автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:РАЗРАБОТКА МЕТОДА С УШКИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ОСЦИЛЛИРУЮЩЕМ РЕЖИМЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЧ-ЭНЕРГОПОДВОДА И ВАКУУМА

/ АВТОРЕФЕРАТ

__ВАК I

Министерство высшего и среднего специального 1

образования РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи Для служебного пользования

Экз. № 0000 Мамыкин Владимир Кузьмич

УДК 667.523.37.66.047.2.354 (043.3)

РАЗРАБОТКА МЕТОДА СУШКИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ОСЦИЛЛИРУЮЩЕМ РЕЖИМЕ

# ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЧ-ЭНЕРГОПОДВОДА И ВАКУУМА

Специальность: 05.18.12. - процессы и аппараты

пищевых производств

у-"""* " . . НС/х- х

/ Автореферат \

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук ./

Москва -1985

Работа выполнена so Всосооэнок научно-исследоаагсжьсгои и эк-сдерииентально-конструкторском институте продовольственного машиностроения и в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологической институте мясной и молочной проышленностн

НаучныЯ руководитель: доктор технических наук»

профессор Рогов H.A.

Научный консультант: доктор технических неук«

профессор Лыкова A.B.

Официальные оппонента: доктор технических наук,

профессор Остапенков А. II.

кандидат технических наук, профессор Малова Н.Д.

Ведущая организация - Всесоюзный научно-исследовательский институт мясной промышленности.

Защита состоится *30* 'Oem <J7> Я 198 S~r. на заседании специализированного Совета Д 063.46.01 Московского ордена Ттгцово-го фасного Замени технологического института мясной и , л^л промыжлеыности, I098IQ, г.Москва, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться я библиотеке МТЯ

Автореферат разослан "Л ttCdSpft_196....

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с псдпхсы * -ной печатью, просим направлять в специализированный Совет ин. тута.

Ученый секретарь специализированного Совета х.т.н.* доцент

ГРКОВ С.Г.

ОЩЛЯ ХАРШЕРКСГШ РАКШ!

Актуальность трсбяек». Важнейшее значение в реализации задач, доставлении* перед пищевой проиизхенностьо Продовольственной программой СССР на период до 1990 года приобретает вопроси интенсификации производства на основе совершенствования су^ествущей и разработки ггрищиггаально новых технологий, базирупцихся на совренен-11Ш достижениях науки и техники.

Среди вирабатываеию; встраио мясопродуктов особое местозали-ыает производства сг/рокспченшс и сиро пял иное колбас. Ег/сокая готовая ценность, стойкость при кдптельном хранении, возможность транспортирования в отдалашио районы стршш определяют постоянно возрастанию потребности в них. Однако, несмотря на большая спрос поселения и внеокут) рентабельность увеличение объемов"выработки этих видео колбас сдерживается из-за большой продолжительности процесса конвективной сугкн, которая составляет в среди«! £0—10 суток.

веется иного работ, направленных иа совершенствование сумеет вуясцего метода обезвоживания данных видов колбас, которые показ ива ют, что на основе традиционного способа конвективной сузки практически новозмсано добиться сучоетвешой интенсификации 'процесса вследствие низких скоростей тепло- и кассопсреноса и слсшюсти реагирования рехюошх параметре а с узки.

^^ Суззствуп^ио теоретические изыскания, а такае практическое ис пользований в'радо технологических процессов лицевой прошгзлшшос-ти ссциллирущих режимов су=кн, СБЧ-энергояодвода, вакууюшЯ обработки свйдетогьствуют о наличии предпосылок к организации ускоренного обезвоживания колбаашх издоглй в условиях комплексного воздействия этих сысокоэф^сктямшх средств игеенсификации сучильных процессов. Однако в доступней литературе и в технологической практике но имеется сведений о работах дым ого типа, несмотря на актуальность проблемы. Поотсху создание высосопреизведитс льноП СБЧ-ва-куумюй техники для этой цели ысхет бить осуществлено только.ка Са ао научно обоскованных технологических, процессов«; и конструкторских решений. . . , - -

В 01сП связи и в соответствии с теней 03.13 координационного плана 1ШКР ГКНТ'СССР'от £5.11.02 Сила проведена настоящая работа, пэевадешкщ разработке технико-тохнояогячсских приемов и средств, оЗеспечиващих существенное сокращение продолжительности процесса

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

еузт кол баш их издсли.1 на оаюво пгпользовалкя СЗЧ-эноргоаэдвода, вакуума к осцилдирущих режимов сутки.

Цель и поддай исследований

Целы) работы является разработка и научное обоснование нового ыотода сузки скро вяление колбас в осциллируете* режиме с использованием СВЧ-эдоргоподвода, вакуума и радиационного охлаждения о соот-вотствуогрош аппаратурной резон шага.

