автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Совершенствование производства быстрозамороженных пищевых продуктов с использованием низкотемпературных проточных систем хладоснабжения

На правах рукописи

АНТОНОВ Анатолий Алексеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА БЫСТРОЗАМОРОЖЕННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОТОЧНЫХ СИСТЕМ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2003

Работа выполнена на кафедре "Холодильная техника" Московского государственного университета прикладной биотехнологии.

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Венгер К.П.

- доктор технических наук, профессор Семенов Б.Н.

- доктор технических наук, Нелепое Ю.Н.

- доктор технических наук, Андреев М.П.

Ведущая организация: Государственное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности (ГУ ВНИХИ)

Защита состоится «20» ноября 2003 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при Северо-Кавказском государственном техническом университете (355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2).

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке СКГТУ.

Автореферат разослан «

г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

В.И. Шипулин

"Tsyio

Общая характеристика работы

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В период становления рыночной экономики в нашей стране особо остро встает проблема переоснащения и развития холодильной базы для консервирования скоропортящихся пищевых продуктов. Такую проблему необходимо рассматривать с позиций перспективных направлений развития современной холодильной технологии и техники, а также с использованием прогнозных разработок в этой области.

Одним из главных направлений является расширение производства быстрозамороженных пищевых продуктов, как эффективного пути сокращения потерь сельскохозяйственного сырья и, следовательно, увеличения объемов продовольственных ресурсов. По оценкам экспертов выпуск быстрозамороженных продуктов питания в экономически развитых странах достигает 50 кг на душу населения в год с ежегодным увеличением на 5+7%.

Наша страна существенно отстает в организации предприятий по выпуску быстрозамороженной продукции, в то время как спрос на данную продукцию, поставляемую зарубежными фирмами, имеется практически в течение всего года. При этом накоплен значительный научный потенциал по данной проблеме, основу которых составляют фундаментальные исследования Христодуло Д.А., Рютова Д.Г., Аверина Г.Д., Алямовского И.Г., Бражникова A.M., Буянова О.Н., Венгер К.П., Головкина H.A., Гейнца Р.Г., Журавской Н.К., Каухчешвили Э.И., Камовникова Б.П., Куликовской Л.В., Колодязной B.C., Оносовского В.В., Семенова Б.Н., Судзиловского И.И., Стефановского В.М., Чижова Г.Б., Чумака И.Г. и др.

На мировом рынке представлено достаточно большое количество разновидностей скороморозильной техники, использующей широкий спектр методов, таких как воздушный, погружной в некипящей жидкости (растворы хлорида кальция, этилового спирта, пропиленгликоля и др.), криогенный на базе азота или диоксида углерода, которые работают на базе одной из двух существующих систем хладоснабжения: машинной или безмашинной проточной. В отечественной практике применяют только воздушные аппараты с машинным охлаждением.

Созданная индустрия холодильной обработки пищевых продуктов на базе традиционных машинных систем хладоснабжения, безусловно, должна эффективно использоваться и совершенствоваться. Однако при этом необходимо учитывать ее основные недостатки: экологическая опасность используемых хладагентов (аммиак, хладоны); высокий уровень энергопотребления и значительная стоимость основных фондов; потери массы продукта от усушки из-за медленного протекания процесса; продолжительные сроки строительства и введения в эксплуатацию; громоздкость и металлоемкость оборудования.

Существенно снижены такие недостатки в скороморозильных аппаратах с проточной системой хладоснабжения жидким азотом (-196 °С) или низкотемпературным воздухом (-60-Г-120 °С) от турбодетандера, предусматривающей одноразовое использование хладагента. Главное преимущество такого оборудования - экологическая безопасность. При этом обеспечиваются условия быстрого замораживания пищевых продуктов и, следовательно, значительно сокращается продолжительность холодильной обработки и, как следствие, снижается величина их усушки.

В настоящее время разработан и серийно изготавливается отечественный азотный скороморозильный туннельный аппарат (ACTA) для пищевых продуктов широкого ассортимента. Однако температура выходящих из аппарата ACTA паров азота достаточно низкая, на уровне (-40+-70) °С. В связи с этим перспективна и актуальна проблема создания, на базе аппарата ACTA, проточной системы хладоснабжения, объединяющей процессы холодильной обработки (охлаждение, замораживание, хранение) пищевых продуктов, что позволит практически полностью использовать холодильный потенциал жидкого и газообразного азота.

Кроме того, в России организовано производство низкотемпературных холодогенераторов на базе турбодетандера, что обеспечивает перспективность использования низкотемпературного воздуха в скороморозильном аппарате.

Работа посвящена решению народнохозяйственной проблемы по совершенствованию производства быстрозамороженных продуктов с использованием новых для отечественной практики низкотемпературных проточных систем хладоснабжения, что обеспечит значительный вклад в экономику страчы.

Автором предложена научная концепция решения такой проблемы, которая предусматривает систематизацию теоретических и экспериментальных исследований для комплексного подхода к разработке технологических систем быстрого замораживания пищевых продуктов на базе проточных низкотемпературных систем хладоснабжения, использующих в качестве хладагентов жидкий азот или воздух от турбодетандера.

В соответствии с научной концепцией поставлены цель и основные задачи работы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель работы заключалась в решении проблемы повышения эффективности, экологической безопасности производства и качества быстрозамороженных пищевых продуктов путем разработки научных и практических основ создания технологических систем с использованием проточных систем хладоснабжения жидким азотом или низкотемпературным воздухом от турбодетандера.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

изучить современное состояние теории и практики в области производства быстрозамороженных пищевых продуктов и определить перспективные направления его совершенствования;

разработать классификацию пищевых объектов быстрого замораживания, с помощью которой решить следующие локальные задачи: определить теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов классификации;

разработать аналитические модели расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов предложенной классификации в аппарате с проточной системой хладоснабжения жидким азотом или низкотемпературным воздух;

организовать экспериментальный стенд и выполнить исследования для проверки адекватности разработанных аналитических моделей, а также получения технологических параметров быстрого замораживания пищевых продуктов;

разработать принципы конструктивного оформления и систему оценки рациональных условий работы проточных систем хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов, обеспечивающих максимальное использование холодильного потенциала предлагаемых низкотемпературных охлаждающих сред;

обосновать метод и дать оценку энергетической и экономической эффективности предлагаемых проточных систем хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов;

исследовать и дать сравнительную оценку качества пищевых продуктов после замораживания традиционным для отечественной практики воздушным машинным методом и с использованием проточной системы хладоснабжения, а также в процессе дальнейшего их холодильного хранения;

разработать, на базе проточных систем хладоснабжения азотом и низкотемпературным воздухом, технологию и основы конструктивного оформления технологических систем производства быстрозамороженных пищевых продуктов.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ: математические модели расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов предложенной их классификации в условиях несимметричного теплообмена - в азотном и симметричного - в воздушном туннельных аппаратах с проточной системой хладоснабжения; принципы конструктивного оформления и методики расчета основных параметров работы проточных систем хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов, использующих жидкий, газообразный азот или воздух от турбодетандера;

- систему выбора рациональных условий организации холодильной обо-работки пищевых продуктов низкотемпературными проточными системами хладоснабжения;

- сравнительную оценку качества пищевых продуктов после замораживания традиционным воздушным методом и криогенным в азотном аппарате, а также дальнейшего холодильного хранения;

- принципы создания непрерывных технологических систем производства быстрозамороженной продукции на базе низкотемпературных проточных систем хладоснабжения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Разработаны научные основы совершенствования технологии и техники холодильной обработки пищевых продуктов, использующие низкотемпературные экологически безопасные хладагенты (жидкий азот, воздух) и проточный принцип организации системы хладоснабжения, позволяющие расширить ассортимент и повысить качество продукции.

Предложена классификация объектов быстрого замораживания, объе-динияющая широкий ассортимент штучных пищевых продуктов, где в ка-четсве основного критерия приняты (влажность + жиросодержание), и, на ее основе, определены теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов, необходимые для расчета холодильного оборудования.

В рамках принятой классификации разработана, впервые, математическая модель расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов в условиях несимметричного теплообмена трехзонного азотного аппарата, а также предложена математическая модель расчета продолжительности замораживания в туннельном аппарате с низкотемпературной воздушной системой хладоснабжения, обеспечивающей симметричный теплообмен, адекватность которых доказана экспериментальными данными.

Получены новые экспериментальные данные и установлены закономерности процесса теплообмена при быстром замораживании пищевых продуктов в азотном и воздушном туннельных аппаратах с проточной системой хладоснабжения в широком диапазоне условий внешнего воздействия.

Разработаны принципы конструктивного оформления и методика расчета проточной системы хладоснабжения на базе азотного скороморозильного туннельного аппарата, объединяющей процессы холодильной обработки (охлаждение, замораживание, хранение) пищевых продуктов и позволяющей максимально использовать температурный потенциал паров криоагента, выходящих из аппарата.

Разработаны методика расчета и конструктивные решения подачи в туннельный аппарат низкотемпературного воздуха от турбодетандера (заявка на патент РФ №2002131299, полож. реш. от 27.08.03), обеспечивающие симметричные условия теплообмена, для которых получены расход-

ные характеристики хладагента при замораживании пищевых продуктов широкого ассортимента в зависимости от условий работы аппарата.

Предложена система выбора условий организации и рациональных режимов, с применением термоэкономической оценки и степени использования температурного потенциала хладагента, работы туннельного аппарата на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха, а также азотной системы, использующей отработанные пары азота для организации условий хранения замороженной продукции.

Получены новые сравнительные данные пищевой ценности, биохими-• ческих, физико-химических, гистологических, микробиологических и ор-

ганолептических показателей качества пищевых продуктов предложенной классификации (П] - мясо, мясопродукты; Пг - мясо птицы, П4 - плоды, ягоды; Пб - тесто; П7 - комбинированные "тесто+начинка"), замороженных криогенным, и традиционным воздушным методами, позволившие доказать, что быстрое замороживание в азотном аппарате обеспечивает высокое качество продукта и позволяет прогнозировать длительные сроки дальнейшего его холодильного хранения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

На базе обобщенных результатов исследований разработаны номограммы определения приведенных затрат на холодильную обработку пищевых продуктов в зависимости от условий организации предложенных вариантов азотной системы хладоснабжения и условий работы туннельного аппарата с низкотемпературным воздухом.

Предложены аппаратно-технологические схемы линий производства быстрозамороженной продукции на примере классов П2 - птица (заявка на патент РФ №2002135100 полож. реш. от 28.08.03), П5 - овощи, включающие на завершающем этапе холодильное оборудование с азотной проточной системой хладоснабжения.

Дан вариант такой линии для быстрого замораживания овощей (класс П5), с включением в ее работу туннельного аппарата с воздушной системой хладоснабжения от турбохолодильной машины.

Получен "Акт производственных испытаний азотного скороморозильного туннельного аппарата АСТА-30 и отработки технологии криогенного » замораживания пищевых продуктов". При этом были заморожены опытные

партии пищевых продуктов, позволившие разработать и утвердить нормативную документацию (НД) на следующие виды пищевых продуктов:

- ТИ "Сосиски быстрозамороженные в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA";

- ТИ, ТУ 9137-005-17375804-02 "Тесто слоеное замороженное в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA".

В НД предусмотрен вариант использования в аппарате ACTA низкотемпературного воздуха.

Получены новые данные технико-экономического анализа работы скороморозильных туннельных аппаратов с проточной системой хладо-снабжения жидким азотом или низкотемпературным воздухом от турбоде-тандера, а также воздушного аппарата с холодильной машиной, которые позволяют определить условия эффективного их использования.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах: Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды" (г.Москва, 2002 и 2003 гг.); 2-ой международной научно-технической конференции "Современные проблемы холодильной техники и технологии" (г. Одесса, 2002 г.); Международной научной конференции "Живые системы и биологическая безопасность населения" (г. Москва, 2002 г.); Международном научно-практическом семинаре "Ресурсосберегающие технологии при хранении и переработке сельскохозяйственной продукции" (г. Орел, 2002 г.); конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств (г. Москва, 2002 г.); научно-практической конференции Россельхозакадемии (г. Углич, 2002 г.); семинаре международной специализированной выставки "Криоген-Экспо" (г.Москва, 2002 г.), семинаре международной выставки "Мороженое, замороженные продукты. Индустрия холода 2003" (г.Москва, 2003 г.); семинаре международной выставки "Замороженные продукты. Техника и технология 2003" (Москва, 2003 г.); научной конференции "Проблемы соверешенствования холодильной техники и технологии" (Москва, 2003 г.).

ПУБЛИКА ЦИИ. По материалам диссертации опубликованы монография (205 с.) и 23 печатные работы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 355 стр., включает 249 стр. основного текста, 54 рисунка, 45 таблиц, 158 литературных источников и 5 приложений на 106 стр..

Содержание работы

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы, сформулированы научная новизна, практическая значимость, а также цель и задачи работы.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ "Анализ состояния и современных тенденций развития технологии и техники производства быстрозамороженных пищевых продуктов" представлен информационный материал, позволивший определить следующие основные тенденции: - расширение производства и потребления быстрозамороженных пищевых продуктов, как эффективного пути сокращения потерь сельскохозяйственного сырья, увеличения ассортимента и улучшения качества конечного продукта. В развитых странах производство быстрозаморо-

женных продуктов поставлено на индустриальную основу, хорошо оснащено технологически и технически. Отечественная промышленность в этом плане существенно отстает. Однако темпы роста производства и потребления такой продукции в нашей стране доказывают перспективность становления и развития данной отрасли;

- переход к непрерывным технологическим линиям производства быстрозамороженной продукции, что определило замену камерного на аппаратное замораживание с помощью скороморозильной техники;

- использование широкого набора методов замораживант и на их базе скороморозильных аппаратов, обеспечиваемых машинной или безмашинной (проточной) системами хладоснабжения;

- ресурсосбережение (снижение потерь сырья, энерго- и материалопот-ребления), при этом доминирующая роль отводится потерям массы продукта от усушки. Перспективной стратегией снижения усушки продукта при замораживании является сокращение продолжительности процесса.

Исходя из данных тенденций, перспективно, для создания отечественной отрасли производства быстрозамороженной продукции, использование безмашинных проточных азотных систем хладоснабжения, главные преимущества которых перед традиционными машинными системами являются: экологическая безопасность; невысокая стоимость основных фондов; высокая скорость процесса, обеспечивающая сокращение потерь массы продукта от усушки, получение продукции высокого качества и товарного вида. Перспективность использования такого оборудования подтверждается возможностью использования высокоазотных природных газов, запасы которых в России насчитывают порядка 340 млрд. куб. м. Себестоимость такого сжиженного азота, по сравнению с азотом, полученным методом разделения воздуха, почти на порядок ниже.

Перспективна и актуальна проблема использования отходящих от скороморозильного аппарата паров азота, температура которых на уровне (-404-70) °С, для холодильной обработки пищевых продуктов, что позволит сократить расход криоагента и повысить энергетическую эффективность оборудования.

Доказана перспективность создания универсального туннельного скороморозильного аппарата на базе двух проточных систем хладоснабжения: жидким азотом или низкотемпературным (-60-5-120) °С воздухом от турбо-детандера. Турбодетандеры различной производительности выпускаются отечественной промышленностью.

Проведенный анализ опубликованных материалов позволил обосновать актуальность, цель и задачи работы.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ "Научные основы процесса быстрого замораживания пищевых продуктов в туннельном аппарате с системой хладоснабжения проточного принципа действия" рассмотрены задачи построения классификации объектов быстрого замораживания, разработки

математических моделей расчета продолжительности процесса, а также результаты экспериментальных исследований.

