автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.13, диссертация на тему:Тепловая стерилизация плодовоовощных консервов (теория и практика)

Б ОД

^ 0 ^ ^дьссийская Академия сельскохозяйственных наук

На правах рукописи УДК 664.8.036.536(043)

Бабарин Виктор Петрович

ТЕПЛОВАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПЛОДООВОЩНЫХ КОНСЕРВОВ (теория и практика)

специальности

05.18.13 "Технология консервирования пищевых продуктов" 05.18.12 "Процессы, машины и агрегатЬ *п' 'ОЙ промышленности"

I '.сертация на соискание уч ной степени доктора технических наук в виде научного доклада

Москва, 1994 г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте консервной и овощесушильной промышленности

Официальные оппоненты—доктор химических наук, профессор,

академик Академии технологических наук РФ В.Н. Голубев, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии холода РФ, заслуженный деятель науки и техники РФ Б.И. Леончик.

доктор технических наук,старший научный сотрудник В.А. Воскобойников

Ведущая организация—Научно-исследовательский институт пищекон-центратной промышленности и специальной пищевой технологии

Защита состоится » UicacpJ 1994 года в >1 часов на заседании специализированного Совета Д 020.81.02 при Российской Академии сельскохозяйственных наук по адресу : 117218, г.Москва, ул. Кржижановского, 15 корп.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Отзывы на научньф'доклад ( в двух экземплярах), заверенные печатью учреждения, просим направлять в адрес специализированного Совета.

Научный доклад разослан JfbMtSfu 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук

Э.М.Рыбалова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стерилизация консервов является .основным 1л вершающим процессом их производства, имеет своей целью подавление лзнедеятнльности микроорганизмов, опасных для здоровья человека и ли) микроорганизмов, вызывающих порчу продукции, а также инактивацию ерментных систем, действие которых приводит к нежелаемым изменениям нестеа продукции. Достижение этих целей должно осуществляться при ус-эвии максимального сохранения органолептических свойств и пищевой цен-ости готовых консервов, их герметичности и нормального внешнего вида.

Важно также стремиться к снижению трудо- и энергозатрат на стери-изацию консервов,Очевидно, что решение вышеуказанных задач затрудни-ельно или вообще невозможно без достаточного научно-технического обос-ования, выполненного с привлечением современных средств вычислитель-юй техники и приборного оборудования. '

Научно-исследовательские работы по изучению, обоснованию и реа-(изации современных высокоэффективных технологий и оборудования для ггерилизации консервов проводились во Всероссийском научно-исследова-'ельском институте консервной и овощесушильной промышленности Россий-;кой Академии сельскохозяйственных наук под руководством и при негтос-эедственном участии автора. Реализация результатов научно-исследовательских работ осуществлялась с привлечением ученых и специалистов МОКБ "Горизонт", агрегатного завода "Рубин", НПО "Агат", СКТБ "Продмаш", ПО "Балтийский завод", СКБК, "КБ им. академика В.П.Макеева", ПО "Комета", завода им. А.М.Горького, УкрНИИПродмаш и заводов отрасли.

Цель и задачи работы. Цель работы — создание научно-технической базы совершенствования тепловой стерилизации консервов, реализация на этой основе высокоэффективных технологий и оборудования для стерилизации консервов в промышленных условиях, а также обеспечение промышлен-

.Ности научно-обоснованными рекомендациями по технологии стерилизацу и эксплуатации стерилизационного оборудования.

Согласно вышеуказанному решались следующие задачи:

Создание теплофизической и теплотехнологической основы сове| шенствования процесса стерилизации консервов, в том числе:

— разработка методов и приборного обеспечения исследований те1 лофизических и реологических характеристик консервов,

— проведение исследований теплофизических и реологических хара теристик консервов,

— разработка методов расчета температурной кривой наименее прс греваемой точки кондуктивно прогреваемых консервов в автоклавах, стер1 лизаторах и пастеризаторах непрерывного действия и полей температуры продукте по всему объему с целью оптимизации температурно-временнь; параметров процесса их стерилизации,

Создание нормативно-технической базы отрасли по разработке ре жимов стерилизации консервов , в том числе:

— научное обоснование режимов стерилизации консервов;

— исследований способов интенсификации процесса стерилизаци консервов за счет повышения температурного уровня процесса, ротации СВЧ-нагрева;

— научное обоснование новых схем и конструкций стерилизационнс го оборудования и создание нового поколения такого рода оборудования* ка периодического, так и непрерывного действия.