Для реализации поетавлишой цели необходимо резить следуйте задачи: ■ ,

- изучить электрофизические характеристики фарга.сиро вяленых колбас, как объекта cysxn ;

- провести предвари толы шо эксперименты и установить закономерности, характериэущиа оKcnepitKciгтальну» область факторного пространства;

- определить оаткмалыше условия проведения процесса сугяи математическим методом планирования оксаоржента ;

- исследовать вопроси тепла- я иассопереноса а процессе суапси сиро-вял енн* колбас в осциллирующем режиме с использованием СВЧ-онерго-п од в ода, вакуума и радиационного охлаждения яря найденных оптимальных условиях проведения процесса ;

- произвести сценку качоствеюаа показателей готового продукта}

- разработать окснеримеиталыйЗ! образ вакуумной СВЧ-супилки для баашх изделий, аяплратурше схемы опытного образце ■ сушилки, ыоЩР дику инженерного расчета л исходные требования на его проектирование,

Цяуташл новизна и практическая ценность

Впервые для катсикфпсадки процесса сускн колбасных изделий предлехен, теоретически обоснован, исследован и подготовлен к внедрен к» в прсиизденлость новиЯ метод суххи колбас,' согласно которому колбасные изделия, находящиеся в вакууме, циклично нагреваются СВЧ-знергией, а меаду циклами СВЧ-нагрова вц^ерхиваптся в вакууме, в условиях радиационного охлаждения, обеспечиваюзий значительное сокра-¡цсшш продолжительности сугки (до 4-6 суток) и высокие качественные показатели готового продукта (а.с. № 1097252).

Изучены электрофизические характеристики ( £', '/et )

фарла сыровяленой колбасы на частоте 915 МП; и установлены закономерности их изменения в процессе сузхи.

Определены расчетным методом теало$изическне характеристики■

продукта ( С , $ , Л , О ) о зависимости от его влагосодерхания и TôjempûTypu.

Разработаны оптимальные pesmci проведения процесса» исследова-1Ш кинетика я динамики суапси сырэвллеюшх колбас в различию: оболочках предложенным методсм, определены характеристики тепло- и маесо-псреноса.

Получена математическая модель процесса, позволяемая' с помоги ео реализация на ОШ числёшом метод см,рассчитывать нествциэнарнко тсмпсрлтурно-влакпоспше поля о продукте о процессе его сугкя при использовании различии* типов оаектродкнаыкчоскях СЗЧ-систем,

Разработан состав многокомпонентной смосл (углеводи, СаСЕ^, аскорбиновая кяслота, смесь бактериальных культур), обеспечивавший не-обходкхнЯ уровень соэревйнил колбас к кищу сузхм предлогаdi«4 истоде« (п.с* » I165340)* •

lia основания комплекса проведенных исследований создан экспери-иенталышя образец вакуумной СВЧ-сузилси для колбас, про=одгий ус-пса шо производственные исиггония на Экспериментальном колбасной заводе » 2 щ,*шхмяссп?аг,.. ' •

Разработали аппаратурное схему опытного образца сугилки для 'колбас (а.с. » 662055, » 1099935), методика инженер)ого расчета и • исходнио требования на ого проектирование. Ра счегнал окснсмкчоская ^Ьрктнвность от шшдраИ1Я ■ огштного образца вакуумной СБЧ-су=илки

колбас производительность!) 500 кг/сутки составляет 30,3 тис. рублоя.

Ащаобпцвд рдботи

OciiorJtuo положения диссертационной работы докладывались л обсуждались:

- на courîifipo "Теория п практика применения олектрофиэических истодов в гостевой прсыиллооюсги", 1ГП!£Ш (Москва, 1962 г.) ;

- на конференции по применение СВЧ-энергетики в народном хозяйство для исследовательсхгас целей и интенсификации технологических процессов (Саратов,,1933 г.) ;

- на Всесоюзной конференции "Дутп совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения н транеяерти-ровки прсдуятоа,П7Тснул'',.1Ш5Ш (Ыосхва, 1904 г.) ;

- на ВсосссэиоЯ конференции " Севере chctboiaiko техники, технологии сугки сельскохозяйственных и пгезеиих продуктов.s соответствии с ПродовольственноИ программой" (Полтава, 1904 г.) ;

з

- на У ВссссозлоЯ наушю-те» 1кчо с ко и конфаронцки "Электрофизические методы обработки пкцових продуктов" (Москва, 1365 р.).

Дубликалии. По материалам исследований опубликовано 15 печат-Н10С работ, в тех чисто подучены 4 авторских свидетельства.

Объем рабоги, Диссертация состоит из введения, кости гяав и си водов, изложенных на 150стрш1ицох машинописного то кета. Работа со-дерягг 24 таблицы, 51 рисунок и 7 прилежав Й. Сел со к литературы включает 170 наименований.