Представлена трехранговая классификация объектов быстрого замораживания. В первый ранг входят классы, определяемые первым класси-фикациооным признаком - физическая их природа: П] - мясопродукты, П2 - птица, П3 - рыба, П4 - плоды, ягоды, П5 - овощи, П6 - тесто, П7 - комбинированные продукты "тесто+начинка", П8 - сливочное масло, П9 - твердые сыры. Во второй и третий ранги включены, соответственно, подклассы и группы объектов, дифференцированные по второму классификационному признаку - влагосодержание и жиросодержание продуктов. Подклассы, содержащиеся во втором ранге, квантуются на интервалы, равные 10 % влажности и 10 % жирности, а группы продуктов в третьем ранге — на интервалы 5 % влажности и 5 % жирности.

Рассчитаны теплофизические характеристики (ТФХ: удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и плотность) для условно-расчетного продукта (УРП) отдельно для каждой группы, подклассов, классов, а также для всего ассортимента (нулевой ранг модели) продуктов, необходимые для расчета продолжительности процесса, а также при разработке технологии и оборудования быстрого замораживания.

Разработана, совместно с И.Л. Аксельродом (МГУПБ), аналитическая модель определения продолжительности замораживания пищевых продуктов (физическая модель - неограниченная пластина) в трехзонном азотном аппарате при несимметричном процессе теплоотвода, которая подробно представлена в монографии и диссертации.

В основу решения модели положен приближенный метод интегральных соотношений Л. Лейбензона, развитый В.Л. Карпычевым, A.M. Браж-никовым, А.И. Пелеевым, К.П. Венгер и модифицированный применительно к условиям замораживания в трехзонном азотном аппарате.

При решении использовались следующие допущения: теплообмен с внешней средой осуществляется по закону Ньютона-Рихмана, причем коэффициенты теплоотдачи а; и а2 на двух поверхностях пластины различны; теплофизические характеристики продукта постоянны в пределах одной фазы и изменяются скачком при фазовом переходе; продукт имеет постоянную по всему объему начальную температуру То; температура окружающей среды Тс постоянна.

Процесс замораживания разделен на три характерные стадии, которые рассматриваются последовательно:

- стадия охлаждения - до достижения криоскопической температуры на поверхности продукта;

- стадия замораживания - до достижения криоскопической температуры в термическом центре продукта;

- стадия домораживания - до достижения заданной температуры в термическом центре или среднеобъемной температуры.

Согласно технологии замораживания в трехзонном скороморозильном аппарате процесс обработки продуктов делится на периоды в соответствии с делением самого аппарата на зоны. В первом периоде охлаждение и начало замораживания происходят в первой зоне аппарата при взаимодействии продукта с парами азота, выходящими из второй зоны аппарата. Этот период должен заканчиваться тогда, когда температура на поверхности продукта равна криоскопической. По окончании первого периода продукт перемещается во вторую зону аппарата, где взаимодействует с жидким азотом, поступающим из распылительных форсунок сверху продукта (над лентой транспортера). Второй период процесса заканчивается, когда сред-необъемная температура продукта достигает значения —18 °С.

Расчетная схема продукта для стадии охлаждения показана на рис.1

Рис.1 Расчетная схема продукта на стадии охлаждения: Т„, Тс - температуры на поверхности продукта и охлаждающей среды, соответственно, °С; ai, 012 - коэффициенты теплоотдачи, соответственно, от верхней и нижней поверхностей продукта, Вт/м-К; Д[, Дг - толщины возмущенных слоев, соответственно, с верхней и нижней поверхностей, м; /;, h - расстояние от температурных фронтов до термического центра, движущихся, соответственно, от верхней и нижней поверхностей, м; L - определяющий размер продукта, м.

В основу решения положена гипотеза A.M. Пирвердяна о наличии температурного фронта, который перемещается с конечной скоростью.

Математическая модель стадии охлаждения описывается уравнением теплопроводности:

дт дгт

= при h<x<Lvi при -Ь<х<12\Т =То при -l2 <x<lj (1)

и граничными условиями третьего рода на поверхностях пластины:

-ЛЕ^й , а, {T{L,t) _ - аг (T(-L, t) - Г0); (2)

и на температурных фронтах:

д7%*) = 0_ этк,«)

дх ' 5л:

С введением безразмерных величин

= 0; Т{11,г) = Т{-1г^) = Та.

(3)

У-* . о-Т°-Т-

л

''ИГ

ы

Ь' А Л

и выполнением необходимых преобразований, получена зависимость времени охлаждения до достижения криоскопической температуры на поверхности продукта от условий теплообмена:

191 211.(1-*.,)

■Ро.

1

звг

1 -9.,

(4)

О -*,)

Для данных условий рассчитаны значения безразмерной толщины возмущенного слоя 5кр при достижении криоскопической температуры на поверхности продукта^:

9

о

кр .

(5)

'"»(1 ~9.РУ

Получены графические зависимости 6кр и Рокр от Вь На рис. 2 представлен график Ро,ф = {(ВО для условий, характерных для первой зоны многозонного азотного аппарата: Тс = -90 °С; Т0 = 28 °С; Ткр = -2 °С. Причем, Тс принята, по данным эксперимента, как среднелогарифмическое значение температуры газообразного азота по длине первой зоны аппарата.

0.2 0.4 0,6 0.8 1 1,2 1,4 1,6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 В|

Рис.2

Аналитическое описание стадии замораживания основано на модели Стефана, в соответствии с которой продукт разделяется на замерзшие и не-замерзшие зоны, между которыми существуют поверхности раздела -фронты кристаллизации. Процесс замораживания рассматривается, как перемещение фронта кристаллизации от переферии к центру продукта.

В случае несимметричного теплоотвода температурные фронты еще не встретились к началу стадии замораживания. В этом случае в продукте кроме замерзших и незамерзших зон существует и невозмущенная зона, в которой температура продукта равна То, отделенная от возмущенных зон температурными фронтами. Стадия замораживания в этом случае разбивается на два этапа. Первый этап заканчивается при встрече температурных фронтов, после которой невозмущенная зона исчезает и начинается второй этап замораживания, который заканчивается в момент встречи фронтов кристаллизации. Учет несимметрии осуществляется с использованием коэффициента ассимметрии теплоотдачи: к > 1; к = В^/Ыг.

Расчетная схема возмущенной зоны продукта для первого этапа стадии замораживания показана на рис.3.

Рис. 3. Расчетная схема продукта для первого этапа стадии замораживания: цифрами 1 и 2 на рисунке обозначены, соответственно, замерзшая и незамерзшая зоны, а невозмущенная зона находится правее температурного фронта; I/ - толщина замерзшей зоны.м; 12 - толщина незамороженной зоны, м; Ь - определяющий размер продукта, м; Тп - температура на поверхности продукта, °С; То -температура продукта в невозмущенной зоне, равная начальной, °С; Т^, - криоскопическая температура на

фронте кристаллизации, Вт/мК.

С; а - коэффициент теплоотдачи с поверхности продукта,

Значения теплофизических характеристик замороженного продукта значительно отличаются от значений этих характеристик в незамерзшей зоне, поэтому индекс 1 обозначает параметры замороженного продукта, а индекс 2 - соответствующие параметры незамороженного продукта.

Математическая модель первого этапа замораживания описывается уравнениями теплопроводности в безразмерном виде для 1 и 2 зон аппарата:

а го

ах2

а Ко

вг1 а1 т9-те' 2

граничные условия в безразмерном виде для двух зон аппарата:

53,(0,^)

= В1Э,(0,Го),

где е

Эх

».(е^о) = 1, -1.

92(Е,ЕО) = О,

92(у,Го) = 1, ^121 = 0, &Х.

(6)

(7)

; у = —, е, у - безразмерные координаты, соответственно, фронта X» ь

я=

аШ- '

А Т —Т

кристаллизации и температурного фронта; Л=—; в= " с;

Л ч-т*

W - влагосодержание продукта; ю - доля вымороженной влаги; г - удельная теплота льдообразования, кДж/кг; Сп — удельная теплоемкость незамороженного продукта, кДж/кг-К.

Условие Стефана на фронте кристаллизации:

(8)

й¥о &х.

С учетом ряда преобразований в итоге получена аналитическая зависимость Ро от В1 для первого этапа стадии замораживания:

30 Вг Ео+ 20 01п

302В? ¥о-2в!г2

1 =В10. (9)

На рис. 4 показана зависимость решения уравнения (9), т.е. продолжительности первого этапа стадии замораживания Ро(1> от критерия В!, для различных значений коэффициента асимметрии теплоотдачи к.

Для второго этапа стадии замораживания расчетная схема представлена на рис.5.

T„ -L A2 Ткр Ткр М-► А, Тп L

a2 To III Фронт кристаллизации о Фронт кристаллизации I X ai Тс

Рис. 5. Расчетная схема второго этапа стадии замораживания: I, III -замороженные зоны продукта; И - незамороженная зона; L - определяющий размер продукта, м; Ai, Д2 - толщины возмущенных слоев, соответственно, с верхней и нижней поверхностей, м; Т„ - температура на поверхности продукта, °С; Ткр - криоскопическая температура на фронтах кристаллизации, °С; Тс - температура охлаждающей среды, °С; <X|, ct2 - коэффициенты теплоотдачи с нижней и верхней поверхностей продукта, Вт/мК.

Пластина продукта в этой модели разделена на три зоны: замерзшая I, толщиной Ai, незамерзшая II и замерзшая III, толщиной Д2. Температура в зоне I - Ть в зоне II - Т2, в зоне III - Т3.

Математическая модель для этого этапа представляет собой систему уравнений Фурье для трех зон:

аа, _ эаа,. аа2 ^ з292 . as, _ эга3

д Fo д%2 ' дТо ~ дх2 д¥о д%2 ' граничные условия третьего рода:

^> = Bi,[,-Sl(l,Fo)]; S,(y„Fo) = 0

ох

для первой, второй и третьей зон

дх L J 32(-y2,Fo) = 0'

где 9.

1 KP

Т -Т

1КР

X

IXL- ^ _ Ткр Тг

Т -Т

ff _ ' кр 1 i

Т -Т

1 ICP I г

ал

(10) (П)

(12)

Х = —'> е,=—; е, = —; y, = 1-е,; у, =1-в,; Fo= , kLLL L2

Условия Стефана на фронтах кристаллизации приводятся к виду:

du

dFo

= R0

¿>92(y„Fo) a9&,(y„Fo)

5X

dl

dFo

R0

Ö3C

дх

■ (13)

После преобразований получена зависимость Ро" от В1 для второго этапа стадии замораживания, обозначив В1, = В1, В12 = В ¡/к (рис.6):

—"

-Ро В1.1) В>. 1 5) В1.2)

V* Ул ----Ро

-

-л

■ •• "V —

— — — —

О 0,2 0,4 0 6 0.8 1 1.2 1,4 1.6 1.8 2 2 2 2.4 2.6 2 8

Еоп = —

Рис.6 Л

2Д0Э„ 4Я0Э!

1п 1 +

Го" = —

1п 1 +

2а0 в1Е, 2Э0 - Л В1

28„ В1е,

(14)

2Я0ЭО 4 лез,, ^ 280й-ЛВ1, Математическая модель стадии домораживания практически не отличается от модели второго этапа охлаждения. Отличие состоит только в том, что безразмерную температуру следует определять, как:

Т -Т £ _ 1 кр 1 к

Ткр Тс

Процесс домораживания заканчивается, когда заданное значение "9" приобретает либо среднеобъемная безразмерная температура, либо безразмерная температура в термическом центре пластины. В первом случае продолжительность этапа домораживания определяется из уравнения:

Л»1"' =

2 В1*+2В1к + 2В1 + Зк

х1п

3 В/ к + 2В; +1 (к + 2Вг + \)(В12 +2В1к + 2В1+Зк) Т^-Тс

3 (В;+ !)(* +В/+ 1)(£ + В<)

во втором случае - из уравнения:

2 В1г + 2Вгк + 2В1 + Ък

•1п

Т.-Т,

Т -Т

1 1П> *г

(15)

(16)

3 В1 * + 2В/+1

Общая продолжительность замораживания в трехзонном азотном аппарате равна:

Ро = Рокр + Роп + Рош. (17)

Предложена математическая модель расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов в туннельном аппарате с низкотемпературной (-60+-120) °С воздушной проточной системой хладоснабжения.

Конструкция такого аппарата предусматривает симметричные условия теплообмена и однозонный принцип организации процесса замораживания пищевых продуктов.

При разработке данной математической модели за основу принята модель О.Н. Буянова, с учетом использованных им условных обозначений, для условий симметричного теплообмена воздухом в туннельном аппарате с машинной системой хладоснабжения. В основу модели, как и в случае с азотной системой хладоснабжения, положен метод интегральных соотношений Л.С. Лейбензона с учетом тех же допущений.

Стадия охлаждения разбивается на две фазы: а - температурный фронт движется от поверхности к центру пластины, температура за фронтом равна б - температурный фронт дошел до центра, температура пластины понижается и достигает на поверхности криоскопической В ходе решения и необходимых преобразований, получены конечные выражения, описывающие продолжительность каждой фазы:

(а): Щ = + - 81п(1 + 0,52*0] (18)

(б): л? ^ (19)

и полную продолжительность первой стадии:

,\2

-'ш-З-^+з) яг, щ+2 '

1+41п-'" г-

г

кр 1

+1

(20)

12^

Стадия охлаждения считается законченной, когда температура на поверхности пластины становится равной криоскопической.

Температура среды в скороморозильном аппарате изменяется от места подачи до места отвода практически в несколько раз (от 1под до 1ВЬ1Х). Закон ее изменения неизвестен и определяется условиями теплового баланса системы «продукт - среда». Поэтому в расчетах предлагается использовать среднелогарифмическое значение разности температур системы «продукт -среда» (дг = «,„-<„,):

А/ =

вых под

(21)

^кр ^вых

Стадия замораживания

Аналитическое описание стадии замораживания также основано на модели Стефана.

В ходе решения получено выражение, описывающее продолжительность стадии замораживания:

То р ш \Г-г-аг(В1,+ 2) |

За,

(22)

Я,

Стадия домораживания

На этой стадии рассматривается домораживание продукта до заданной конечной температуры.

Продолжительность домораживания продукта до заданной температуры центра 1к:

до среднеобъемной температуры

(24)

3 щ з(<„-*.)1 +

Общая продолжительность замораживания равна сумме продолжи-тельностей каждой стадии процесса:

Ро = Ро, + Роп + Ро1П.

Анализ полученных выражений показал, что на стадии охлаждения слагаемое Роб1 становится отрицательным, поскольку выражение, из которого исчисляется логарифмическая функция, меньше единицы.

Исходя из этого, введено условие неотрицательности слагаемого Робь которое является критерием применимости выражения для определения продолжительности стадии охлаждения Ро61 и всей математической модели в целом:

—(26) зВ1 (В1 +2).^ ;

^'^Гч > 0; (27)

(¿И+ 2). (*„-*„)

\ ч> ЧР/

Таким образом, при не выполнении критерия (28) общая продолжительность процесса будет складываться только из продолжительности стадий замораживания и домораживания:

Бо = Роц + Рош (29)

Одним из главных параметров, необходимых для выполнения расчетов математических моделей, является коэффициент теплопередачи (а), с помощью которого можно реально оценить условия теплообмена между теплоотводящей средой и продуктом. Предложены аналитические модели расчета а для I -ой и II - ой зон азотного трехзонного и однозонного воздушного аппаратов.

Во второй главе также представлены технические средства, методики проведения и результаты экспериментальных исследований, необходимые для проверки адекватности предложенных математических моделей, а также определения основных параметров процесса.