Научная новизна. На базе развития фундаментальных результатов те ории нестационарной теплогуэоводности разработаны технологические оснс вы совершенствования тепловой стерилизации консервов. Созданы матемг тические модели процесса теплопереноса при стерилизации консервов п наименее прогреваемой точке при переменных граничных условиях, хара* терных для современного стерилизационного оборудования, имеющего д 15 температурных зон. Модели позволяют прогнозировать технологически!

емпературно-временные параметры процесса стерилизации, гарантирующие ромышленную стерильность вырабатываемых консервов и выбирать наибо-ее оптимальные ( с точки зрения энергозатрат ) типоразмеры тары для выра-10тки данного вида консервов, Разработаны алгоритм и программа расчета с юмощью современных ЭВМ полей температуры по объему кондуктивно-про-ревремых консервов, использование которых дает возможность оптимизиро-;ать качество консервов по одному или нескольким технологическим показа-елям за счет подбора оптимальной температуры и продолжительности сте-нчлизации конкретного вида консервов в данном виде тары. Применение )той программы позволяет прогнозировать влияние технологических режимов подготовки продукции на ее качество после стерилизации с использованием впервые полученных автором данных по теплофизическим и реологиче-:ким характеристикам консервов при повышенных температурах с помощью :пециально разработанных приборов и установок.

Теоретически и экспериментально обоснованы способы интенсификации процесса стерилизации ( ротация,- высокие температуры, СВЧ-энергопод-вод, поточность). При этом было показано, что при стерилизации консервов в СВЧ-поле отсутствует специфическое воздействие электромагнитного излучения на отмирание микроорганизмов и летальность процесса определяется только тепловым воздействием на микроорганизмы. Для ротационной стерилизации показано, что величина требуемой летальности должна быть выше таковой при статической стерилизации.

Разработана новая двухступенчатая технология стерилизации фруктовых консервов и маринадов с применением СВЧ-энергии.

Впервые создана математическая модель теплотехнологии секции охлаждения пневмогидростатического стерилизатора, состоящей из 7 температурных зон. Модель позволяет определять оптимальные режимы работы сек-' ции охлаждения стерилизатора с точки зрения расходования энергоносителей.

Практическая значимость работы. На основе выполненных иссле/ ваний впервые разработаны и созданы:

— система "Август-Р" для микропроцессорного управления процс сом стерилизации консервов в вертикальных автоклавах,

— автоклавы с системой "Август-Р" марки Б6-КА2-В-2.МП,

— усовершенствованные вертикальные автоклавы с ручным управ/ нием (Б6-КА2-В-2.Т, Б6-КА2-В-2.С),

— СВЧ - комплекс для пастеризации консервов и маринадов в cté лянной таре,

— техническая документация на ротационный автоклав, стерилизат! непрерывного действия СПГ-1, пастеризатор непрерывного действия ПК1-серию горизонтальных автоклавов, универсальную линию стерилизации ко сервов детского питания, автоклав для домашнего консервирования,

— инструкция по монтажу, санитарной обработке и эксплуатации ст рилизационного оборудования,

— методические материалы по разработке режимов стерилизацк консервов в автоклавах, стерилизаторах и пастеризаторах непрерывного де ствия,

— программы по обучению персонала стерилизационных отделений

— 1900 режимов стерилизации консервов в таре различных типо-ра меров для автоклавов 9 типов,

— 105 режимов стерилизации консервов в аппаратах непрерывно! действия 12 типов,

— нормативно-техническая документация по разработке и внедрени технологии стерилизации консервов,

— установки для проведения теплофизических и реологических иссл дований.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на з седаниях секции "Новые методы консервирования" ГКНТ СССР (196! 1975), на Всесоюзной научно-технической конференции по вопросам теору