Содержание диссертационной работ» »

В пводении дано обоснование актуальности работы, пзкпаана со научная и практическая значимость в мясной премиален» ости.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследований" проведен критический анализ отечественных и зарубежных работ в области техники и технологии производства сирых (сырокопченых и сыровя-лених) видов колбас и рассмотрены современные тенденции интенсификации сучильных процессов в пицееих отраслях промышленности*

Проведенный анализ литературное источников позволил обосновать использование осциллируизя режимов сузкя, СЗЧ-онергоподвода на частого 915 ЛШи вакуума и радиационного.схловденкя дяя интенсификации процесса сузш колбасных изделия, сфорцулировать цель и задачи исследований.

Во вторая глава ")Ьучслио электрофизических характеристик Ф'Л сыровлдеюя колбас, ках объекта суэси" описаны оксперимонталыши исследования методе« "бесконечного слоя" электрофизических характеристик фярса на частоте 912 установлены закономерности их измен сипя в зависимости от его влогосодержания н температуры и изложена методика статистической обработки экспериментальных дшшых,

3 исходная состав фар^а сыровяленых колбас, вырабатываемых на кафедре тохнологка мяса и мясопродуктов ЫПСШа входили с л едущие ингредиента: говядина в/с - свинина нежирная - езих - 30? соль - 3,ЙЕ( елецки, сахар-посок и нитрит натрия по стандартной рецептуре колбасы "Столичная" и многокомпонентная смесь, вкяочаюцая бакиультури, гяскозу - 0,2Кб, крахмал - 0,15?, аскорбкиовуо кислоту

- 0,0К!» 25Ж - раствор хлористого кальция - 0,15'?.

Т^эа'яческал зависимость электрофизических характеристик от изменения температуры и влагосодержания фарша, представленная на* рис. I показывает, что с ростом температуры набледается увеличение зкаче икй £' и £", обусловленное присутствием электролита в системе. *

При понижении влажности фарша значения £' и £" монотонно убывают вследствие уменьшения содержания в ней релаксирущих диполей воды и понижения его электропроводности, а в диапазоне вгааэ!ости W - 40+га? наблюдается резкий спад значений £' и £", что связано со с*еноП микро капиллярной форш связи влаги в фарзе на поки-молекуллрну», '

По результатам проведенных исследования на ЭШ ЕС 1022 были получены аппрсксюофупдие зависимости £' t £", tgS* и I/oI от влажности и теьеторлтуры фарза,

В третьей глам "Эксперимент алы f о о определение оптимальных условия процесса сузки с:фо вяленых колбас" дано описание экспериментальной СЗЧ-устоловки для исследования режимных параметров суакн (рис. 2), приведены результаты предварительных экспериментов и разработка оптимальны* условий процесса сузш.

Проведение пред вар игольных экспериментов позволило определить предельно-дспустюлге границы экспериментальной области факторного пространства, выход за которые снижал эффективность процесса и вызы-валногатаише изменения в исследуеном продукте. Ори отси было установлено, что теюоратура СВЧ-нагрова не долена превьсать ЗЭЗХ; глубина вакууил не должна опускаться ниже 1,3'IÜ3 Па; температура радиационных 0хлтадядп?1х панелей должна поддерживаться но ниже 260К. из динамики перераспределения температурных полей и весовых в колбасном батсне в условиях радиационного охлаждения в вакууме поело цикла СЗЧ-нагрева определено оптимальное время цикла от-лежки, равное 30 шзг. Похазаиа целесообразность линейного ужесточения режимов суазш по мере обезвожявмтя продукта.

Posch и о оптимизационной задачи проведено, на-базе математического планирования эксперимента методом крутого восхождения с выходом за пределы области, обозначенной планом, с учетом ограничений, накладываемых качественными показателями продукта,.на.область изменения переменных.

В качество параметра оптимизации выбран показатель эффективности су=ки, предстазлящий собой произведение продолжительности суа-ки на мзссообаенныЯ критерий Кярличева в конце сушкя:

^ = у Un-»min (I)

Um

где Цч, Цп в U« - влагосодержание продукта в.центре, на поверхности и среднее начальное.

о*

Г 25 35 « -55 65 75

ГисЛ Зггягююсть £.', V itt^SoT агакнэ-сти î-ipca*-28~{,-*-30аЧ,

1-CT-l-irswepa

2-СЗЧ-генератор ■ нагрузка

хохоту, IJ У,'Л и

е щзстиичес-оЯ хс(сенгатср

7-ве;свсЯ бик. О-вакууте^Я нагог * 9-б.гсх управления

Риг.2 SícrjrweíiTaíLKM СЗЧ-усталсвха ддя нсг-.едсвз>>*я fc^B.T [Гфгмгт^са cyzm

Задача оптимизации формулировалась следувсуол образом: достижение минимальней продолжительности суаки при минимальном перепаде влажности кеяду централъкьми и внешними слоями колбасного батона.