Экспериментальный стенд организован на базе действующего азотного аппарата ACTA - 30, который позволил измерять и контролировать следующие параметры: температуру охлаждающей среды внутри туннельного аппарата по всей его длине во время движения продукта; температурное поле замораживаемого продукта; плотность теплового потока к охлаждающей среде.

На базе полученного экспериментального материала определялись следующие характеристики: среднеобъемная температура; продолжительность процесса по стадиям и общая в аппарате; среднеинтегральные значения удельного теплового потока и коэффициента теплоотдачи по стадиям процесса; средняя (соср) и линейная (юл) скорости замораживания.

Экспериментальные исследования азотной системы хладоснабжения подробно представлены автором в диссертации на примере замораживания в аппарате ACTA следующих видов пищевых продуктов: картофель, грибы (шампиньоны) - класс П5 пищевых продуктов; пироги с мясной начинкой -класс П7.

В табл. I даны значения продолжительности и скорости замораживания исследуемых классов пищевых продуктов в зависимости от их толщины, а также температуры выходящего из аппарата газообразного азота.

Таблица 1.

Замораживаемый продукт Толщина Темпера- Линейная Срелняя ско- Продолжитель-

слоя 5, М тура отра- скорость рость замора- ность замора-

Наименование Класс, ботанных заморажи- живания, (Bjp х106, м/с живания до и

подкласс, группа паров азо-. »п тМю, С вания, юл х106, м/с — -18 °С продукта, т, МИН

Картофель ns 1сл, 0,008 -40 43,3 36,6 1,55

ns, 1сл, 0,008 -50 66,0 54,0 1,11

ns„ 2сл, 0,012 -40 34,0 31,0 2,1

Зсл, 0,018 -40 17,1 16,9 2,71

Грибы П5 1сл; 0,008 -40 56,0 32,0 1,83

(шампиньоны) ns, 2сл, 0,016 -40 13,0 16,85 4,0

П5|: 1сл; 0,008 -30 41,0 20,8 2,05

Пироги с мяс- п7 1сл, 0,03 -45 56,9 49,9 3,5

ной начинкой п„ 1сл, 0,03 -45 27,5 19,8 3,06

П„3 1сл, 0,03 -45 26,0 14,7 1,17

Результаты исследований удельного теплового потока доказали несимметричные условия теплообмена в трехзонном азотном аппарате и позволили определить значения коэффициента ассимметрии (к), используемого в математической модели: к = 1,4 + 1,6.

Получены экспериментальные данные параметров замораживания пищевых продуктов низкотемпературным воздухом, условия теплообмена которых смоделированы в аппарате ACTA - 30 газообразным азотом с температурой (-100 и -120) °С.

В качестве объектов исследования были приняты рубленные мясные полуфабрикаты (котлеты, шницель, бифштексы, биточки), объединенные группой продуктов Пцг класса П, принятой классификации.

Получены значения средней (соср = 46,4-Ю"6 м/с - для котлет; (оср = 42,3-10"6 м/с- для бифштексов) и линейные (сол = 57,9-10"6 м/с - для котлет; io„ = 52,2-10"6 м/с - для бифштексов) скорости замораживания, которые отвечают условиям быстрого замораживания.

Экспериментальные данные позволили проверить адекватность предложенных математических моделей расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов и аналитического определения коэффициента теплоотдачи в азотном (по зонам) и воздушном туннельных аппаратах: расхождение составило, соответственно, порядка 10+17 и 15+17 %.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ "Системы хладоснабжения проточного принципа действия с использованием низкотемпературных охлаждающих сред" представлен материал по конструктивному оформлению и расчету предлагаемых холодильных систем.

Азотная система хладоснабжения. Конструктивные принципы ее построения рассматриваются на примере холодильной обработки пищевых продуктов класса П5 - овощи (рис.7 а, б).

Для данных схем по температурным уровням определены:

• расход жидкого азота на замораживание овощей в аппарате ACTA при следующих условиях: tru= -70, -60, -50 и -40 °С;

• объем газообразного азота, выходящего из аппарата ACTA, при t,n =-70, -60, -50 и -40 °С.

Определение данных параметров работы системы проводилось на примере аппарата ACTA, производительностью 250 кг/ч.

Ш-ий температурный уровень проточной системы рассматривается для двух вариантов работы:

• по 1-ой схеме (рис. 7 а) с оборудованием предварительного охлаждения продукции после его тепловой обработки;

• по 2-ой схеме (рис. 7 б) с оборудованием, обеспечивающим хранение замороженного продукта.

Результаты расчета, представленные в монографии и диссертации показали, что используя 1-ую схему проточной системы хладоснабжения расход жидкого азота на предварительное охлаждение и последующее за-

мораживание в аппарате ACTA будет порядка 3,5 кг на 1 кг продукта при trii= - 70 °С, а при повышении trn расход значительно увеличивается; например при trn = -40 °С расход составляет порядка 6 кг на 1 кг продукта.

• —**—I

(LO

t(1, = (-40...-70)<

1,111 = -30 С

IT

ш

L__ В в V | tg —-196С

1_1ГТ

>«„,= (-40...-70)"С

-И--Р»

ш

ш

trtii = -20 С

eriv--20ec

Темпера тур« ый уротеяъ Жшмайкит • Гимвриш! шт

а) б)

Рис.7 Проточная азотная система хладоснабжения для овощей, предусматривающая предварительное охлаждение после ее бланширования (а) и без охлаждения (б): 1 - емкость для хранения жидкого азота; 2 - азотный скороморозильный аппарат ACTA, 3 - аппарат охлаждения продукции после бланширования; 4 -камера хранения замороженного продукта; I, II, III, IV - температурные уровни.

Очевидно, что использование для растительной продукции такой схемы системы хладоснабжения будет определяться стоимостью криоагента и экономической целесообразностью в каждом конкретном случае. В противном случае, предварительное охлаждение растительной продукции после ее термической обработки возможно за счет традиционных для отечественной практики способов - воздушного, ледяной водой и т.п..

Для систем хладоснабжения, работающих по 2-ой схеме, получен массовый расход азота и объем газообразного азота Vr в зависимости от температуры паров криоагента на выходе из аппарата ACTA и его производительности (табл. 2).

С учетом полученного объема газообразного азота произведен расчет емкости камеры хранения, использующей температурный потенциал паров криоагента, поступающих со И-ого на Ш-ий температурные уровни системы хладоснабжения (табл. 3).

Таблица 2

Температура газообразного азота на выходе из аппарата ACTA, tr, °С. Расход жидкого азота (G*,, кгаз/кгпрад) в аппарате ACTA производительностью, кг/ч. Объем газообразного азота Vr (м'и/кгпрод), на выходе из аппарата ACTA, производительностью, кг/ч.

250 500 1000 250 500 1000

-70 1,10 1,14 1,16 0,803 0,832 0,844

-60 1,07 1,10 1,14 0,781 0,803 0,833

-50 1,04 1,07 1,10 0,759 0,781 0,803

-40 1,01 1,04 1,07 0,737 0,759 0,781

Полученные результаты показывают целесообразность использования для растительной продукции 2-ой схемы (рис. 7 б) проточной системы хладоснабжения, позволяющей обеспечить работу камеры хранения парами азота, поступающеими из скороморозильного аппарата ACTA.

В монографии рассматривается азотная система для холодильной обработки мясных полуфабрикатов - класс П] предложенной классификации объектов быстрого замораживания.

Таблица 3

Температура газообразного азота на выходе со 11-ого уровня системы, tdi, °с. Температура газообразного азота на выходе с Ш-его уровня системы, ^пь °С. Объем камеры хранения (м3), обеспечиваемый холодильным потенциалом паров азота из аппарата ACTA, производительностью, кг/ч.

250 500 1000

-70 -30 200 416 844

-18 240 500 1012

-50 -25 190 390 805

-18 199 410 843

-40 -20 185 380 781

-18 190 390 805

-20 -18 163 325 650

Воздушная система хладоснабжения разработана на базе азотного скороморозильного туннельного аппарата ACTA. При этом предусматривается, что аппарат ACTA может работать как с использованием азотной, так и воздушной систем, т.е. обеспечивается его универсальность по хладагенту. Воздушный аппарат маркируется как СТАВ - скороморозильный туннельный аппарат воздушный.

Воздушный аппарат СТАВ конструктивно не отличается от азотного ACTA, за исключением технического узла, обеспечивающего подачу низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины.

Предлагается три варианта узла подачи воздуха в туннель от турбохолодильной машины: распределительный коллектор; специальные каналы -воздуховоды; наклонный решетчатый экран. На последний вариант подана заявка на патент РФ № 2002131299 (полож. реш. от 27.08.03.). Использо-

вание одного или другого предлагаемого способа подачи воздуха в аппарат требует дополнительного технико-экономического обосноЕ.ания, с учетом класса замораживаемого продукта.

Таблица 4

Класс пищевых продуктов ( °С Расход воздуха V, м7ч при 1попав, °С

-60 -80 -100 -120

П] - мясопродукты -10 1750 1139 806 599

-20 2187 1330 907 659

-30 2915 1595 1036 737

Пг - мясо птицы -10 1248 813 575 и 428

-20 1560 947 647 470

-30 2080 1138 739 525

Пз - рыба -10 1806 1176 832 619

-20 2258 1373 937 681

-30 3010 1647 1070 760

П4 - плоды, ягоды -10 2099 1367 968 719

-20 2624 1595 1088 791

-30 3499 1914 1244 883

П5 - овощи -10 2520 1641 1162 864

-20 3150 1915 1307 950

-30 4200 2298 1493 1060

Разработана методика расчета и получены данные расхода воздуха (V) для замораживания пищевых продуктов исследуемых классов (П] - мясо, мясопродукты; П2 - птица; П3 - рыба; П4 - плоды, ягоды; П5 - овощи) в зависимости от температуры, с которой он подается в туннель (1подав = -60 + -120 °С) и трех значений температур на выходе из аппарата (1ВЫХ = -10, -20 и -30 °С) (табл. 4).

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ дается "оценка энергетической эффективности низкотемпературных проточных систем хладоснабжения". В

диссертации доказана эффективность использования для этой цели термоэкономического метода, где основным критерием приняты приведенные затраты, а носителем информации энергосистемы — величина эксергии. Термоэкономический метод позволяет определить себестоимость холода, вырабатываемого на различных температурных уровня?: предлагаемых проточных систем хладоснабжения, что невозможно методами технико-экономического и энергетического анализов, используемыми в холодильной технике.

Определяемая эксергия в системах хладоснабжения состоит из суммы эксергии термической, связанной с понижением температ)гры (ех) и эксергии для организации движения газообразного азота (е.): е = ев + ех.

Приведенные затраты (П3), кроме затрат на понижение температуры (Пх) и организации движения (П8) охлаждающей среды, включают затраты, связанные с потерями массы продукта от усушки (8„р). Последнюю составляющую (8Пр) можно исключить, что связано со значительным сокращением продолжительности замораживания продукта предлагаемыми низкотемпературными хладагентами.

Величина приведенных затрат определялась с использованием следующих зависимостей:

-для азотной системы: П3 = (Цэл-ев / 3600 + Ц*,- G* -ех), (31)

-для воздушной системы: П3 = Цэл-(ев + ех>т/ 3600, (32)

где Цэл, Цаз - стоимость, соответственно единицы электроэнергии и азота, руб/кг; т - время замораживания, ч; G* - расход жидкого азота, кгатота/кгпроД Значения эксергии е8 и ех рассчитывались по методике, подробно изложенной в монографии.

Для азотной системы хладоснабжения расчет приведенных затрат производился для условий организации холодильной обработки растительной продукции (П5 - овощи), предусматривающих три температурных уровня (рис. 7 б).

Выполнены два варианта расчета:

- первый - на аппаратном, т.е. на П-ой температурном уровне при условии замораживания растительной продукции от tH= 20 °С до tKV= -18 °С;

- второй - на Ш-ем температурном уровне, когда газообразный азот, выходящий из аппарата, используется для хранения замороженной продукции. При этом его температура принималась: trII=-70;-60;-50 и -40 С.

Расчет проводился для азотного скороморозильного туннельного аппарата (ACTA), производительностью 250, 500 и 1000 кг/ч.

Для воздушной низкотемпературной системы хладоснабжения определение приведенных затрат осуществлялось для одного температурного уровня - уровня замораживания продукта в туннельном аппарате. Но при этом рассматривалась возможность обеспечения различных температурных режимов процесса в диапазоне подаваемого воздуха от турбодетанде-рМпод = -60ч-120°С.

В табл.5 приведены значения эксергий (е„, ех) и общей (е) для предлагаемых проточных систем хладоснабжения. Расчет проводился с учетом слудующих данных: класс продукта П5 - овощи; температура отработанных паров азота triI = - 50°С, температура подаваемого воздуха tn0A= -120°С. Здесь же, для сравнения, приведены значения эксергии при использовании для замораживания овошей машинной замкнутой холодильной системы на базе воздушного аппарата Я Ю-ОАС-М, производительностью 250 кг/ч.

____Таблица 5

№ п/п Системы хладоснабжения тунельного аппарата Значения эксергии, кДж/кг

е„ е* е

1 Азотная проточная. Температурные уровни: II III 2905,0 1059,0 3964,0

27,0 193,0 220,0

2 Воздушная проточная от турбодетан-дера 505,7 1028,7 1534,4

3 Воздушная с замкнутой холодильной машиной 79,4 116,3 195,7

Результаты расчетов показали, что проточная азотная система будет энергетически эффективна в том случае, если на III -ем температурном уровне используется холодильный потенциал паров азота, выходящих из аппарата ACTA. В этом случае величина общей эксергии хладоносителя сопоставима с эксергией машинной замкнутой системы хладоснабжения. Применение в туннельном аппарате воздуха от турбодетандера с температурой -120 °С, взамен азота, позволяет сократить величину общей эксергии (е) в 2,5 раза.

Одним из главных показателей в расчете приведенных затрат на замораживание продукции криогенным методом является стоимость жидкого азота (Цаз). С целью количественной оценки влияния Цф на величину приведенных затрат в расчетах цена жидкого азота принималась: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 руб/кг.С использованием полученных данных разработаны номограммы зависимости приведенных затрат от основных характеристик эксплуатации проточной азотной системы холодоснабжения для класса продуктов П5 - овощи.

1,25

1,187

и ж

J 1,125

1,06

1

-70 -60 -50 -40 233,3 466,6 700

1Г„,"С 0 П„ руб/кг

Рис. 8. Номограмма определения расхода жидкого азота вщ, приведенных затрат П3, коэффициента степени использования холодильного потенциала азота К в зависимости от производительности аппаратов (У = 250, 500 и 1000 кг/ч, температуры уходящего газообразного азота из аппарата и, цены азота Ц*, при замораживании продукции растительного происхождения от 1„ = 20 °С до = -18 °С.

На рис. 8 показана номограмма для азотной проточной системы хладоснабжения, работающей на И-ом температурном уровне, т.е. обеспечивающая только процесс замораживания растительной продукции. Такая же номограмма представлена в диссертации для системы с Ш-им температурным уровнем, т.е. обеспечивающей замораживание продукта в аппарате

жидким азотом и дальнейшее его хранение при 1гШ = -18 °С в газообразном азоте.

Рис.9 Номограмм?! определения приведенных затрат П3 при замораживании пищевых продуктов класса Пф, толщиной 8 = 0,008...0,048 м в потоке низкотемпературного воздуха 1поД = -60...-120 °С при себестоимости единицы электроэнергии Ц,л =1,0 руб/кВт.