и практики стерилизации и пастеризации пищевых продуктов (Одесса, 1975), на Всесоюзной научно-технической конференции по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пищевых продуктов (Махачкала, 1981), на Всесоюзной отраслевой научно-технической конференции "Состояние и перспективы работ по улучшению качества и расширению ассортимента рыбных консервов, создание средств механизации" (Калининград, 1986), на координационнм совещании по проблеме "Совершенствование техники и технологии стерилизации консервов из гидрстрионтов" (Одесса, 1989), на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы энергетики теп-лотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье" (Москва, 1994), на III Международном симпозиуме "Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания" (Москва, 1994), на Международной конференции "Konzervarenske dny" (Brno,1988), на заседаниях Ученого Совета ВНИИКОП (1969—1994 гг.).

Публикация результатов исследований. Основные научные положения диссертации опубликованы в трех книгах, 68 статьях и брошюрах и защищены 4 авторскими свидетельствами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Во всех странах с достаточно развитой консервной промышленностью, в том числе и в Российской Федерации, технологии производства консервированной продукции, и в первую очередь - их стерилизации, уделяется большое внимание. Это определяется тем, что нарушения в стерилизации могут быть причиной повышенного брака консервов и, что еще хуже, причиной пищевых отравлений. В Российской Федерации, как и в других странах, введены и действуют научно-обоснованные инструкции и правила, обязательные как для персонала консервных предприятий, так и сотрудников научно-исследовательских организаций, в первую очередь строго регламентирующие наиболее ответственный этап производства консервов - процесс стерилиза-

5

ции. Они периодически пересматриваются и уточняются в соответствии с ре зультатами научно-исследовательских работ, задачами промышленности к требованиями органов здравоохранения. Одновременно осуществляется модернизация аппаратурного оформления процесса стерилизации с учетом результатов научных исследований и личного опыта.

Значительный вклад в развитие научных основ теории тепловой стерилизации консервов внесли отечественные ученые: В.И.Рогачев, Б. Л.Флау-менбаум, Н.Н.Мазохина-Поршнякова, М.С.Аминов, Я.Г.Верхивкер и др. Основываясь на фундаментальных трудах перечисленных выше отечественных и ряда зарубежных ученых (Ч.Болл, М.Айснер, К.Хаякава, Ч.Стамбо и др.), автор провел исследования в области стерилизации консервов, на основании которых была разработана научно-обоснованная нормативно-техническая база по технологии стерилизации консервов, и обосновал ряд методов интенсификации процесса стерилизации. Полученные результаты использовались конструкторскими организациями с участием автора при создании нового оборудования для стерилизации консервов.

1. Исследование физических характеристик консервов и приборное оснащение исследований по прогреваемости консервов.

К теплофизическим характеристикам, непосредственно оказывающим влияние на тепловые процессы, относятся коэффициент теплопроводности А , удельная теплоемкость с, коэффициент температуропроводности а и плотность р.

На основе проведенного анализа [1]для определения вышеуказанных характеристик жидких и пюреобразных консервов, были выбраны следующие методы:

— для определения плотности — пикнометрический метод, для реализации которого была разработана установка, исключающая ( за счет создания давления с помощью сжатого азота) испарение влаги из продукта,

— для определения коэффициентов тепло- и температуропроводно-:ти— зондовый метод, позволяющий из одного эксперимента получать обе >ти характеристики. Была создана специальная установка (рис.1), основной шстью которой является зонд, снабженный трубчатым электрическим нагре-)ателем, заполняемым исследуемым продуктом, по оси которого размещает-:я центрируемая термопара.

ОН

Гт)

^МД-А-

1

--------1----

--------1----

1

и

0С

и-----0.„„,

I____

—1>||||-* с,

с-----1

Рис.1 Схема установки для определения теплофизических параметров зондовым методом. 1— буферный сосуд, 2—термостатная камера, 3—реостат, 4—батарея питания зонд«, 5— ключ, 6—амперметр, 7—потенциометр, 8—батарея питания потенциометра, 9—гальванометр, 10—электрический нагреватель

С помощью описанных выше установок были впервые получены данные по теплофизическим характеристикам наиболее распространенных отечественных пюреобразных консервов для детского питания и томатопродук-тов[3] ,[4] ,[5] ,[8].