Варьируемыми факторами, влияеедши не параи&гр оптимизации,являлись начальная глубина вакуума / X,/ и начальная температура диэлектрического нагрева / Хж / графиков линейного снижения остаточного давления и довшешя температуры нагрева до предельно допустимых значений факторов в зависимости ст влажности высуживаемого продукта, а такжо температура радиационных охлавдагцих панелей / Х3/, Исходя из результатов предварительных экспериментов время отл едки продукта мегду циклами СВЧ-нагрова поддерживалось пэстеяюпш и рлэ-itui X, и 30 мин.

.. В результате проведаапа опытов в соответствии с. планом полного трехфакторнзго экслергасптя с дьухкрапсЯ гсЕтрризсть» опытов в кяядоЯ строке матрицы планирования и расчотов оценок линейных коэффициентов я ко:>1фицис}ггов аффектов взаимодействия (оказались нозна-чзьегли) получено уравнение регрессии, югещео вид:

У = 49,24 Z.24Xt- 6,аЗХ2 * J,95 X3 (2)

Проверка гипотезы адекватности модели показала}' что уравнение рсгроссии с бодь~ой точность» списываот изучасмыЯ прсдосс.

решения олтгаизпци w ш о Я, задачи осуществлено двлхенио по ' градиенту с учетом огреничения движения параллельной оценкой качс- -ствешшх показателоЯ продукта. В итого, поело повтор; шх опытов, кодтверадагсзас оптимальный вариант супгки / У е m i и / получоны следуемо оптимальные режкмы проведения процесса, графическая интерпретация которых представлена на рис. 3: Blzzo линии темаоратур диэлектрического нагрева А-В и ниже линий гяубгны вакуума C-D и тем-' поратуры рлдиацисюйд охлаждащих панелей Е- F лежат области недо-пуспзгых значений факторов. Заштрихованными участками обозначены s с: сы опподлышх значений варьируемых факторов. Пользуясь этим графиком, можно, iwen разлило"» начальную влажность продукта, определять оптимальные начальные.условия проведения процесса и доводить ого до комочиоя стадии, изменяя факторы в соответствии с этим графиком. ■ * ■

В четвертой главе "Исследование вопросов тепло- и массоперено-са в процессе сугки сиро вяленых колбас в оецнллнрущеы режиме о ис-покьзо&знксм СБЧ-экерго подо ода, вакуума к радиационного охлаждения" с цсльо получения математической модели процесса, возводящей с со-

мощи» ее реализации т ЭШ численным методой» рассчитывать нестационарные температурно-влахностные поля в продукте, на базе известных дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса А.В.Лшсова сформулирована математическая задача, количественно-отражающая основные закономерности данного процесса:

37 Хчтэх эх ^ эх' * эх

(3)

при граничных условиях:

^Г?! 1 + - Р„«н) = 0 «>

I 3 X 1г.як О Л 1х>як]

-А?"! = Г(1-6}Лт(Рям -Рпан) (Тпм-Тм«) (6)

и(х;о)=ии1 Т {X ; О) = Тн <7)

ди 101 Г) - 0 . ЭТ (0-, Т1 = о . (8) эл ЭЛ и' ■

где Ц - текущее влагосодержание продукта, кг/кг; Т - текущая те^ пература продукта, К; 7 - время, с ; Х - текущая координата, мц^Р радиус колбасного батона, м; О«- коэффициент диффузии влаги,м^/с;

8" - относительный коэффициент термодиффузии, 1/К ¡ А - коэффициент теплопроводности, Вт/м-К; £ - критерий фазового превращения; Г* -удельная теплота фазового перехода, Д*/кг; С - удельная теплоемкость, Дх/кгК; /><>- плотность абсолютно сухого,вещества продукта, кг/мэ; о(т - коэффициент массозОмена, • кг/ы""*с»Па коэффициент

теплоотдачи излучением, Вт/м%;Рлм и Рпо и- давления насыщенных водяных паров над поверхность» материала и охлаждающей панель» соответственно, Па ;Тг»п и Том - температуры поверхности материала и схлаждаящей панели соответственно, К,

Так как СЗЧ-энергоподвод к продукту осуществлялся в СВЧ-рабо-чеЯ камере, выполненной в виде волновода круглого сечения с распространяющейся в нем продольной, аэимутально-сиыметричной олектромаг-^ нитной волной Едт, то мощность внутреннего источника тепла в про- *

дукте

волной е^т, то мощность внутреннего: (Вт/»?) определялась по формуле:

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

л/ а 1

Зг'*

»

1

zh'^á

/ i у /_}

у

's 11 V

— *

ч*.