Номограмм ы позволяют, с учетом температурного уровня, определить расход жидкого азота (G*,), величину приведенных затрат (П3), а также коэффициент использования холодильного потенциала (К) в зависимости от цены азота (Ц,,), температуры газообразного азота (tr), уходящего из аппарата, и производительности аппарата ACTA (G') при производстве быстрозамороженной растительной продукции. Коэффициент "К" определялся как отношение полезно использованного количества холода (Qx), к количеству холода, порученного при полном использовании холодильного потенциала криоагента (Qx + QBhK): К = QX/(QX + QBUX).

Расчет приведенных затрат для воздушного аппарата с проточной системой хладоснабжения представлен на примере замораживания пищевых продуктов классов Г1, - П5, толщиной (8) в интервале 0,008...0,04 м, от начальной температуры tH = + 20 °С до конечной среднеобъемной tKV = -18 °С; производительность аппарата принята равной 500 кг/ч, а стоимость единицы электроэнергии - Д,л = 0,5; 1,0 и 1,5 руб/кВт.

Продолжительность процесса для данных условий замораживания продукта рассчитывалась с использованием принятой математической модели. На базе полученных данных построены номограммы определения величины приведенных затрат (П3) в зависимости от класса продукта (П,),

его толщины (6), продолжительности процесса (т), температуры подаваемого в аппарат воздуха (гпод) и себестоимости электроэнергии (Цэл)-

Анализ полученных номограмм показал, что на величину приведенных затрат существенное влияние оказывают величины Цэл, 5,1П0Д и практически не влияет класс замораживаемого продукта в исследуемом интервале (П1...П5). Это позволило использовать усредненные теплофизические характеристики условно-расчетного продукта классов П) — П5, объединенных в виде среднего класса (Пср). На рис.9 для продукта класса Пср представлена номограмма определения приведенных затрат в зависимости от принятых условий замораживания для Цэл =1,0 руб/кВт. Такие же номограммы получены и для значений цены электроэнергии 0,5 и 1,5 руб/кВт.

Полученные значения приведенных затрат позволяют обосновать рациональный вариант организации быстрого замораживания заданного класса пищевых продуктов в туннельном аппарате с проточной системой хла-доснабжения на базе жидкого, газообразного азота или воздуха от турбо-детандера.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ "Оценка качества пищевых продуктов. Техническая документация" представлен материал сравнительных качественных исследований пищевых продуктов после замораживания криогенным и традиционным воздушным методами, а также дальнейшего холодильного хранения. На первом этапе было исследовано влияние традиционной технологии замораживания и быстрого замораживания на пищевую ценность, аминокислотный, витаминный состав мяса, субпродуктов, ягод и фруктов, а также липидный состав мяса птицы. Данные продукты представляют собой классы П] - мясо, мясопродукты, П2 - мясо птицы, П4 -плоды, ягоды предложенной классификации объектов замораживания. Работа проводилась совместно с институтом питания РАМН и ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова.

Традиционная технология замораживания была реализована воздушным методом с температурой -35 °С; быстрое замораживание - криогенным, в азотном туннельном скороморозильном аппарате АСТА-30, установленном на предприятии ОАО "Садко" (г.Москва). Получен "Акт производственных испытаний азотного скороморозильного туннельного аппарата АСТА-30 и отработки технологии криогенного замораживания пищевых продуктов", где подтверждены режимные параметры замораживания исследуемых видов пищевых продуктов. При этом были заморожены опытные партии пищевых продуктов для качественных исследований.

В табл. 6 и 7 приведены данные пищевой ценности и аминокислотного состава мяса, субпродуктов (класс П)) и мяса птицы (бройлеры - класс П2), подвергнутых как криогенному замораживанию, так и замораживанию традиционным воздушным методом.

Результаты исследований пищевой ценности и витаминного состава ягод и фруктов (класс П4) после замораживания криогенным и воздушным методами представлены в табл. 8 и 9.

Таблица 6

Пищевая ценность мяса и субпродуктов (в расчете на 100 г продукта) после замораживания криогенным и воздушным методами.__

Пищевые ве- Криогенный метод Воздушный метод

щества Говядина Баранина Мясо птицы Печень Легкие | Сердце : 1 Говядина Баранина 11 Печень | Легкие 1 | §

Бедки, г 18 19 16 15 9 9 14 17 12 12 7 6

Жиры, г 7 7 19 2 3 1 6 6 16 2 1 1

Углеводы, г - - - 4 2 2 - - - 2 2 1

Кальций, мг 10 8 17 5 4 6 8 7 13 5 3 3

Магний, мг 19 22 22 30 18 15 20 17 20 25 19 13

Фосфор, мг 180 167 146 199 301 205 157 129 170 288 101 281

Энергетическая ценность, ккал 123 157 215 67 72 59 101 126 189 42 34 42

Таблица 7

Аминокислотный состав мяса, субпродуктов (мг на 100 г продукта) после замораживания криогенным и воздушным методами.____

Аминокислоты Криогенный метод Воздушный метод

Говядина Баранина Мясо птицы Печень Легкие Сердце Говядина I ( Мясо пти-| цы Печень Легкие Сердце

Лизин 159 145 134 129 67 67 147 135 122 109 56 56

Метионин 41 42 47 31 25 25 38 34 23 15 27 21

Триптофан 26 16 19 28 9 9 28 12 И 21 4 4

Аргинин 101 98 103 116 77 77 99 89 67 76 57 59

Гистидин 63 54 34 66 22 22 60 53 22 64 14 20

Валин 105 110 78 123 66 66 92 100 56 103 49 57

Лейцин 150 132 143 134 100 100 143 121 87 111 91 88

Треонин 78 63 67 54 51 51 65 59 32 45 41 45

Таблица 8

Пищевая ценность и витаминный состав ягод и фруктов (на 100 г съедобной части) после замораживания крио< енным методом._____

Показатель Абрикосы Апельсины Виноград Груши Слива Черная смородина Яблоки

Белки, г 0,7 0,8 0,5 0,3 0,6 1 0,3

Углеводы, г 8,0 7,8 15 9,0 9,1 6,9 9,2

Кальций, мг 26 3,1 26 16 22 33 14

Магний, мг 19 11 15 10 1,5 27 7

Фосфор, мг 23 22 20 15 27 29 10

Железо, мг 0,5 0,3 0,4 0,5 0,7 1,1 0,4

Р-каротин, мг 1,5 0,05 0 0,01 0,1 од 0,03

Витамин В| 0,3 0,02 0,03 0,02 0,05 0,01 0,02

Витамин В2 0,05 0,02 0,02 0,02 0,04 0,04 0,05

Витамин РР, мг 0,6 0,2 0,3 0,1 0,6 0,2 0,2

Витамин С, мг 9 55 5 4 10 186 13

Энерг ценность, ккал 35 30 57 50 41 32 32

Таблица 9

Пищевая ценность и витаминный состав ягод и фруктов (на 100 г съедобной части) после замораживания воздушным методом._____

Показатель Абрикосы Апельсины Виноград Груши Слива Черная смородина Яблоки

Белки,г 0,5 0,7 0,4 0,3 0,4 0,6 0,1

Углеводы, г 7,3 7,0 12 7,8 8,2 6,0 8,7

Кальций, мг 22 2,8 20 15 19 29 10

Магний, мг 14 8 13 8 1,0 21 5

Фосфор, мг 20 19 17 12 24 24 9

Железо, мг 0,3 0,1 0,1 0,3 0,4 1,0 0,2

Р-каротан, мг 1,4 0,03 0 0,01 0,1 0,1 0,03

Витамин В| 0,3 0,01 0,01 0,02 0,03 0,01 0,02

Витамин В2 0,02 0,02 0,01 0,012 0,02 0,01 0,03

Витамин РР, мг 0,3 0,1 0,2 0,1 0,3 0,1 0,1

Витамин С, мг 6 47 3 2 7 153 8

Энерг. ценность, ккал 30 28 47 39 35 25 26

Анализ полученных данных показал, что пищевые продукты, замороженные в азотном туннельном аппарате АСТА-30 сохраняют гораздо большее количество своих полезных веществ, в то время как продукты, замороженные традиционным воздушным методом теряли их от 25 до 40%.

Такая разница объясняется интенсивностью замораживания в жидком азоте и быстрому промерзанию продукта по всему объему, что обеспечивает сохранение его тканевой структуры. Медленное же замораживание разрушает структуру продукта, так как медленно растущие кристаллы льда разрывают клетки. При этом, естественно, теряются полезные вещества, а с ними и питательные свойства, и качество продукта.

Это положение подтверждено проведенными гистологическими исследованиями, результаты которых представлены в диссертации.

Следующий этап работы связан с исследованием влияния метода замораживания на качество пищевых продуктов в процессе дальнейшего их хранения.

Исследования проводились совместно с ГУ ВНИХИ: лаборатории "Быстрозамороженные продукты" и "Биохимические исследования".

В качестве объектов исследования были выбраны пищевые продукты: тесто слоеное дрожжевое и пресное (класс Пб), сосиски "Икма" (класс П|).

Исследуемые образцы были поделены на две части: одну партию замораживали в азотном аппарате АСТА-30 (Азот-А), вторую - традиционным методом, в воздухе с температурой (-35°С) (Контроль - К) до конечной температуры (-18°С) в толще продукта. Хранение опытной партии проходило при температуре (-20°С). Исследование проводилось до, после замораживания и во время холодильного хранения до 6 месяцев включительно. При этом исследовалось влияние условий холодильной обработки на водоудерживающую способность (ВУС), состояние липидной системы, изменение пероксидных соединений, а также на органолептическую оценку пищевых продуктов. Методики исследований представлены в диссертации.

Наименьшие значения ВУС, к 3-м месяцам хранения, отмечены у образцов, замороженных в азоте, менее 1 %, тогда как у контрольных образцов наблюдалась заметная тенденция к снижению ВУС и к 6 месяцам -достигла 10 %. У образцов, прошедших замораживание в азоте ВУС не опускался ниже 1,8 %.

При определении суммы липидов, содержащихся в продукте, выход составил: для сосисок "ИКМА" - 19,0 ± 2,1 %, теста слоеного пресного -40,0 ± 2,3 %. В процессе замораживания в азоте и контрольном случае экс-трагируемость липидов не изменилась.

По данным тонкослойной хроматографии исходных продуктов липи-ды представляют смесь нескольких классов веществ: эфиров холестири-нов; триглицеридов; холестирина; моноглицеридов; фосфолипидов.

В табл.10 представлены изменения состава липидов, на примере сосисок "Икма", после замораживания в азоте (А) и воздухе (К) и холодильного хранения.

Таблица 10

Фракции липидов Доза-мора-жива-ния После замораживания В процессе холодильного хранения, гр.

1 мес. 3 мес. 5 мес. 6 мес.

А/К А/К А/К А/К А/К

Эфиры холестерина 0,1 0,1/0,1 0,1/0,1 ОД /ОД ОД/ОД ОД/ОД

Тригли-цериды 84,6 84,6 / 84,6 84,6 / 84,6 84,6 / 84,6 84,6/84,4 84,6 / 84,0

СЖК 0,91 0,91/0,91 0,91 /0,91 0,91/0,98 0,95 / 1,14 0,97/1,26

Дигли-цириды - -/- -/- -/0,099 -/0,18 - / 0,45

Холестерин 1,32 1,32/1,32 1,32/1,32 1,32/1,32 1,32/1,32 1,32/1,32

Моно-глице-риды 1.44 1,44/1,44 1,44/1,44 1,44/1,50 1,44/1,60 1,44/1,80

Фосфо-липиды 11,6 11,6/11,6 11,6/11,6 11,6/11,2 11,6/11,1 11,6/11,0

Фракционный состав липидов у образцов сосисок "ИКМА", замороженных в азоте и при холодильном хранении до 6-ти месяцев, показывает стабильное качество без признаков окисления и гидролиза.

Сопоставление результатов хроматограммы липидов теста пресного слоеного в процессе хранения позволило установить увеличение фракции моноглицеридов и появление фракции диглицеридов только у контрольных образцов.

По совокупности проведенных хроматографических исследований липидов можно констатировать, что изменение липидных фракций контрольных образцов говорят бесспорно об окислительных процессах, происходящих в пищевых продуктах. Подобные изменения не происходят в продуктах, замораживание которых происходило в азоте.

Для органолептической оценки теста слоеного и сосисок "ИКМА" разработана «Шкала органолептической оценки» с учетом азотного и воздушного способов замораживания.

Результаты органолептической оценки теста и сосисок "ИКМА" после замораживания азотом, воздухом и в процессе хранения в течение 6-ти месяцев представлены на рис. 10 б.

Нежелательные изменения органолептических показателей протекают в результате накопления продуктов окисления липидов - пероксидных соединений и взаимодействия их с другими важными химическими составляющими (углеводами, белками, витаминами и др.). В результате исследования хлороформного экстракта липидов йодометрическим методом было установлено, что в исходных образцах слоеного теста и сосисок пероксид-ное число в процентах йода на 100 гр. продукта составили 0,001 и 0,0011 соответственно. Значения пероксидного числа достаточно малы, тем не менее могут являться чувствительными предвестниками развития порчи продукта.

Через 3 месяца хранения пероксидные числа несколько возросли, причем в минимальной степени у образцов, замороженных в азоте (А), в большой степени у контрольных образцов (К), замороженных воздушным способом и достигли значения 0,0011...0,002% 12 и 0,0085...0,009% 12, соответственно, для А и К. При дальнейшем хранении теста слоеного дрожжевого и пресного и сосисок "ИКМА" пероксидные соединения прогрессивно нарастают и достигают к 6 месяцам хранения значения 0,003-0,0014 и 0,06-0,02% 12 в 100 гр. продукта, соответственно для А и К (рис. 10 а).

Анализ динамики изменения пероксидных соединений показал, что замораживание в азоте значительно продлевает сроки холодильного хранения, тормозит процесс окисления липидов, препятствует накоплению пероксидов. Тесто слоеное и сосиски "ИКМА", прошедшие замораживание в азоте, остаются достаточно высокого и стабильного качества при длительном холодильном хранении, что подтверждается объективно определенными характеристиками, полностью корректируемыми с органолептической оценкой (рис. 10 б).

Проведена сравнительная микробиологическая оценка замороженных криогенным и воздушным методами, а также в процессе дальнейшего хранения мяса, мясных натуральных и рубленных полуфабрикатов, изделий из теста с начинкой, представляющих классы П] - мясо, мясопродукты и П7 -комбинированные продукты "тесто+начинка", которая проводилась совместно с институтом микробиологии РАН.

0,07-

0,06-

0,05-

£

а о в.

0,04-

0,0>

В 0,02-

0,01-

1 7

и

1 /

/

/

зк

2

2К|

а о в я

1К|

-у

§

я я и

2АР

ЗА

0 1 2 3 4 5 6

«XIА

Продолжительность хранения, мес.

0 1 2 3 4 5 6 7

Продолжительность хранения, мес.

азот (А)

воздух (контроль - К)

а)

б)

Рис.10 Зависимость пероксидных чисел (а) и органолептической оценки (б) пищевых продуктов в процессе их холодильного хранения от условий замораживания:

А - азотом; К - воздухом; 1 - сосиски "ИКМА"; 2 - тесто слоеное пресное; 3 - тесто слоеное дрожжевое.

Выбранные образцы были исследованы на отсутствие как традиционно нормируемых КМАФАнМ, БГКП, патогенных микроорганизмов, в т.ч. сальмонелл, сульфитредуцирующих клостридий, так и на отсутствие S. aureus, количество дрожжей и плесневых грибов в динамике хранения.