Теплофизические параметры томатопродуктов при температурах Т от 292К до 353 К и содержании сухих веществ (пСух) от7.2 до 37% могут быть определены из уравнений:

р= 1.007+4.75 10"3 пСух—5.0 10"4(Т—273) г/см3

а= 1.53 10"7—0.97 10~9 псух+0.16 10~9(Т—273) м2/с

А= 77.2 10"2—1.14 10"2 Псух+11.2510"4(Т—273) Вт/м К с= 4.76 103—6.29 пСух+6.71(Т—273) Дж/кг К

Эти же характеристики были определены для пюре из яблок и абрикосов, пюре из яблок и вишен,пюре из яблок, тыквы и моркови и пюре из тыквы

с рисом (Таблицы 1-4).

Таблица 1

Плотность (г/см3)

Продукт Температура,°С

20 30 40 50 60 70 80

I поре из яблок и абрикосов 1.107 1.105 1.101 1.097 1.092 1.086 1.079

Пюре из яблок и вишен 1.095 1.092 1.089 1.087 1.084 1.081 1.078

Пюре из яблок тыквы и моркови. 1.074 1.069 1.064 1.060 1.055 1.051 1.046

Пюре из тыквы с рисом 1.089 1.084 1.078 1.073 1.068 1.62 1.057

Пюре яблочное со сливками и сахаром 1.057 1.048 1.045 1.041 1.035 1.030 1.024

Коэс Таблица 2 эфициент теплопроводности (Вт/м К)

Продукт Температура ,°С

20 30 40 50 60 70 80

Пюре из яблок и абрикосов 0.472 0.478 0.484 0.491 0.497 0.504 0.510

Пюре из яблок и вишен 0.511 0.524 0.537 0.550 0.563 0.576 0.589

Пюре из яблок, тыквы и моркови 0.521 0.529 0.538 0.546 0.554 0.563 0.571

Пюре из тыквы и моркови 0.465 0.482 0.499 0.517 0.534 0.552 0.569

Таблица 3

Коэффициент температуропроводности (107 м2/с)

Продукт Температура,°С

20 30 40 50 60 70 80

1юре из яблок и 1.205 1.180 1.150 1.135 1.110 1.087 1.065

абрикосов

1юре из яблок и 1.350 1.330. 1.310 1.290 1.270 1.250 1.225

зишен

Пюре из яблок, тыквы 1.260 1.230 1.205 1.175 1.145 1.120 1.090

и моркови

Пюре из тыквы с 1.245 1.220 1.190 1.160 1.130 1.100 1.075

рисом

Таблица 4

Удельная теплоемкость (Дж/кг К)

Продукт Температура /'С

20 30 40' 50 60 70 80

Пюре из яблок и абрикосов 3285 3287 3290 3292 3295 3297 3300

Пюре из яблок и вишен 3286 3329 3372 3415 3458 3501 3544

Пюре из яблок, тыквы моркови 3631 3636 3642 3647 3653 3658 3663

Пюре из тыквы с рисом 3217 3276 3334 3339 3451 3510 3568

Основной интерес для разработки режимов стерилизации консервов представляет коэффициент температуропроводности. Вследствии этого при дальнейших исследованиях основное внимание было уделено определению

именно этого параметра. Для проведения исследований при температурах 120°С была разработана установка, основными частями которой являлись ^ тра-термостат с глицерином в качестве греющей среды и а-калориметр сг циальной конструкции, позволяющий проводить исследования при повыше н.ых температурах и давлениях. Данные, полученные при проведении исс; дований [6], приведены в таблице 5.

Таблице

Коэффициенты температуропроводности (aloV/c)

Продукт Температура,К

338 348 358 368 378 388 398

Суп кубанский со свининой и рисом 1.50 1.83 1.86 188 1.86 1.82 1.78

Фасоль с белком 1.47 1.89 2.04 2.12 2.14 , 2.11 2.09

Каша гречневая с мясом 1.50 1.87 1.97 1.94 1.80 1.61 1.54

Икра кабачковая 1.33 1.40 1.47 1.51 1.50 1.50 1.50

Пюре из зеленого горошка 1.2В 1.43 1.50 1.53 1.50 1.45 1.42

Пюре из яблок с сахаром 1.17 1.31 1.35 1.36 1.38 1.39 1.39

При дальнейшем проведении работ были использованы полученнь

нами ранее данные по прогреваемости консервов. В самом деле, металлич!