30

40

50

60 65

Риг.З CeewïCKwît rpi'utt сяглмлиалс ÎWWX пгаке-гссз супки кол-састл иэде.тид

Риг.4 К^игые сксргсти сугхи cupcwie«ai ко.-бгг в

siptwix ссу^сгтвяекия прсцесса d'ara

1,2,3- сугм в eixyyve; 4,5,6.7.8,9 - crm в mm«© с СЗЧ -эяергсягдэсдси lu «ïîreTax 915 ЕГц и 27?5 Mm (4); 10 - то *е, 2£3 п.тс пеедсрсздге электрсстаогоегксе гклв; II - певермгеть Ci-тенсэ cCpiCoTJuti еуеяензиеЯ дреждей; 12 - кенттивнм сугха;

и . л « П— CïTctw в кутизансвсй, ниурггънсЯ, вагксзнс^уарсвитсЯ сбысчмх и См сСс.-счки есот®етств№ко

гдо -f - частота электромагнита,ого поля. ГЦ; А - по сто га а шя амплитуды, B/u ; Af и - длины волн в полное оде й критическая, м ;

3t - функция Еессеяя ; Х> - диаметр волновода, и ; 'et - коэффициент затухания, 1/м.

Для решения систеки уравнения /3-4/ при соответствуй^«* гра-нкчиих условиях /5-6/ численном методе» били определены расчетной путем теляофизические характеристик» продукта и исследованы кинетика и динамика процесса сузки при иайдешшх оплмалышх условиях про ведения,'процесса [сцалья определения неизвестных характеристик тепло- и касс опора юса. ' ■ ' • ■ .

При исследовании кинотики и динамики cjtîîot. производилась параллельная сравнительная оценка воздействия различных факторов на ктстихо-динамические закономерности процесса. • Установлено, что:

- процесс ю/оот двух стадийной характер (рис.' 4) ;

- использовенке СЗЧ-энергояодвода в процессе вакуумной сузкя, а также типа колбасной оболочки (кутизиновой, натуральной, вискоз-но-ормн роBajoiо{1 соответственно) приводит к увелнчениз скорости сугки и понижению первой критической влажности продукта;

- удаление колбасной оболочки о продукта, его вздержка ыеяду цикла ми СВЧ-нагрева в неоднородном электростатическом *поле, а так

же покрытие поверхности продукта суспензией из дрокжесис культур способствует повышение скорости сузкя ;

- скорость сузки увеличивается, а первая критическая влажность сии ' жается при С5Ч~энергоподводе на частоте 915 МГЦ в сравнении с ча

стотой 2375 ЦГц за счет более эффективного ■диэлектрического нагрева продукта (рис. 5) ; / ' ■ ■

- по ыаро обезвоживания продукта его среднеобъешая темаерату ра увеличивается линейно, температурный коэффициент постоянен, а критерий Ре Синд ера в интервале влаго содержаний • 905 ( I85¡6 незначительно уменьшается. 11а конечных. же. стадиях сузки наблюдается ттенсныаЛ рост эгих характеристик; что связано с повьсенком эффективности внутреннего диэлектрического нагрева продукта при одно временном сшяешш скорости внутреннего таплопереноса из-за уменьшения коэффициента теплопроводности;-'

- использование СВЧ-энергоподвода в процессе'сугаи, а также типа колбасной оболочки (кутиэкновой, натуральной, висказло-армиро ванной соответственно) приводит к уменьшении неравномерности pació , . 1 - -.

пределе! шя влаги по радиусу колбасного батона и, следовательно, кассообмениого критерия Ккрпичева;

- предельно допустимые значит» Kim для сузки колбас в ку-ткэкиовоЛ, натурально!) и, висноано-ормировшшой оболочках соответственно равны: 0,26; 0,19; 0,16;

- перенос влаги по капиллярно!! системе продукта, зависящий в порву» очередь, от размеров капилляров (степени усадки), оказывается преобладая^« над переносен влаги под деЯствген осмэтнчосюя сил и в конечном счете определяет обс^й поток влаги в продуете;

- коэффициент диффузии влаги Qw в продукте увеличивается более чей на порток при вакуумной с узко с СНЧ-знорго подводой в сравнении с вакуумной сузксй (рис. С). Наибольшая величина (Хт имеет место при сугхо колбас в вискозно-армированной оболочке, меньшие значения Qm наблюдались для батонов в натуральной и кутиэкновой оболочках соответственно, что связано о различной паропроницаекос-тью оболочек, влияпцей на интенсишюсгь EityrpeJQioro кассопереноса. Удаленно колбасной оболочки с продукта способствует розкоиу увеличении Qm ;

- полученные значения критерия Лыкова характеризуют сировяленую колбасу ках продукт, обладающий большой инерционность» поля мас-сосодержания по отношению к поло температуры. С увеличением вла&но-Ьте продукта эта инерционность уменьнаотсл;

* - с увеличением влажности продукта значения критерия фазового превращения £ резко уменьшаются, оставаясь при максимальной влажности продукта ыеньзе I, что свидетельствует о том, что с самого начала процесса сузки влага перемечается в продукте в виде жидкости и пара;

- значения коэффициента массообмена возрастают при использовании' кутиэиновой, натуральной и вискоэно-армированной оболочек соответственно. Значения коэффициента теплоотдачи излучением незначительно увеличивается при повьшенил температуры поверхности продукта.