Результаты микробиологических исследований представлены на примере пищевых продуктов "тесто+начинка" (класс ГЬ) в табл.11. Полученные результаты удовлетворяют санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.3.2.1078-01, а также наглядно показывают, что криогенное замораживание снижает микробиологическую обсе-мененность пищевых продуктов бактериями, дрожжами и плесневыми грибами; патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в продукции отсутствовали.

Полученные результаты качественных исследований доказывают, что замораживание в азотном аппарате ACTA позволяет сохранить пищевую ценность и высокое товарное качество пищевых продуктов, т.е. стабилизировать исходное качество продукции.

Проведенные исследования позволили разработать и утвердить, совместно с ВНИХИ, ООО "Темп-11" и ОАО "Икма", следующую нормативную документацию (НД):

• ТИ "Сосиски "Икма" быстрозамороженные в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA";

• ТИ, ТУ 9137-005-17375804-02 "Тесто слоеное замороженное в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA".

В данных НД предусмотрен вариант использования в аппарате ACTA низкотемпературного воздуха от турбодетандера.

ШЕСТАЯ ГЛАВА "Технологические линии производства быстрозамороженных пищевых продуктов. Технико-экономическая оценка скороморозильных аппаратов".

Результаты исследований проточной азотной системы хладоснабже-ния, максимально использующей температурный потенциал жидкого и газообразного азота, позволили разработать линии холодильной обработки пищевых продуктов, которые могут встраиваться, на завершающем этапе, в общую технологическую линию производства быстрозамороженных пи" щевых продуктов. На рис.11 показана аппаратурно-технологическая схема \ линии производства мяса птицы (класс П2), где в общий поток включены процессы охлаждения, замораживания и хранения на базе азотной системы * хладоснабжения (заявка на патент РФ № 2002135100, полож. реш. от 28.08.03). В диссертации также представлена такая линия для производства быстрозамороженных овощей (класс П5), а также схема криогенного автопоезда, позволяющего приблизить холодильную обработку к месту производства продукции.

Технологическая линия производства быстрозамороженной продукции с использованием туннельного аппарата с воздушной проточной системой хладоснабжения от турбохолодильной машины представлена на рис. 12.

Таблица 11

Микробиологические показатели изделий "тесто+начинка" после замораживания криогенным и воздушным методами и холодильного хранения.__

Вид продукции Технологический этап Криогенный метод Воздушный метод

КМАФАнМ КОЕ/г БГКП (коли-формы) Патогенные, в т. ч сальмонеллы S aureus Дрожжи, КОЕ/г Плесневые грибы, КОЕ/г КМАФАнМ КОЕ/г БГКП (коли-формы) Патогенные, в т. ч сальмонеллы S aureus Дрожжи, КОЕ/г Плесневые грибы, КОЕ/г

Вареники с вишней Исходное сырье 1.2*10* обнаружено в 0.1г в 25 г не обнаружено в 1,0 г не обнаружено 10*10 3,2*102 1,2*10" обнаружено в 0,1г в 25 г не обнаружено в 1,0 г не обнаружено 10*10 3,2*10*

После замораживания 2,5*10* обнаружено в 0,1г то же тоже 0,8^10 1,1*10' 2,6*10* обнаружено в 0,1г тоже то же 0,9*10 1.2*10'

6 месяцев хранения 5,5*10' в 0,1 г не обнаружено то же тоже 0,5*10 0,7*102 6,7* 10* в 0,1 г не обнаружено тоже то же 0,7*10 0,9*102

Изделия из слоеного и дрожжевого теста с картофельными начинками Исходное сырье 3,0x1 о4 обнаружено в 0,01 г в 25 г не обнаружено в 1,0 г не обнаружено 1000* отсутствуют 3,0*10" обнаружено в 0,01 г в 25 г не обнаружено в 1,0 г не обнаружено 1000* отсутствуют

После замораживания 5,3* 10* в 0,01 г не обнаружено то же тоже то же тоже 5,5*10* в 0,01 г не обнаружено тоже тоже тоже тоже

6 месяцев хранения 4,7x101 в 0,01 г не обнаружено то же тоже тоже то же 6,1*10* в 0,01 г не обнаружено то же тоже тоже то же

Хачапури Исходное сырье 0,5 *10л обнаружено в 1,0 г в 25 г не обнаружено обнаружено в 1,0 г 0,09*10 3,7*10 0,5 МО* обнаружено а 1,0г в 25 г не обнаружено обнаружено в 1,0 г 0,09*10 3,7*10

После замораживания 0,3*10* в 1,0 г не обнаружено то же в 1,0 г не обнаружено 0,03*10 1,6*10 0,4*10* в 1,0 г не обнаружено тоже в 1,0 г не обнаружено 0,04*10 1,9*10

6 месяцев хранения 1,6*10* в 1,0 г не обнаружено то же в 1,0 г не обнаружено отсутствуют 1,2*10 2.7*10* в 1,0 г не обнаружено тоже в 1,0 г не обнаружено 0,01*10 1.4*10

* - КМАФАнМ, КОЕ/г, количество дрожжей в п/ф из дрожжевого теста не нормируется

гашиш

ы

UJ

ТТТ7ГГ

I 1 : М I I I ^^ I I I II II I I N ' 1 ' ' ■ 1 1 ' ' ' 1 ' 1 I I I

"Й1 171 Й Й 1—Лрвр^И

Д1

rWb'9 1 1 1 1 jr f\

Рис. 11 Аппаратно-технологическая схема линии производства тушек птицы с холодильной обработкой, использующей проточную азотную систему хладоснабжения: 1 - конвейер первичной обработки пгацы; 2- аппарат электроглушения; 3 - желобообескровливание; 4 - аппарат для снятия махового оперения; 5 - аппарат тепловой обработки оперения; 6 - аппарат для подпарки; 7 - накопитель распределитель тушек птицы; 8 -транспортер; 9 - универсальный аппарат для снятия оперения; 10 -стол приема тушек; 11- камера газовой опалки; 12 - ванны воскования тушек птицы, 13—конвейер воскования; 14—желоб дня транспортировки пера; 15 - ванна для охлаждения птицы после воскования; 16 -бункер накопитель; 17-аппарат для снятия воскомассы; 18-приемный стол; 19-аппарат для сюггия остаточного оперения; 20-камера обмывки тушек; 21 — устройство для освобождения ног тушек из подвески; 22 - камера охлаждения газообразным азотом; 23 - стол инспекции; 24 - цистерна с жидким азотом; 25 - азотный скороморозильный туннельный аппарат (ACTA); 26 - стол упаковки мяса тушек; 27 - камера хранения замороженных тушек птицы; 28 - приборы охлаждения газообразным азотом.

1 * 3

ш л.

У///////У

* 10

^_ т_т | | _

I 1 /

У/7лу//У/,

Рис. 12 Аппаратно-технологическая схема линии производства быстрозамороженных овощей с использованием туннельного аппарата с проточной системой хладоснабжения воздухом от турбохолодильной машины: 1 - калибровочная машина; 2 - контейнер накопитель продукции; 3, 5, 7, 9, 12, 18 - конвейеры; 4 - ванна для обработки некачественных изделий; 6 - устройство удаления кожицы в щелочном растворе; 8 - душевая моечная машина; 10 - резервная машина; 11 - устройство вымывания крахмала; 13 - бланширователь; 14 - охлаждающий аппарат (традиционный); 15 - контрольный конвейер; 16 - воздушный туннельный скороморозильный аппарат; 17 - турбохолодильная машина; 19 - автомат для фасовки и упаковки; 20 - напольная тележка; 21 - камера хранения замороженных овощей (традиционная)

При этом процессы охлаждения после бланширования, а также хранение замороженной продукции осуществляются с использованием традиционного оборудования с компрессионной холодильной машиной.

В данной главе приведены результаты технико-экономической оценки трех туннельных скороморозильных аппаратов одинаковой производительности (500 кг/ч): воздушного ЯЮ-ОАС-500 с машинной замкнутой системой хладоснабжения; азотного АСТА-500 и воздушного СТАВ-500 аппаратов с проточной системой хладоснабжения. Анализ полученных результатов показал эффективность использования аппарата СТАВ-500; экономический эффект от его внедрения, в сравнении с аппаратом ЯЮ-ОАС составил 1360 тыс. руб., а с аппаратом ACTA - порядка 3500 тыс.руб; срок окупаемости 8 месяцев (табл.12).

_ _Таблица 12

Показатели Ед. изм. Сравниваемые варианты аппаратов:

ЯЮ-ОАС-500 АСТА-500 СТАВ-500

1. Годовая производительность т 1860 1860 1860

2. Общие капитальные затраты тыс. руб. 3395 1628 2380

3. Удельные капитальные затраты руб/т 1830 870 1280

4. Текущие затраты за год тыс. руб 2025 4820 1177

5. Текущие затраты на 1т продукции руб/т 1089 2591 633

6. Годовой экономический эффект тыс. руб. * * 1360 3261

7. Срок окупаемости лет (мес) - - 0,66 8

Примечание: * - вариант, с которым проводится сравнение.

Расчеты также показали что экономическая эффективность аппарата ACTA зависит в основном, от цены жидкого азота и замораживаемого продукта. В работе представлены графические зависимости себестоимости криогенного замораживания в широком интервале цен, позволяющие обосновать рациональный вариант организации данного метода.

Основные результаты работы и выводы

1. Обоснованы, на базе анализа информационного материала, основные тенденции совершенствования производства быстрозамороженной продукции и доказана, с этих позиций, перспективность использования для отечественной практики проточных систем хладоснабжения на базе жидкого азота и низкотемпературного воздуха от турбодетандера, позволяющие обеспечить высокое качество пищевых продуктов и экологическую безопасность их производства.

2. Предложена классификация объектов быстрого замораживания, объединяющая широкий ассортимент штучных пищевых продуктов и на ее основе, определены теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов, необходимые для расчета холодильного оборудования.

3. На основе принятой классификации пищевых продуктов впервые разработана (в соавторстве) математическая модель расчета продолжительности их замораживания в условиях несимметричного теплообмена азотного трехзонного туннельного аппарата и предложена модель расчета времени процесса в однозонном аппарате с проточной воздушной системой хладоснабжения, обеспечивающим симметричный теплообмен.

4. Выполнены экспериментальные исследования на действующем азотном аппарате, где смоделированы условия использования низкотемпературного воздуха и получены значения основных параметров замораживания пищевых продуктов в широком диапазоне условий внешнего воздействия, которые также позволили доказать адекватность предложенных математических моделей.

5. Разработаны, на базе отечественного азотного скороморозильного аппарата (ACTA), принципы конструктивного оформления и получены, с использованием предложенной методики расчета, основные параметры работы проточной системы хладоснабжения, максимально использующей температурный потенциал жидкого и газообразного криоаген-та.

6. Разработаны методика расчета и конструктивные решения подачи в туннельный аппарат низкотемпературного воздуха от турбодетандера, обеспечивающие симметричные условия теплообмена и получены его расходные характеристики при замораживания пищевых продуктов широкого ассортимента в зависимости от условий работы аппарата.

7. Разработана, с применением термоэкономической оценки и степени использования температурного потенциала хладагента, система выбора условий организации и рациональных режимов работы туннельного аппарата на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха, а также азотной системы, использующей отработанные пары азота для организации условий хранения замороженной продукции.

8. Разработаны номограммы, объединяющие результаты исследований и позволяющие определить величину приведенных затрат в зависимости от условий организации работы предложенных вариантов азотной системы хладоснабжения и туннельного аппарата с низкотемпературным воздухом.

9. Обосновано, на базе полученных (в соавторстве) данных пищевой ценности, биохимических, физико-химических, гистологических и орга-нолептических показателей качества пищевых продуктов классов предложенной классификации (П] - мясо, мясопродукты, П2 - мясо птицы,

П4 - плоды, ягоды, Пб - тесто, П7 - комбинированные "тесто+начинка") преимущество криогенного метода замораживания по сравнению с традиционным для отечественной практики - воздушным: быстрое замораживание в азотном аппарате стабилизирует исходное качество продукта и позволяет прогнозировать значительные сроки дальнейшего холодильного хранения.

10. Разработана, совместно с ВНИХИ, ООО "Темп-11", ОАО "ИКМА" и утверждена на основе промышленной апробации результатов исследований на аппарате АСТА-30, установленном на предприятии ОАО "Садко" (г. Москва), оценки качества продукции, следующая нормативная документация (НД): ТИ "Сосиски быстрозамороженные в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA"; ТИ, ТУ 9137005-17375804-02 "Тесто слоеное замороженное в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA". В НД предусмотрен вариант использования в аппарате ACTA низкотемпературного воздуха.

11. Предложены конструктивные и компоновочные решения линии холодильной обработки пищевых продуктов с использованием азотной проточной системы хладоснабжения и, на ее базе, разработаны схемы технологических линий производства быстрозамороженной продукции на примере классов П2 - птица, П5 - овощи. Предложен вариант такой линии с включением в ее работу туннельного воздушного аппарата.

12. Получены результаты технико-экономического анализа работы скороморозильных туннельных аппаратов с проточной системой хладоснабжения на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха от тур-бодетандера, а также воздушного аппарата с холодильной машиной, которые позволяют определить условия эффективного их использования.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Антонов A.A., Бобков A.B., Венгер К.П., Пчелинцев С.А. Классификация пищевых продуктов для унификации расчетов холодильного оборудования. - М.: Мясная индустрия, 2002, №5, с. 45-46.

2. Антонов A.A., Венгер К.П. Технико-экономическая оценка работы скороморозильных аппаратов. - М.: Мясная индустрия, 2002, №7, с.45-47,-

3. Антонов A.A., Венгер К.П. Перспективные направления совершенствования процесса и оборудования быстрого замораживания пищевых продуктов. - М.: Холодильный бизнес, 2002, №2, с. 32-33.

4. Антонов A.A., Венгер К.П. Проточная азотная система хладоснабжения для холодильной обработки растительной продукции, максимально использующая температурный потенциал криоагента. - М.: Холодильный бизнес, 2002, №6, с. 14-17.

5. Антонов A.A., Венгер К.П. Криогенная техника для быстрого замораживания пищевых продуктов. - М.: Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2002, №10, с. 20-22.

6. Антонов A.A., Венгер К.П., Ручьев A.C., Пчелинцев С.А. Оценка энергетической эффективности азотной системы хладоснабжения. -М.-С-Пб: Вестник МАХ, 2002, №3, с. 18-20.

7. Антонов A.A., Венгер К.П. Азотные системы хладоснабжения на базе криогенного аппарата. Сборник научных трудов 2-ой Международной научно-технической конференции "Современные проблемы холодильной техники и технологии". - Одесса: 2002, с.149-150.

8. Антонов A.A., Венгер К.П. Криогенная техника для быстрого замораживания пищевых продуктов. Сборник научных трудов 2-ой Международной научно-технической конференции "Современные проблемы холодильной техники и технологии". - Одесса: 2002, с. 151-152.

9. Антонов A.A., Венгер К.П., Бобков A.B., Пчелинцев С.А. Проточная система хладоснабжения на базе криогенного скороморозильного аппарата. Сборник докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды". - М.: 2002, с. 41-42.

Ю.Антонов A.A., Венгер К.П., Касаткин C.B. Криогенный аппарат для быстрого замораживания пищевых продуктов. Сборник докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды". - М.: 2002, с. 42-44.

П.Антонов A.A., Венгер К.П., Пчелинцев С.А. Эксергетический анализ работы криогенной проточной системы для холодильной обработки пищевых продуктов. Сборник докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды". -М.: 2002, с. 45-46.

12.Антонов A.A., Венгер К.П., Сивачева A.M. Быстрое замораживание пищевых продуктов с использованием жидкого азота. Сборник трудов научно-практической конференции Россельхозакадемии. - г.Углич, 2002, с. 470-472.