екая цилиндрическая консервная банка, по сути дела, представляет собой ц|

линдрический а-калориметр и, следовательно, термограммы прогрева консе|

вов в автоклаве после сответствующей обработки могут быть использован

для определения их коэффициента температуропроводности [ 9]. Для это

цели строится график зависимости ln(Ta—Тк) от времени прогрева. (Та — теп

пература греющей среды автоклава, Тк — температура консервов). Из лине( Ю

Коэффициенты температуропроводности консервов

Продукт а 107,м2/с Продукт. а 107,м2/с

Щи из квашеной капусты с мясом 2.0 Икра овощная с белком 1.2

Свекольник 1.6 Фрикадельки в томатном соусе 1.8

Щи из свежей капусты 2.5 Паштет печеночный 1.5

Щи из свежей капусты с мясом 2.1 Рис отварной с'мясом 1.9

Рассольник 2.3 Суп картофельный с мясом' 1.6

Рассольник с мясом 1.7 Картофель тушеный с мясом 1.9

Борщ из квашеной капусты с мясом 2.6 Рагу овощное с мясом 1.4

Борщ из свежей капусты с мясом 2.8 Суп рисовый с овощами и мясом 1.4

Икра из баклажанов домашняя 1.4 Суп гороховый с мясом и зеленью 2.1

Икра из баклажанов по-черкесски 1.2 Суп питательный с мясом и казеинатом 1.8

Баклажаны, нарезанные кружками 1.3 Суп питательный с мясом и соей 1.5

Баклажаны с болгарским перцем 1.4 Плов с бараниной 1.9

Перец резаный с фаршем 1.1 Горох с овощами и мясом 1.8 '

Смесь овощная 1.6 Фасоль с овощами и мясом 2.3 '

Гогошары в томатном соусе i.3 Каша по-тамбовски с мясом 2.2

Горох с говядиной 1.5 Каша гречневая с мясом "Особая" 1.8

Перец резаный с Фаршем в томатном соусе 1.2 Каша гречневая с мясом и казеинатом 1.9

Икра любительская 1.4 Каша гречневая с мясом и соевым белком 1.7

ной части этого графика определяется темп нагрева консервов "т", с п< мощью которого определяется величина коэффициента температуропрово/ ности консервов: а = к т (1)

Указанным способом были определены коэффициенты температурог роводности ряда распространенных консервов, которые в дальнейшем был использованы при разработке режимов стерилизации (таблица 6).

Представляет значительный научный и практический интерес получе ние данных по реологическим свойствам текучих продуктов консервировани для расчета трубопроводных систем и систем стерилизации консервов в пс точных теплообменных аппаратах. При этом основное внимание было уделен изучению реологических параметров яблочного пюре, томатопродуктов I пюреобразных продуктов для детского питания, для разработки соответству ющего оборудования. Исследования проводились с помощью усовершенство ванного вискозиметра Воларовича [10] и с помощью вискозиметра Реотест. [ результате проведенных исследований были получены данные по реологиче ским параметрам томатопродуктов, яблочного пюре и ряда консервов дп: детского питания [8] ,[11-13].Эти данные были обработаны математически I представлены в виде уравнений, связывающих вязкость со скоростью сдвига температурой и содержанием сухих веществ. Форма кривых течения всех ис следованных продуктов, наклон которых уменьшается с увеличением скоро сти сдвига, позволяет отнести эти продукты к категории вязкопластичных тел вязкость которых зависит от действующего напряжения сдвига й. Зависи мость вязкости всех исследованных продуктов от скорости сдвига, как нам1> установлено, состоит из двух областей, что проявляется в разном наклоне кривой течения в логарифмических координатах, при этом в области высоки) скоростей сдвига наклон кривых зависимости вязкости от скорости сдвиге уменьшается.