Для некоторых из полученных характеристик тепло- к маесспере-иоса получены аппроксимирущие эависгмости.

После нахождения необходимых характеристик тепло- и массопере-носа, разработки алгоритма решения поставленной задачи и составления программы на ЭШ ЕС 1022 были рассчитаны нестационарные темпе-ратурно-влахностные поля в продукте в процессе его сулни. Подученное численное решение с достаточной точностью отображает реально протекающие процессы диэлектрического нагрева (рис* 5) трансформа-

м

.5 Динами« распредиетая тедаерлтурких полей в kcíÍiíhíw Ca тс не Kl разки стздаинс сутки и в разное время иежду cukjwim CETI -tñrpesa; а зкеасркигитгиакц^- —^fcivermg щъваз

?-^ íj 3S 1 1 -ИХ W,* t'

¡\¡ i* -ii T *-fr

'.i -i

О 5 10 15-..23 25 . Гке.6 Злвигюсеть QrrfRИ 0m~W

■ (Hl^f^títilí оболочка) ■ ;

"" а)в*куум>«я с утка.:' 1-5еут,,2-10сут.

б)мкууи;«я с J™ к г с СЗЧ-онергспо; 1-1сут. (¿-Zcyr. ,3¡-3cyi. ,4Î-îïjt. , Ь-R -O.tí-R =I0boí,7-R =20un

ции температура« полей между циклами СВЧ-нагрсва и влажностных полей в процессе обезвоживания продукта, что говорит об адекватности разработанной математической модели, ее пригодности для прогнозирования процесса сугхи и достоверности входящих в ее состав переменных коэффициентов тепло- и массопореноса и электрофизических характеристик.

В пятеВ глаьо "Изучение качественных показателей готового продукта* отмечается, что высокая элективность вакуумп" сузки с СЗЧ-шергопод водом позволяет высузить продукт до конечной влозиости после 3-4 суток осадки в стандартных торыовлажиостных условиях в короткие сроки (за 4-6 суток). Однако, при этом в сыро вял аа« колбасах могут происходить некоторые негативные явления (искаженные цвета продукта, появление неудовлетворительного вкуса и аромата), что очевидно обусловлено незавершенности) основных ферментативных процессов в мясной системе,

В отей связи на кафедре технологии мяса и мясопродуктов МтеиЛа группой научных сотрудников кафедры, совместно с нами,разработан состав многокомпонентной смеси (углеводы, СаС?^, аскорбиновая кислота, смесь бактериальных культур), сткмулируп^иЯ созревание фзрха, и определены технологические условия производства, включающие первый этап осадки-конвективной сузки в течение 10-12 суток, ^^оспочиващиЯ необходимый уровень развития ферментативных и микро-^РЬкогичоских процессов к началу второго периода - интенсивного обезвоживания предложению* методом.

Изучение комплекса показателей, характеризующих качество сыро-вял ещее колбас, приготовленных по предлагаемецу способу, позволило установить, что в готовом продукте:

- не происходит существенных изменений об^ого хюгаческого состава, органолептики, структурно-механических свойств, омкиокисяот-ного состава и степени поревориваемости белкового компонента изделий ;

- отмечено некоторое снижение уровня рН и содерошния летучих жирных кислот, более ракнемерюе распределение влаги по слоям продукта; увеличение количества свободных аминокислот.

, По регламентирующим органолептическим и санитарю-гигисничес-ким показателям сыро вяленые колбасы опытных партий удовлетворяют требованиям стандарта.

В шестой глава "Проектирование, испытание и разработка методики инженерного расчета промышленного аппарата" описываптся тех-

гогчеекко средства, разработанные на основании проведенных кссдедо-' ваний, roc производственная проверка и инженерный расчет.

В результате теоретического расчета и сопоставительного анализа из двух предложенных аппаратурных схем опытного образца вакуумной СЗЧ-сузилки для колбасных изделий, включающих разные типы электродинамических систем для диэлектрического нагрева продукта (проходная камера"в виде волновода круглого сечения, а.с. » 652055 И проходная камера со сторонни» облучением продукта а.с. S> 1099935) выбрана аппаратурная схема с СЗ'4-камероЛ сторсшюго облучения продукта,1 вра^аюцогося вокруг собственной оси во время прохождения зоны диэлектрического нагрева,1 значительно более простая для промышленного освоения.1 ;

Экспериментальный образец вадуутотой СЗЧ-сушилки для колбасных изделий с электрод инамической системой,^аналогичной система промышленного образца, прошел успешные производствошшс испытания на Экспериментальном колбасном заводе S 2 ПО ТЙОСИССЗРЭД*. Установлено, что процесс сушки сырокопченых колбас предложеншз! котодсм но имеет принципиальных отличий от аналогичного процесса супни сыровяленых колбас. ' ' ' 1 ' ' ' . '

- lia оенэве'разработанной методики инженерного расчета промышленных вакуум;шх СЗЧ-су=клок для -колбасных изделий составлены исходные требования на проектирование опылю го. образца сушилки. Pac-j четная экономическая объективность от внедрения опытного образца сушилки производительностью 500 кг/сутки, составляет 30,3 тыс.' рублей. • * 1 !