13.Антонов A.A., Венгер К.П. Совершенствование техники и технологии быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием жидкого азота. Материалы VI Международного научно-практического семинара "Ресурсосберегающие технологии при хранении и переработке сельскохозяйственной продукции". - г.Орел: 2002, с. 5-14.

14.Антонов A.A., Бобков A.B. Быстрое замораживание пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины. Материалы Международной научной конференции "Живые системы и биологическая безопасность населения". - М.: 2002, с. 155156.

15.Антонов A.A. Перспективы использования жидкого азота для быстрого замораживания пищевых продуктов. Материалы Международной науч-

ной конференции "Живые системы и биологическая безопасность населения". - М.: 2002, с. 156-158.

16. Антонов A.A., Венгер К.П. Современные тенденции совершенствования технологии и техники быстрого замораживания пищевых продуктов. Сборник научных трудов конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств". - М.: 2002, с. 445-448.

17.Антонов A.A., Бобков A.B., Венгер К.П. Универсальная низкотемпературная система хладоснабжения скороморозильного аппарата проточного принципа действия. Сборник научных трудов конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств". - М.: 2002, с. 449-450.

18.Антонов A.A., Венгер К.П. Быстрое замораживание мясных продуктов с использованием жидкого и газообразного азота. - М: Мясная индустрия, 2003, №8, с.31-33.

19.Антонов A.A., Венгер К.П., Касаткин C.B. Криогенная система хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов. Сборник докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды". - М.: 2003, с. 43-45.

20.Аксельрод И.Л., Антонов A.A., Венгер К.П. Аналитическое определение продолжительности замораживания пищевых продуктов в трехзон-ном азотном аппарате при несимметричном процессе теготоотвода. Сборник научных трудов (выпуск 2) "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии", М.: 2003, с.38-42.

21.Антонов A.A., Венгер К.П., Бобков A.B. Воздушная проточная система хладоснабжения на базе турбохолодильной машины для скороморозильного аппарата. Сборник научных трудов (выпуск 2) "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии", М.: 2003,с.53-57.

22-Антонов A.A., Бобков A.B., Феськов O.A. Аналитическая модель расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов с использованием проточной системы хладоснабжения низкотемпературными газообразными средами. Сборник научных трудов (выпуск 2) "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии", М.: 2003, с.43-46.

23.Антонов A.A. Технико-экономическая оценка работы азотного скороморозильного аппарата. - М.: Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, 2003, №8, с.211 - 212.

Монография

24.Антонов A.A., Венгер К.П. Азотные системы хладоснабжения для производства быстрозамороженных пищевых продуктов. - Рязань, Узоречье, 2002,205 с.

Формат 60x90/16 Печать офсетная

Бум. тип. Тираж 100 экз. Зак. №262

ООО «Полиграфсервис» 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

15710 115 71 g

I

н i

I

I

I

I

Введение.

1. Анализ состояния и современных тенденций развития технологии и техники производства быстрозамороженных пищевых продуктов.

1.1. Технологические аспекты производства быстрозамороженных продуктов.

1.2. Прогрессивные тенденции в современной холодильной технологии и технике.

1.3. Проточные азотные системы хладоснабжения для быстрого замораживания, хранения и транспортировки пищевых продуктов.

1.4. Выводы. Научная концепция, цель и задачи работы.

2. Научные основы быстрого замораживания пищевых продуктов в туннельном аппарате с низкотемпературной системой хладоснабжения проточного принципа действия.

2.1. Классификация объектов быстрого замораживания.

2.2. Анализ аналитических исследований процесса быстрого замораживания пищевых продуктов.

2.3. Математическое моделирование быстрого замораживания пищевых продуктов.

2.3.1. Математическая модель для условий несимметричного теплообмена в трехзонном азотном аппарате.

2.3.2. Математическая модель для условий симметричного теплообмена в однозонном воздушном аппарате.

2.3.3. Аналитический расчет коэффициента теплопередачи.

2.4. Проверка адекватности математических моделей.

2.4.1. Результаты экспериментальных исследований.

2.4.2. Результаты оценки адекватности предложенных математических моделей.

2.5. Результаты 2-ой главы работы.

3. Системы хладоснабжения проточного принципа действия с использованием низкотемпературных охлаждающих сред.

3.1. Проточная система хладоснабжения с использованием жидкого и газообразного азота.

3.1.1. Общие сведения.

3.1.2. Принципы конструктивного оформления и расчет азотной системы хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов.

3.2. Проточная система хладоснабжения с использованием низкотемпературного воздуха от турбодетандера.

3.2.1. Принципы конструктивного оформления туннельного скороморозильного аппарата с воздушной проточной системой хладоснабжения.

3.2.2. Расчет воздушной проточной системы хладоснабжения на базе турбодетандера.

3.3. Результаты 3-ей главы работы.

4. Оценка энергетической эффективности низкотемпературных проточных систем хладоснабжения.

4.1. Термоэкономический метод оценки холодильной системы.

4.2 Термоэкономический анализ азотной проточной системы хладоснабжения.

4.3. Термоэкономический анализ воздушной проточной системы хладоснабжения.

4.4. Основные результаты 4-ой главы.

5. Оценка качества пищевых продуктов. Нормативная документация.

5.1. Исследование качества пищевых продуктов, замороженных криогенным и традиционным воздушным методами.

5.1.1. Исследование пищевой ценности, аминокислотного, витаминного и липидного состава замороженных мяса, субпродуктов, ягод, фруктов.

5.1.2. Гистологические исследования мышечной ткани замороженного мяса.

5.2. Исследование влияния метода замораживания и холодильного хранения на качество слоеного теста и сосисок.

5.2.1. Водоудерживающая способность (ВУС), состояние ли-пидной системы пищевых продуктов.

5.2.2. Органолептическая оценка.

5.2.3. Изменение пероксидных соединений пищевых продуктов

5.3. Микробиологические исследования.

5.4. Нормативная документация (НД).

5.5. Результаты 5 -ой главы работы.

6. Технологические линии производства быстрозамороженных пищевых продуктов. Технико-экономическая оценка скороморозильных аппаратов.

6.1. Технологические линии производства быстрозамороженной продукции.

6.2. Технико-экономическая оценка скороморозильных аппаратов с машинной и проточной системами хладоснабжения.

6.3. Результаты 6-ой главы работы.

Основные результаты работы и выводы.

Обеспечение продуктами питания населения земного шара - одна Ф из важнейших экономических, социальных и политических проблем человечества. До недавнего времени главным направлением создания достаточного запаса пищевых продуктов считалось увеличение выхода сельскохозяйственной продукции. Однако важно также снижать потери и лучше хранить сельскохозяйственную продукцию. Именно здесь холод должен внести свой вклад в создание запасов продуктов, поскольку холод является одним из лучших способов длительного сохранения качества пищевых продуктов.

Одним из эффективных путей сокращения потерь сельскохозяйственного сырья, а следовательно, увеличения объемов продовольственных ресурсов, является расширение производства быстрозамороженных продуктов. По данным В. Камински наиболее важным нововведением 20 века является производство быстрозамороженных продуктов, объем которого достиг 30 миллионов тонн (без учета производства мороженого - 10 млн. т.) [140]. Производство быстрозамороженных продуктов в России не превышает десятых долей процента от мирового объема (7, 30). В мировой практике современный ассортимент продуктов консервируемых быстрым замораживанием, чрезвычайно широк. При этом каждая страна, развивающая этот метод консервирования, производит прежде всего продукты, изделия, специфичные для данного района, климата, традиций. Развитие производства быстрозамороженных продуктов в значительной степени способст-Ш вует решению задачи равномерного в течение года снабжения населения ценными продуктами питания. В настоящее время производством быстрозамороженной продукции занимаются более 350 различных компаний мира. Ведущее место в производстве такой продукции занимают США, Венгрия, Польша, Голландия, Франция, Италия, Япония и другие. В этих странах на душу населения приходится от 35 до 50 кг замороженных продуктов в год, при этом ежегодный прирост составляет 5.1 %. Развитие производства быстрозамороженных продуктов в Российской Федерации до настоящего времени не достигло желаемого уровня как по объему производства, так и по технической оснащенности. И в то же время наплыв из Европейских стран в Россию быстрозамороженных продуктов питания в широком ассортименте, реализуемых по очень высоким ценам, показал, что значительный спрос на эту продукцию у нас имеется практически в течение всего года. [30] Указанное отставание в большой мере обусловлено отсутствием современных и серийно выпускаемых моделей отечественной скороморозильной техники. В то же время в нашей стране накоплен значительный теоретический и практический научный потенциал по 9 данной проблеме. В основу этих разработок положены фундаментальные исследования процесса, технологии и оборудования быстрого замораживания Рютова Д.Г., Христодуло Д.А., Аверина Г.Д., Алямов-ского И.Г., Бражникова A.M., Буянова О.Н., Венгер К.П., Головкина Н.А., Гейнца Р.Г., Журавской Н.К., Каухчешвили Э.И., Камовникова Б.П., Куликовской JI.B., Колодязной B.C., Оносовского В.В., Семенова Б.Н., Судзиловского И.И., Стефановского В.М., Чижова Г.Б., Чумака И.Г. и др.

Отечественные перерабатывающие отрасли агропромышленного комплекса в настоящее время испытывают острую потребность в скороморозильной технике. При разработке такого холодильного оборудования, помимо ликвидации его дефицита, необходимо обеспечить выпуск скороморозильной техники, соответствующей мировому уровню и способной успешно конкурировать на внутреннем и внешнем рынках. Решение таких задач становится особенно актуально в условиях рыночной экономики, когда при конкуренции товаропроизводителей на первый план выйдут экономические показатели и качество (Ц продукции.

В мировой практике быстрого замораживания пищевых продуктов используют широкий спектр технических средств и соответствующих им методов, таких как воздушный, погружной в некипящей жидкости (растворы хлорида кальция, этилового спирта, пропиленг-ликоля и др.), криогенный, с использованием азота или диоксида углерода, а также комбинация криогенного и воздушного методов.

В отечественной практике применяют скороморозильные аппараты только с воздушным методом замораживания. Такие аппараты используют машинную систему хладоснабжения на базе экологически небезопасных хладагентов: аммиака, хладонов. К существенным недостаткам такого оборудования следует также отнести значительные 9 капитальные затраты и высокий уровень энергопотребления.

Созданная индустрия холодильной обработки и хранения продуктов на базе традиционных машинных систем хладоснабжения, безусловно, должна эффективно использоваться и совершенствоваться. Однако очевидно, что в связи с высокой стоимостью, экологической опасностью машинных систем существует острая необходимость в использовании относительно дешевых, экологически чистых методов и систем холодильной обработки пищевых продуктов. С этих позиций перспективным является криогенный метод с использованием жидкого азота, особенно для Российской Федерации, где открыты большие запасы (340 млрд. куб. м) подземных высокоазотных газов. ts

Себестоимость такого жидкого азота на порядок ниже, чем азота, полученного методом сжижения и разделения воздуха.

Криогенный метод основан на безмашинной проточной системе хладоснабжения, в которой предусмотрено одноразовое использование рабочего тела. Основное оборудование с проточной системой организации процесса на базе сжиженного азота используется в аппара-Ф тах для быстрого замораживания. Однако температура выходящих паров азота из таких скороморозильных аппаратов достаточно низкая, на уровне —50. -70 °С. В связи с этим перспективно использование отходящих от аппарата холодных паров азота в проточных системах, обеспечивающих дальнейшую холодильную обработку пищевых продуктов. Такие системы, практически полностью использующие холодильный потенциал как жидкого, так и газообразного, выходящего из скороморозильного аппарата, азота, позволят приблизить холодильную обработку к местам производства и организовать низкотемпературную, экологически безопасную непрерывную холодильную цепь.

В проточных системах хладоснабжения в качестве рабочего тела может использоваться и низкотемпературный воздух (-60 .-120 °С) ^ от турбохолодильной машины. Воздушная охлаждающая среда — естественная среда, благоприятна для продукта и ничего не стоит. Термодинамические свойства воздуха допускают практически неограниченное понижение его температуры, а увеличение скорости потока дает возможность достижения высоких скоростей замораживания продукта.

Перспективна и актуальна задача создания на базе скороморозильного туннельного аппарата двух поточных систем хладоснабжения — с использованием жидкого, газообразного азота или низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины. ^ Использование новых для отечественной практики низкотемпературных проточных систем хладоснабжения позволит решить народнохозяйственную проблему по совершенствованию производства быстрозамороженной продукции, что обеспечит значительный вклад в экономику страны.

Для решения данной проблемы автором предложена научная концепция, которая предусматривает систематизацию теоретических и экспериментальных исследований для комплексного подхода к разработке новых для отечественной практики технологических систем быстрого замораживания пищевых продуктов на базе проточных низкотемпературных систем хладоснабжения, использующих в качестве хладагентов жидкий азот или воздух от турбодетандера.

В соответствии с сформулированной научной концепцией поставлены цель и основные задачи работы.

Цель работы:

Решение проблемы повышения эффективности, экологической безопасности производства и качества быстрозамороженных пищевых продуктов путем разработки научных и практических основ создания технологических систем с использованием проточных систем хладоснабжения жидким азотом или низкотемпературным воздухом от турбодетандера.

Задачи работы:

- изучить современное состояние теории и практики в области производства быстрозамороженных пищевых продуктов и определить перспективные направления его совершенствования;

- разработать классификацию пищевых объектов быстрого замораживания, с помощью которой решить следующие локальные задачи:

- определить теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов классификации;

- разработать аналитические модели расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов предложенной классификации в аппарате с проточной системой хладоснабжения жидким азотом или низкотемпературным воздух;

- организовать экспериментальный стенд и выполнить исследования для проверки адекватности разработанных аналитических моделей, а также получения технологических параметров быстрого замораживания пищевых продуктов;

- разработать принципы конструктивного оформления и систему оценки рациональных условий работы проточных систем хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов, обеспечивающих максимальное использование холодильного потенциала предлагаемых низкотемпературных охлаждающих сред;

- обосновать метод и дать оценку энергетической и экономической эффективности предлагаемых проточных систем хладоснабжения для холодильной обработки пищевых продуктов;

- исследовать и дать сравнительную оценку качества пищевых продуктов после замораживания традиционным для отечественной практики воздушным машинным методом и с использованием проточной системы хладоснабжения, а также в процессе дальнейшего их холодильного хранения;

- разработать, на базе проточных систем хладоснабжения азотом и низкотемпературным воздухом, технологию и основы конструктивного оформления технологических систем производства быстрозамороженных пищевых продуктов.

Научная новизна.

Разработаны научные основы совершенствования технологии и техники холодильной обработки пищевых продуктов, использующие низкотемпературные экологически безопасные хладагенты (жидкий азот, воздух) и проточный принцип организации системы хладоснаб-жения, позволяющие расширить ассортимент и повысить качество продукции.

Предложена классификация объектов быстрого замораживания, объединияющая широкий ассортимент штучных пищевых продуктов, где в качетсве основного критерия приняты (влажность + жиросодер-жание), и, на ее основе, определены теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов, необходимые для расчета холодильного оборудования.

В рамках принятой классификации разработана, впервые, математическая модель расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов в условиях несимметричного теплообмена трехзонного азотного аппарата, а также предложена математическая модель расчета продолжительности замораживания в туннельном аппарате с низкотемпературной воздушной системой хладоснабжения, обеспечивающей симметричный теплообмен, адекватность которых доказана экспериментальными данными.

