в иизкотеипогз-турпых 1самерах с интенсивной циркуляцией воздуха, в 1,2-1,5 раза по сравнешго с аппаратами (сипящего слоя.

5. Изучены технологические свойства ягод клюквы и аронии черноплодной.

6.Исследован характер изменения показателен глчества ягод при замораживании до различных конечных температур в экспериментальном аппарате и при длительном холодильном хранении. По всем показателям проведено сравнение с традиционным способом замораживания в низкотемпературных камерах .

7. Выявлен ряд преимуществ, достигаемых при обработке ягод в экспериментальном аппарате. Отмечено снижение усушки продукта в ходе замораживания более чем в 2 раза,отсутствие смерзания ягод и их деформации, улучшение сохранности витамина С и общего содержания растворимых углеводов, увеличение степени обратимости замораживания, снижение потерь сока после дефростации.

8. Разработана рецептура и технология производства быстрозамороженных смесей-полуфабрикатов из ягод шиоквы и аронии черноплодной с применением нового оборудования.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1.Куцакова В.Е. .Кузьмина И.А..Бурова Т.Е. Новое в технике и технологии-производства быстрозамороженных фруктов и овощей . Пищевая промышленность. Серия 18. Консервная, овощесушильная и пищеконцентра-ционная промышленность. Выпуск Б. -Москва,1991 , 24с. •

2.Куцакова В.Е..Кузьмина И.А. Продолжительность замораживания °лесной ягоды в псевдоожиженном слое.//Повышение эффективности холодильной обработки и хранения пищевых продуктов: Межвуз. сб. тр.-Санкт-Петербург, :С-П6ТИХП , 1992, с.1-^8-123.

3.Куцакова В.Е..Кузьмина И.А..Полякова И.Н. Влияние замораживания на качество и пищевую ценность ягод аронии черноплодной. //Зко(>есуреос-Оерегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Тезисы докладов. -Москва-Астрахань,1993, с.41.

4.Куцакова В.Е., Кузьмина И.А..Полякова И.Н. Разработка технологии замораживания в аппарате с направленным псевдоожиженным слоем ягод клюквы и аронии черноплодной.//Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Тезисы докладов. -Москва-Астрахань, 1993, с.42.

Подписано к печати 28.04.94. Формат £0x04 1/10. Бум. газетная. Печать офсетная. Иеч.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ N° 270.

Малое предприятие "ТеплоКон" Санкт-Петербургского технологического института холодильной промышленности. 191002, Санкт-Петербург, ул.Ломоносова,9