ЩЗОДЯ и оснознье РЕЗУЛЬТАТЫ работы .

- I. Разработан новый метод суажи сыровяленых колбас (о сокращенным, периодом созревания) в осциллмрущем .режиме с использованием СЗЧ- онер гоп одвода и вакуума, обеспечивании я су^ествсмюо сокращение продолжительности процесса сушки (до 4-6 суток) при сохранении си-соких качествен!1ых показателей готового продукта. -■.

2, Исследованы электрофизические характеристики фарша сыровл-леноя колбасы на частоте 915 МГЦ в-интервале температур 293»323£t и в диапазоне влажности 25*70£. Установлено, что при повышении температуры и влажности фарша значения диэлектрической проницаемости и фактора потерь увеличиваются. Получены аппроксимирущио зависимости £' , £\tgS*, ,IM~ f (W,T).

3. Используя математический метод планирования эксперимента, установлены оптимальные условкяпро ведения процесса «узки сыровя-лсных колбасных изделий, согласно которым, изделия, находящиеся в вакууме, циклично нагреваются СЗЧ-энергиой, а меяду циклами СЗЧ-нагрова вид орта вам ся в вакууме, в условиях радиационного охлаждения, причем по мере обезвоживания продукта температура диэлектрического нагрева линеКно возрастает с Т,{ = 29ХК до Тк « ЗОЗя, глуби«а вакуума линейно сшаается с Рк - 2,G7xI04 Па до PR » 1,ЗЗхЮ3Па,

а температура радиационных охлокдащнх панелей и время невду циклами СВЧ-нагрева поддерживаются постоянными и равными ТКШ1 = 26ЕК и

2*ОТЛ ** 33 1001 COOÍBCt<ÍTSeHH!>*

4. Исследованы вопроси тепло- и ызссспереноса в процоссо суа-ки продукта предложенным методом:

а) сформулирована математическая задача для расчета на ЭЗМ чи-слеюшм методе« с переменными коэффициентами нестационарных темзо-ратурно-влахностних поле It в продукте, в процессе его сугки;

б) получена расчетная формула для определения мощности енут-реннего источника тепла в продукте, подвергаемом диэлектрическому нагреву в волноводе круглого сечения;

в) определены расчетным методом топлофизичеехко характеристики фпрпл (С, р , Л , Л ) в зависимости от его алагосодержал ил и

paiypa;

г) изучены кинетика и динамика процесса, определены необходимые для расчета характеристики тепло- и иассопсреноса (6 ,R6 , Kim От, Lu , £ , oí т, Ли in) с учете» влияния на них типа используемой колбасной оболочки. При этем установлено:

- процесс имеет двухстадийныЛ характер;

- использование CS4-энергоподвода в процессе вакуумной сугкн, а тагаиэтива колбасной оболочки (кутизиновоЯ, натуральной, вискоз-но-армированной соответственно) приводит к увеличению скорости суз-ки, понижению первой критической влажности продукта, уменьшению неравномерности распределения влаги по радиусу колбасного батсна;

- поренос влаги пэ капиллярной системе продукта, зависящий,в первую очередь, от размеров капилляров (степени усадки), оказывается преобладающим над переносом влаги под действием осмотических cita и,в'конечном счете, определяет общий поток влаги в продукте;

- коэффициент диффузии влаги в продукте увеличивается более чем на порядок при вакуумной сузке с СВЧ-зиергоподводен в сравнении с вакуумной cyzxojt;

- полученные значения' критерия Лыкова' характеризуют сыро вяленую колбасу как продукт, обладающий больной'инерционностью поля маесосодержания по отношению к полю'температуры;

д) разработан алгоритм ревения поставленной задачи, составлена программа и на ЭЭД рассчитаны температурно-влажностныо поля в продукте, показывающие,'что' полученная математическая модель с достаточной точностью списывает изучаемый процесс и может бить ис-польоована для прогнозирования процесса, '

5. Разработан состав 'многокомпонентной смеси (углеводы, СаСб^, аскорбиновая кислота, смесь бактериальных■ культур), обеспечившей необходимый уровень созревания продукта к кеащу сузки предложенным методом. '