Получены новые экспериментальные данные и установлены закономерности процесса теплообмена при быстром замораживании пищевых продуктов в азотном и воздушном туннельных аппаратах с проточной системой хладоснабжения в широком диапазоне условий внешнего воздействия.

Разработаны принципы конструктивного оформления и методика расчета проточной системы хладоснабжения на базе азотного скороморозильного туннельного аппарата, объединяющей процессы холодильной обработки (охлаждение, замораживание, хранение) пищевых продуктов и позволяющей максимально использовать температурный потенциал паров криоагента, выходящих из аппарата.

Разработаны методика расчета и конструктивные решения подачи в туннельный аппарат низкотемпературного воздуха от турбодетандера (заявка на патент РФ №2002131299, полож. реш. от 27.08.03), обеспечивающие симметричные условия теплообмена, для которых получены расходные характеристики хладагента при замораживании пищевых продуктов широкого ассортимента в зависимости от условий работы аппарата.

Предложена система выбора условий организации и рациональных режимов, с применением термоэкономической оценки и степени использования температурного потенциала хладагента, работы туннельного аппарата на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха, а также азотной системы, использующей отработанные пары азота для организации условий хранения замороженной продукции.

Получены новые сравнительные данные пищевой ценности, биохимических, физико-химических, гистологических, микробиологических и органолептических показателей качества пищевых продуктов предложенной классификации (П1 — мясо, мясопродукты; Пг - мясо птицы, П4 — плоды, ягоды; Пб — тесто; П7 - комбинированные "тесто+начинка"), замороженных криогенным, и традиционным воздушным методами, позволившие доказать, что быстрое заморожива-ние в азотном аппарате обеспечивает высокое качество продукта и позволяет прогнозировать длительные сроки дальнейшего его холодильного хранения.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

На базе обобщенных результатов исследований разработаны номограммы определения приведенных затрат на холодильную обработку пищевых продуктов в зависимости от условий организации предложенных вариантов азотной системы хладоснабжения и условий работы туннельного аппарата с низкотемпературным воздухом.

Предложены аппаратно-технологические схемы линий производства быстрозамороженной продукции на примере классов П2 — птица (заявка на патент РФ №2002135100 полож. реш. от 28.08.03), П5 -овощи, включающие на завершающем этапе холодильное оборудование с азотной проточной системой хладоснабжения.

Дан вариант такой линии для быстрого замораживания овощей (класс П5), с включением в ее работу туннельного аппарата с воздушной системой хладоснабжения от турбохолодильной машины.

Получен "Акт производственных испытаний азотного скороморозильного туннельного аппарата АСТА-30 и отработки технологии криогенного замораживания пищевых продуктов". При этом были заморожены опытные партии пищевых продуктов, позволившие разработать и утвердить нормативную документацию (НД) на следующие виды пищевых продуктов:

- ТИ "Сосиски быстрозамороженные в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA";

- ТИ, ТУ 9137-005-17375804-02 "Тесто слоеное замороженное в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA".

В НД предусмотрен вариант использования в аппарате ACTA низкотемпературного воздуха.

Получены новые данные технико-экономического анализа работы скороморозильных туннельных аппаратов с проточной системой хладоснабжения жидким азотом или низкотемпературным воздухом от турбодетандера, а также воздушного аппарата с холодильной машиной, которые позволяют определить условия эффективного их использования.

Основные результаты работы и выводы.

1. Обоснованы, на базе анализа информационного материала, основные тенденции совершенствования производства быстрозамороженной продукции и доказана, с этих позиций, перспективность использования для отечественной практики проточных систем хладоснабжения на базе жидкого азота и низкотемпературного воздуха от турбодетандера, позволяющие обеспечить высокое качество пищевых продуктов и экологическую безопасность их производства.

2. Предложена классификация объектов быстрого замораживания, объединяющая широкий ассортимент штучных пищевых продуктов и на ее основе определены теплофизические характеристики условно-расчетного продукта (УРП) для каждого класса, подкласса и группы продуктов, необходимые для расчета холодильного оборудования.

3. На основе принятой классификации пищевых продуктов впервые разработана (в соавторстве) математическая модель расчета продолжительности их замораживания в условиях несимметричного теплообмена азотного трехзонного туннельного аппарата и предложена модель расчета времени процесса в однозонном аппарате с проточной воздушной системой хладоснабжения, обеспечивающим симметричный теплообмен.

4. Выполнены экспериментальные исследования на действующем азотном аппарате, где смоделированы условия использования низкотемпературного воздуха и получены значения основных параметров замораживания пищевых продуктов в широком диапазоне условий внешнего воздействия, которые также позволили доказать адекватность предложенных математических моделей.

5. Разработаны, на базе отечественного азотного скороморозильного аппарата (ACTA), принципы конструктивного оформления и получены, с использованием предложенной методики расчета, основные параметры работы проточной системы хладоснабжения, максимально использующей температурный потенциал жидкого и газообразного криоагента.

6. Разработаны методика расчета и конструктивные решения подачи в туннельный аппарат низкотемпературного воздуха от турбодетандера, обеспечивающие симметричные условия теплообмена и получены его расходные характеристики при замораживания пищевых продуктов широкого ассортимента в зависимости от условий работы аппарата.

7. Разработана, с применением термоэкономической оценки и степени использования температурного потенциала хладагента, система выбора условий организации и рациональных режимов работы туннельного аппарата на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха, а также азотной системы, использующей отработанные пары азота для организации условий хранения замороженной продукции.

8. Разработаны номограммы, объединяющие результаты исследований и позволяющие определить величину приведенных затрат в зависимости от условий организации работы предложенных вариантов азотной системы хладоснабжения и туннельного аппарата с низкотемпературным воздухом.

9. Обосновано, на базе полученных (в соавторстве) данных пищевой ценности, биохимических, физико-химических, гистологических и органолептических показателей качества пищевых продуктов классов предложенной классификации (П1 — мясо, мясопродукты, П2 - мясо птицы, ГЦ — плоды, ягоды, Пб - тесто, П7 — комбинированные "тесто+начинка") преимущество криогенного метода замораживания по сравнению с традиционным для отечественной практики - воздушным: быстрое замораживание в азотном аппарате стабилизирует исходное качество продукта и позволяет прогнозировать значительные сроки дальнейшего холодильного хранения.

10. Разработана, совместно с ВНИХИ, ООО "Темп-11", ОАО "ИКМА" и утверждена на основе промышленной апробации результатов исследований на аппарате АСТА-30, установленном на предприятии ОАО "Садко" (г. Москва), оценки качества продукции, следующая нормативно-техническая документация (НТД): ТИ "Сосиски быстрозамороженные в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA"; ТИ, ТУ 9137-005-17375804-02 "Тесто слоеное замороженное в азотном туннельном скороморозильном аппарате ACTA". В НТД предусмотрен вариант использования в аппарате ACTA низкотемпературного воздуха.

11. Предложены конструктивные и компоновочные решения линии холодильной обработки пищевых продуктов с использованием азотной проточной системы хладоснабжения и, на ее базе, разработаны схемы технологических линий производства быстрозамороженной продукции на примере классов Пг - птица, П5 - овощи. Предложен вариант такой линии с включением в ее работу туннельного воздушного аппарата.

12. Получены результаты технико-экономического анализа работы скороморозильных туннельных аппаратов с проточной системой хладоснабжения на базе жидкого азота или низкотемпературного воздуха от турбодетандера, а также воздушного аппарата с холодильной машиной, которые позволяют определить условия эффективного их использования.

1. Абрамов Н.Д. Исследование процесса криозамораживания мясопродуктов и разработка оборудования для этой цели. // Автореф. дисс. канд. техн. наук-М.: 1972, 17с.

2. Аверин Г.Д. Комплексное использование морозильной камеры с целью интенсификации процесса замораживания мяса. // Автореф. дисс. канд. техн. наук-М.: 1973, 22с.

3. Азот — для замораживания, хранения и транспортировки пищевых продуктов (круглый стол). Холодильная техника, 1998, №9, с. 2-5.

4. Алешин Ю.П. Сохранить и приумножить. Холодильное дело, 1996, №1, с.4-7.

5. Алмаши Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов: Перевод с венгерского М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981,408 с.

6. Арбузов С.Н. Разработка процесса и принципов аппаратурного оформления проточной азотной системы для холодильной обработки пищевых продуктов. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, 2000, 30 с.

7. Антонов А.А., Венгер К.П. Азотные системы хладоснабжения для производства быстрозамороженных пищевых продуктов. Рязань, "Узоречье", 2002, 205 с.

8. Антонов А.А., Бобков А.В., Венгер К.П., Пчелинцев С.А. Классификация пищевых продуктов для унификации расчетов холодильного оборудования. // Мясная индустрия, 2002, № 5, с. 45-46

9. Антонов А.А., Венгер К.П. Технико-экономическая оценка работы скороморозильных аппаратов. // Мясная индустрия, 2002, №7, с.45-47.

10. Антонов А.А., Венгер К.П. Перспективные направления совершенствования процесса и оборудования для быстрого замораживания пищевых продуктов. // Холодильный бизнес, 2002, №2, с.32-33.236

11. Антонов А.А., Венгер К.П. Криогенная техника для быстрого замораживания пищевых продуктов. // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2002, №10, с. 20-22.

12. Антонов А.А., Венгер К.П., Пчелинцев С.А. Эксергетический анализ работы криогенной проточной системы для холодильной обработки пищевых продуктов // Сборник докладов международной конференции "Инженерная защита окружающей среды" М., 2002, с. 45-46

13. Антонов А.А., Венгер К.П., Ручьев А.С., Пчелинцев С.А. Оценка энергетической эффективности азотной системы хладоснабжения. // Вестник МАХ, 2002, №3, с. 18-20

14. Антонов А.А., Венгер К.П., Ручьев А.С. Проточная азотная система хладоснабжения для холодильной обработки растительной продукции, максимально использующая температурный потенциал криоагента // Холодильный бизнес, 2002, №6, с. 14-17

15. Антонов А.А., Венгер К.П., Мотин В.В. Перспективы использования жидкого азота для быстрого замораживания пищевых продуктов // Материалы междун. науч. конференции "Живые системы и биологическая безопасность населения" М., 2002, с. 156-158.

16. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И. Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе. М.: Колос, 2000, 158 с.

17. Богатырев А.Н. Отраслевая наука и приоритетные направления научно-технического прогресса // Холодильная техника, 1995, №2, с. 2-5

18. Бражников A.M. Теория теплофизической обработки мясопродуктов.-М: Агропромиздат, 1987, 270 с.

19. Бродянский В.М. Ресурс энергосбережения в возобновленных источниках. //Холодильнаятехника, 1990, №2, с.2-4.

20. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.: Энергия, 1973, с.295.

21. Буянов О.Н. Совершенствование процесса быстрого замораживания готовых блюд и комбинированных полуфабрикатов. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1985, с. 17

22. Буянов О.Н. Научные и практические основы дискретного теплоотво-да при быстром замораживании пищевых продуктов // Автореф. дисс. д. т. н., 1999, 38 с.

23. Венгер К.П. Оптимизация процесса и оборудования быстрого замораживания пищевых продуктов. // Вестник МАХ, 1998, №3-4, с. 9-12.

24. Венгер К.П., Выгодин В.А. Машинная и безмашинная системы хладоснабжения для быстрого замораживания пищевых продуктов — Рязань.: "Узоречье", 1999, 143 с.

25. Венгер К.П. Научные основы создания техники быстрого замораживания пищевых продуктов. Автореферат дисс. д. т. н., 1992, 44 с.

26. Венгер К.П., Мотин В.В. Совершенствование многозонного азотного скороморозильного аппарата // Холодильная техника, 1990, №9, с. 2427.

27. Венгер К.П., Мотин В.В., Фесков О.А. Расчет технологического оборудования: камер охлаждения и замораживания пищевых продуктов. -М.: МГУПБ, 2001,34 с.

28. Вейник А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. -М.: Металлургия, 1965, 375 с.

29. Выгодин В.А., Ютадий А.Г., Колодязная B.C. Быстрозамороженные пищевые продукты растительного и животного происхождения: (Производство в России и странах СНГ). М.: "Галактика - ИГМ",1995, 77 с.

30. Выгодин В.А., Кладий А.Г. Холод-это жизнь. // Холодильное дело,1996, №5-6, с.26-27.

31. Выгодин В.А. Проблемы продовольственной безопасности России. // Холодильная техника, 1997, №7, с.2-3.

32. Гиндлин И.М., Данилин В.И. Тенденции производства быстрозамороженных продуктов. // Холодильная техника, 1992, №6, с.25-26.

33. Гиндзбург А.С, Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов (Справочник). — М.: Агропромиз-дат, 1990, с. 288

34. Голянд М., Малеванный Б. Холодильное оборудование. М.: Пищевая промышленность, 1977,335 с.

35. Грубы Я. Производство замороженных продуктов. М.: ВО Агро-промиздат, 1990, 335 с.

36. Григорьев В.А., Крошин Ю.И. Тепло- и массообменные аппараты криогенной техники. -М.: Энергоиздат, 1882.

37. Гнилицкий В.М., Кобулашвили A.M. Скороморозильная техника для пищевых продуктов. // Промышленный оптовик, 2000, №12, с. 13

38. Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984, 172 с.

39. Жакаль Бассам Салем. Разработка процесса и технологии замораживания ягод погружным методом в некипящей жидкости. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1991, 19 с.

40. Зубатый A.JL Быстрозамороженная плодоовощная продукция организация производства и холодильной цепи. // Холодильная техника, 1993, №5, с.23.

41. Зубатый A.M., Шариф Л.И., Ковалёва В.И. Перспектива развития производства быстрозамороженных плодоовощных продуктов. // Применение холода в плодоовощном подкомплексе АПК. Кишинёв, 1988, с.5-13.

42. Ивашов В.И., Князева В.Л., Шерман М.Б. Скороморозильные аппараты за рубежом. Обзорная информация. Сер.: "Холодильная промышленность и транспорт". - М.: ЬЩИИТЭИмясомолпром, 1986, с.36.

43. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлением. — М.: Госэнергоиздат, 1960, 260 с.

44. Ионов А.Г. Повысить роль холодильной техники и технологии в пищевом производстве. // Пищевая промышленность, 1993, №11, с. 24-27.

45. Исаченко В.П., Осинова В.А., Сукошел А.С. Теплопередача. —М.: Энергоиздат, 1981.

46. Камовников Б.П. Вакуум сублимационная сушка пищевых продуктов (Основы теории, расчет и оптимизация). -М.: Агропромиздат, 1983, 288 с.

47. Карпычев В.А., Колтыпин Ю. Приближенное решение задачи о замораживание биологических материалов. М.: Известия вузов. Пищевая технология, 1989, №6, с. 64-65

48. Кошкин В.Н., Калинин Я.К., Дрейцер Г.А. и др. Нестационарный теплообмен. -М.: Машиностроение, 1973, 328 с.

49. Кладий А.Г. Быстрозамороженные продукты: что мешает развитию этой рентабельной социально значительной отрасли в России. // Производство и реализация мороженного и быстрозамороженных продуктов, 1999, №1, с. 28 29.

50. Ковтунов Е.Е. Совершенствование процесса холодильной обработки фасованного потребительскими порциями сливочного масла. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1996, 16 с.

51. Колодязная B.C., Диденко Р.А., Дивников С.В. Криогенное замораживание растительных продуктов. // Холодильная техника, 1992, №9, 10, с.23-25.

52. Колодязная B.C. Пектиновые вещества и обратимость замораживания растительной ткани. // Вестник МАХ, 1998, №7, с.28-30.

53. Колодязная B.C. Совершенствование и разработка технологий пищевых производств. // Вестник МАХ, 1998, №3-4, с.3-8.

54. Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г., Ейдеюс А.И. и др. Холодильная технология рыбных продуктов. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984,184 с.

55. Короткий И.А. Исследование теплофизических свойств натуральных сыров. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, Кемерово, 1997, 16 с.

56. Куликовская Л.В., Шахова О.В. Производство быстрозамораживае-мых пирогов. //Холодильная техника, 1990, №2, с. 43.

57. Куцакова В.Е., Фролов С.В. и др. О границах применимости формулы Планка. // Холодильная техника, 1989, №11, с. 39-40.

58. Куцакова В.Е., Фролов С.В. и др. О времени замораживания пищевых продуктов.//Холодильная техника, 1997, №2, с. 16-17.

59. Лаковская И.А., Шабетник Г.Д., Каухчешвили Э.И., Сидорова Н.Д. Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при замораживании продуктов животного происхождения. // Холодильная техника, 1979 г., №9, с. 743-45

60. Лейбензон Л. Собрание трудов AHCCCP. М.: 1955, т. 4, с. 397.

61. Лейбензон Л. Собрание трудов AHCCCP. М.: 1955, т. 2, с. 316.

62. Лейбензон Л. К вопросу о затвердевании земного шара из расплавленного состояния. Трудов AHCCCP. М.: 1965, т. 4, с. 317-360.

63. Ломакин В.Н. Современное состояние и тенденции развития технологического холодильного оборудования для производства быстрозамороженных продуктов. // Холодильная техника, 1983, № 10, с. 18-21.

64. Лыков А.В. Теория теплопроводности. -М.: Высшая школа, 1967, 599 с.

65. Лыков А.В. Тепломассообмен. — М.: Энергия, 1978, 560 с.

66. Мартемьянов В., Камирин А. Скороморозильная техника нового поколения. Холодильная техника, 1998, №1, с.13.

67. Маттароло Л. Холод и производство пищевых продуктов для возрастающего населения земного шара. Холодильная техника, 1991, №5, с.6-8.

68. Мамулова Н.А., Кизима Л.А. Тенденции в производстве и потреблении быстрозамороженных продуктов в странах Западной Европы и США. Холодильная техника, 1993, №10, с.61-63.

69. Мижуева С.А. Разработка эффективных технологических методов сохранения рыбного сырья. // Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1996.

70. Мотин В.В. Разработка процесса и аппарата для замораживания мясных полуфабрикатов с использованием многозонной азотной системы. // Автореф. дис. канд. техн. наук, 1988, 19с.

71. Наместников А.Ф. Ассортимент и технология производства быстрозамороженных овощей и фруктов в СССР и за рубежом. ЦНИИТЭИ-пищепром. Обзорная информация. М.: 1984, 20 с.

72. Наместников А.Ф. Быстрое замораживание плодов и овощей в хозяйстве. Достижения науки и техники в АПК. // Холодильная техника, 1991, №11, с. 36-38.

73. Новиков В.И. Совершенствование процесса замораживания птицы с использованием некипящий жидкости. // Автореф. дис. канд. техн. наук, 1985, 17 с.

74. Овчарова Г.П. Совершенствование технологии замораживания и хранения творога. // Автореф. дис. канд. техн. наук, М.: 1990, 17 с.

75. Орлова Е.Н., Козырев А.А Холодильная техника и технология для рыбной промышленности. Холодильная техника, 1993, № 1, с. 32-33

76. Оленева Г.Е., Пропионова Н.Г. Развитие производства быстрозамо-раживаемых блюд и полуфабрикатов на промышленной основе. -М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1979, № 2, с. 14-20

77. Оносовский В.В. Моделирование и оптимизация холодильных установок. // Л.: Из-во ЛГУ, 1990, 96 с.

78. Оносовский В.В. Моделирование и оптимизация холодильных установок: учебное пособие. Л.: Издательство ЛГУ, 1990 г, 96 с.

79. Патент США №3648474; 5F25; 17.02.95.

80. Патент США №3819481; 5F25; 17.02.95.

81. Патент РФ №99104587. Скороморозильный аппарат (Венгер К.П., Пчелинцев С.А., Стефанчук В.И. и др.). Опубл. в Б.И., 2000, №1.

82. Патент РФ №2131565. Способ обеспечения сохранности пищевых продуктов и установка для обеспечения сохранности пищевых продуктов (Венгер К.П., Ковтунов Е.Е., Мотин В.В. и др.). Опубл. в Б.И., 1999, №1.

83. Патент РФ №2144163. Устройство для замораживания и транспортировки продуктов сельского хозяйства растительного и животного происхождения. (Венгер К.П., Выгодин В.А., Кузьмина И.А. и др.). Опубл. в Б.И., 2000, №1.

84. Патент РФ №2144165. Способ и установка по обеспечению сохранности пищевых продуктов.(Беридзе Г.Г., Венгер К.П., Стефанчук В.И.). Опубл. вБ.И., 2000, №1.

85. Патент РФ №2168123. Способ и установка для обеспечения сохранности пищевых продуктов (Венгер К.П., Ручьев А.С., Феськов О.А. и др.). Опубл. в Б.И., 2001, №1.

86. Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалев С.А. Теплообмен в ядерных установках. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

87. Пирвердян А. Нефтяная подземная гидравлика. // Баку, Азнефтеиздат, 1956, 322 с.

88. Плачек Р. Технические, технологические и экономические аспекты применения различных способов замораживания в промышленном производстве готовых блюд. // Холодильная техника, 1978, №11, с.54-57.

89. Постольски Я., Груда 3. Замораживание пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1978, 608 с.

90. Проблемы производства быстрозамороженных продуктов. // Холодильная техника, 1989, №8, с.34.

91. Поварчук М.М., Помазкина Н.В. Системы охлаждения транспортных средств для перевозки скоропортящихся продуктов за рубежом. М: АгроНИИТЭИММП (обзорная информация), 1991, 32 с.

92. Попов В.П., Каухчешвили Э.И., Венгер К.П. Современное состояние и перспективы разработки скороморозильных аппаратов для штучных продуктов. // Мясная индустрия, 1984, №10, с. 23-25.

93. Применение холода в пищевой промышленности, (справочник серии "Холодильная техника" под редакцией Быкова А.В.) М: Пищевая промышленность, 1979, 272 с.

94. Пчелинцев С.А. Совершенствование процесса и оборудования быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием азотной проточной системы хладоснабжения. Автореф. дисс. к. т. н., 2001, 38 с.

95. Распопов В.А. Создание конкурентоспособных скороморозильных аппаратов. //Холодильная техника, 1994, №2, с. 24-26.

96. Ришар А.А. Оптимизация режима холодильной обработки мяса. Автореф. дисс. к. т. н., Одесса, ОТИХП, 1983, 18 с.

97. Рогов И.А., Куцакова В.Е., Филиппов В.И. и др. Консервированиепищевых продуктов холодом. М: Колос, 1998, 211 с.

98. Ручьев А.С. Совершенствование производства быстрозамороженной растительной продукции с использованием жидкого и газообразного азота. Автореф. дисс. канд. техн. наук, 2003, 23 с.

99. Рынок свежезамороженных овощей и фруктов в России. Производство и реализация мороженных быстрозамороженных продуктов. // Холодильная техника, 1999, №1, с. 26-27.

100. Рютов Д.Г., Христодуло Д.А. Быстрое замораживание мяса. — М.: Пищепромиздат, 1936.

101. Саркисян К.А. Новое оборудование для линий по производству быстрозамороженных продуктов. // Холодильная техника 1993, №5, с. 3.

102. Семенов Б.Н., Иванов В.Е., Одинцов А.Б. и др. использование криогенных жидкостей для замораживания и хранения тунца на судах. // Холодильная техника 1997, №7, с. 24-25.

103. Скороморозильные аппараты. Продмаш — 89. // Холодильная техника 1990, №3, с. 53.

104. Судзиловский И.И., Паныпин Ю.В., Макаров В.В. и др. Скороморозильный аппарат Я 10 АЗА для замораживания плодоовощной продукции россыпью. // Пищевая промышленность, 1993, №1, с.40.

105. Судзиловский И.И., Шленский В.А., Мартемьянов В.Н. и др. Технологическое оборудование для охлаждения и замораживания пищевых продуктов. // Холодильная техника, 1995. №2, с. 9-12.

106. Судзиловский И.И., Богатырев А., Рогов И.А. и др. Холод и технология пищевых продуктов. Ижевск, Печать -Сервис, 1996, 217с.

107. Стефановский В.М., Тимофеева Н.М., Стефановская Н.В. Сокращение усушки мяса при холодильной обработке (прогнозные исследования): обзорная информация. М: ВНИИПИ, 1989, 63 с.

108. Стефановский В.М. Научные основы развития технологических систем замораживания мяса. Автореф. дисс. д. т. н., 1992, 40 с.

109. Стефанчук В.И., Арбузов С.Н., Венгер К.П. Проточная азотная система хладоснабжения, полностью использующая температурный потенциал криоагента. // Холодильная техника, 2000, №8, с. 7-9.

110. Стефанчук В.И., Венгер К.П., Пчелинцев С.А. Феськов О.А. Исследование процесса быстрого замораживания пищевых продуктов в трех-зонном азотном проточном аппарате. // Вестник МАХ, 2001, №2, с.36-37.

111. ИЗ. Техника для быстрого замораживания продуктов питания. // Холодильная техника, 1995, №4, с. 19.

112. Тейдер В.А. Замораживание продуктов на металлическом поддоне. // Холодильная техника, 1963, №3, с.33-36.

113. Тейдер В.А. Продолжительность замораживания продукта, лежащего на ребреной поверхности. // Холодильная техника, 1962, №6, с.37-42.

114. Технологическое оборудование пищевых производств (под редакцией Азарова Б.М.). -М.: Агропромиздат, 1988,464 с.

115. Трушенкин В.Г., Маскин М.М. Эффективность переработки и хранения плодов, ягод, овощей. // Консервная и овощная промышленность, 1982, №7, с.22-23.

116. Феськов О.А. разработка проточной системы хладоснабжения газообразным азотом для холодильной обработки пищевых продуктов. Ав-тореф. дисс. к. т. н., 2002, 28 с.

117. Физико-технические основы холодильной обработки пищевых продуктов (под редакцией Э.И. Каухчешвили) — М.: Агропромиздат, 1985, 253 с.

118. Флауменбаум Б.Д., Танцев С.С., Гришин М.А. Основы консервирования пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1986, с 427-443.

119. Фролов С.В., Борзенко Е.И., Кипнис B.JI. и др. Оптимизация процесса замораживания пищевых продуктов жидким азотом. Вестник МАХ, 1999, №4.

120. Фролов С.В., Борзенко Е.И., Кипнис B.JI. Инженерный расчет азотного скороморозильного аппарата. Вестник МАХ, 2001, №4, с. 30-32.

121. Фролов С.В., Куцакова В.Е., Кипнис B.JI. Тепло- и массообмен в расчетах процессов холодильной технологии пищевых продуктов. — М.: Колос-Пресс, 2001, 141 с.

122. Холодильная техника России. Состояние и перспективы. // Холодильная техника, 1995, №3, с. 6-9.

123. Чижов Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1979, 270с.

124. Чумак И.Г., Гольберг Л.Д., Чуркин Н.А. Контактное замораживание растительных продуктов в рассоле. М.:Пищевая промышленность, 1977, 29 с.

125. Шабетник Г.А. Исследование процесса и разработка оборудования для криоконкервирования эндокринно-ферментного сырья. Автореф. дисс. к. т. н., М., 1980, 22 с.

126. Шалапугин С.В. Совершенствование работы плиточного морозильного аппарата при замораживании пищевых продуктов в блоках. Автореф. дисс. к. т. н., М., 1997, 23 с.

127. Шавра В.М., Барулина И.Д., Поварчук М.М. Холодильный автотранспорт. — М.: Пищевая промышленность, 1981, 220 с.

128. Benois High speed freerin system patent USA, №4103507, F25, Publ/17.06.77.

129. Berner S. Quick frozen foods: storage. Bull. Jnt. J. Refrig (1Ж), 2001, V5, p 49 (Monde Surgell, FR, 2000, V 5, n. 62, p. 38-42).

130. Consumption of quick-frozen foods in Europe in 1998. Bull. JJR, 2000, V 5, p. 59.

131. Data sheet of quick-frozen foods in Dermark. Bull. MR, 2000, V 5, p. 42.

132. Dinglinger G., Kaltecnologie: Tiefgefriren nach neven Verfanren Er-nahrungswirthchaft Lebensmitt technic, 1972, V 19, S 146-160.

133. Donald D.P. Highlights of refrigeration and freezing. // Food Manufacture/ 1979.-49.-p. 17-24.

134. Fluidizedogeniceezer for IQF delicate products Food Process (USA), 1991, VI, p.83.

135. Fuchigani M., Migazaki K., Hyakumato N. Frozen carrots texture and pectin components as affected by low temperature blanching and quick freezing. S. Food Sci., 1995, 60, VI, p.132-136.

136. Garfield R.L. Nutrient dotabases: a trade association experience. Food Technol, 1995,49, V5, p.154.

137. Girardou Philippe. Tendances en matierede froid cryogenique. Ind. alim. Etagr., 1995, 12, V5,p.314-317.

138. Kaminski W. Le froid, element de la securite alimentaire dans Ie monde (Refrigeration as a world food security factor). II Int. J. Refrig., 1986,v.9,p,21-24.

139. Kim N., Hugh Y. Freeze cracking infoods as affected by physical properties. Food Science. 1994. 59, V 3, p.669-674.

140. Klee Duah Flow cryogenic freezer, - Patent USA, N 4475, F25D 13\06\PubL 09.10.84.

141. Lucas L. Surgilation enolutions dans domaine des fruits et legumes. Ind. Alim. Et agr., 1991, 108,V6,p.479-483.

142. Mufiugil N. Fruzingtimb and ratifcauliflower flozets under different freezing conditions. Int. J. Refrig., 1986. 9, V3, p. 155-157.

143. Phan P.A., Drid. Decongelation des peches par micro on des etude comparative de divens traitements de decougelation. Refrig. Congelat. Entre-poset transpiaspects float tachizi, 1978, p.211 -225.

144. Philippon V. Progress recents dans i"irolustrie surgelation des legunies // Revue Generale du Froid. 1990. - v. 80. -N 1, p. 23-26

145. Placzek R., Kunis J. Gefrierenvon Lebensmitteeln mit flussigem Freon // Lebensmitt. 1990, N 10, s. 23-28

146. Prior Amy. Change is underway in the vegetable field. Food Manuf, 1993, 68, V 5, p.29-30.

147. Remi J. Moderm freezing facilities // Int. J. Refrig. 1987. - v. 10. - N3. -p. 165-171

148. Slade E. Carbon-diexide a versatile cryogenic // Food Processing, 1992, v. 51, N. 613, p. 27-29

149. Scott E., Heldmand. Simulation of temperature dependent quality deterioration in frozen foods. J. Food End., 1990, V. 11, p. 43-65.

150. Spiro freezer offer minimum LN2 consumption. Food Processing, 1982, V. 6, p. 117.

151. Surgelation une logique industrielle. Process Mag., 1995, V 1101, p.36-38.

152. The frozen-food market in Spain. Bull JJR, 2000, V.2, p. 4.

153. The quick-frozen food market in Germany. Bull JJR, 2000, V.2, p. 42.

154. UK: the British quick-frozen food market. Bull JJR, 2000, V.l, p. 91.

155. UK: the British quick-frozen food market in buoyanut. Bull JJR, 2000, V.2, p. 84.

156. Versatile tunnel freezer. Food Engineering International, 1984 v. 5, p.75.