6. Исследованы качественные показатели готового продукта, сви-детель'ствуксие, что сыровяление колбаси опытных'партий по регламентирующим технологическим и'сшттарнэ-гигпгничесюо» показателям удовлетворяют требованиям стандарта. "

*?. Создан экспериментальный образец вакуумной'СЗЧ-сузилки для колбасных изделий, прозедзий успешные' производственные и ста.тенил на 2НЗ-2 ПО "U0ai£C0HPÖ4". Установлено, что прсцесо сулкк сыро копченых колбас предложенным методом но имеет пршцюяаяьтос отличиП от аналогичного процесса сузки сыро вяленых колбас, ^^

0. Разработана аппаратурные схемы опытного образца вакуумной^ СВЧ-сузилки для колбасных изделий, методика книенсрюго расчета к

исходныо требования на его проектирование. Расчетная экономическая эффективность от внедрения опытного образца сузилки производительностью 500 кг/сутки составляет. 33,3 тыс.' рублей в год.

Основные■положения диссертации опубликованы в работах:

1. Ä.o. €62055 .(СССР). Устройство, для сузки колбасных изделий / Мамккик В.К,, Ддаменко1;В.Я., Горбатов A.B.,.Рогов H.A. - Опубл. в Б.II., 1979, № 10. ' ^ '

2. Мамыккн В,К.;Ксследование вакуумной сузки сыровяленых кол-' бас с'использованием СВЧ-энергоподвода.'-,.?ез. докл. -1-й иаучно-тохн." конф. по применение СЗЧ-эиергии .для исследовательских цолей

и интенсификации технологических процессов, .Саратов, 1903, с. б.

3. Исследование режимов вакуумной сушки сырых колбас с использованием СЗЧ-энергоподвода: Отчет / ЕНШШИпрздмал; Руководитель ТОКИ Мямыкин В,К.* 144-83» W ГР 9184.000 866; Шв. № 023-1.0000 953. -Москва, 1903. - 92 с. "ДСП", '

4. К вопросу об интенсификации суаки сырых видов колбас с использованием анергии СЕЧ и вакуума / Шамыкин В,К., Рогов H.A., Слепых Г.М., Тираян 11.0. - Тез* докл. Всесоюзной научно-техн. кснф, "Совершенствование техники, технологии сузхи сельскохозяйственных

и пищевых продуктов в соответствии с Продовольственной программой", Полтава, 1984, с. 54-55.

5. Исследование режимов сулни с целы» создания СВЧ-устано вки для вакуумной супки колбасных изделий / 11амыкин O.K., Рогов H.A., Быкова A.B. я др. Тез. докл. Всесоизной научно-техн. кснф. "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания", Москва, 1964, с. 22Э, "ДСП".

6. A.c. 1097252 (СССР). Способ суаки колбасных изделий / Itexu-кин В.К., Рогов H.A.,■ Хорольсяий В.В., йаеова A.B., Горбатов В.Vi., Бубнова Л.А., Пумкова H.A. и др. - Спубл. в Б.И., 1964, 9 22.

7. A.c. 1099935 (СССР). Устройство для суаки колбасных изделий / Камынин В,К., Рогов H.A., ХорольскиЯ В.В., Лисов Г.В, и др. -Опубл. в E.H., 1984, * 24.

S. A.c. II65340 (СССР). Способ производства сухих колбас / Рогов И,А., Слепых Г .11., Жаринов А.И., Тираян U.O., Цамыкин В.К. и др. - Опубл. в Б.И., 1985, И> 25.

9. О некоторых особенностях вакуумной суаки сырых колбас с использованием СВЧ-знергоподведа / Намыкин В.К., Рогов H.A., Лыкова A.B. и др. - Труды ШЮЕЯИяродмая, 19Э4, * 61, с. 28-32.

10. Лыкова A.B., Рогов П.А., Камыхин В.К. Сузка сыровяленых колбас с использованием СВЧ-энергоподвода и вакуума, - Мясная индустрия СССР, 1965, * I, с. 31-33.

IX. Исследование влияния перовой структуры колбасной оболочки на механизм переноса влаги и интенсивность сутки колбас / Лыкова A.B., Ыамыкин В.К., Слепых Т.Н., Нвлсв H.H. - Материалы XXXI Европейского конгресса работников мясной промшленности, Болгария, 1335г. т. 2, с. 496-487.

12. К решению задачи тепло- и ыассопереноса в сыровяленых код-басах, подвергаемых судке с использованием СБЧ-онергоподвода и вакуума / Иамыкш В.К.» Графова Р.И., Рогов H.A., Лыкова A.B. - Тез. докл. 5-й Всесоюзной научно-техн. конф. "Электрофизические методы обработки падевых продуктов", Москва, 1985, "ДОЯ".

1s

Тира« 100

6&яВ&/32 ~ t П.Л4 - 1,0^ уч.-тд.д.

Некдниэироаднное ньо«ит?льное производство БИЮО^а