Вязкость томатопродуктов в диапазоне изменения сухих веществ пСу> от ^7.2 до 30% при температурах от 20 до 50°С может быть определена из уравнений:

7= (3.2 10"-—6.Е5 1СГг) г,¿Ух О" ' _(Па с) у] = (4.2 10"2—3.6 10"4г)п?у?; й"0'71 (Па с}

Первое уравнение применимо при скоростях- сдвига до 28 1 /с. а свы-]е этого значения применяется второе уравнение.

Для гомогенизированного яблочного пюре с содержанием сухих ве-деств от 20 до 35% при температурах Т от 25 до 70°С вязкость может быть пределена из уравнений:

?,>= 0.7Ю"°-78 п§уХ (1/Т —2.61 10"3) Пас

>Г 0.2430"0'51 п?ух (1/Т—2.61 Ю-3} Па с

где первое уравнение справедливо при скоростях сдвига О меньше 52 /с, а второе — при скоростях сдвига Э более 52 1/с.

Данные по вязкости консервов для детского питания приведены в таб-

ице 7.

Таблица 7

Вязкость консервов для детского питания.

Консервы Вязкость продукта, Па с Граничная скорость сдвига, 1/с

Пюре из яблок со сливками и сахаоом 13.50"°-75(1—1/95) 5,ОЭО"° 54(1—1/951 менее 61 более 61

Суп-пюре овощной 2.64* 1030"0'73 Г1,4 1 С55*103Г/°'53 Г1'24 менее- 9.12 Г1,6 более 9.12т"1'6

Пюре из ГЫГ.П: I г.

Г"} ,

-! / 74)

¡мене-:

|менле

¡болей

.. ( _ —

12

Пюре :б;\-;>.

Пюр ; из '.б/,-,". ■ н г1'■: 1 ■.'

61

50 50

40 • 0

Ассортимент пюреобразных консервов постоянно расширяется, > создает трудности при исследовании их характеристик, в том.числе и рео гических. В силу этого была проведена работа [14] ,[27] по исследованию В' можности представления реологических характеристик пюреобразных к< сервов в виде обобщенной температурно-инвариантной зависимости, что I зволило бы сократить объем экспериментов.

Температурно-инвариантная зависимость имеет вид:

г; =чнб ЧО V нб) (2)

где г/ нб — наибольшее значение динамической вязкости, Па с

О — скорость сдвига, 1 /с " Величина г] нб определяется экстраполяцией кривой течения продук в координатах ц= Цт), где г — напряжение сдвига, к нулевому значению н пряжения сдвига в полулогарифмических координатах. Графики зависимое наибольшего значения динамической вязкости от температуры для всех ис ледованых пюреобразных продуктов в координатах |;нб= ^ЮОО/Т) в полулог рифмической анамормозе представляют собой прямые линии с одинаковы наклоном к оси абсцисс. Такого рода характер зависимости дает возмо) ность определять наибольшую динамическую вязкость в широком диапазоь изменения температур на основании значения г) нб при одной какой-либо тe^ пературе. Достаточно отложить имеющееся значение )/нб на оси ординат координатах?; Нб=^1000/Т) в полулогарифмической сетке координат и пров( сти через эту точку прямую, параллельную зависимости </ нб= ЯЮОО /Т) дл исследованых ранее продуктов.

На основании полученных данных была построена обобщающая тег^ ■ пературно-инвариантная зависимость ?//>/ нб = I1 (О нб), представляющая сс бой прямую линию в логарифмических координатах. Все экспериментальны значения динамической вязкости для всех исследованных продуктов отклони ются относительно этой прямой линии с разбросом, не превышающиг ± 25%. Применение такого рода зависимости позволяет определить вязкост продуктов в более широком диапазоне изменения температуры и скоростей

ига, чем это возможно только экспериментальным путем, при ограничен: исходных данных — только по величине 1] нб при одной температуре.

Расчет перепада давления при течении пюреобразных продуктов ре-юндуется проводить с помощью коэффициента сопротивления в уравне-I Дарси:

,н/м2 (3)

п

гдер— плотность продукта, кг/м

\Л/ — средняя объемная скорость движения продукта, м/сек 1_, Э — длина и диаметр трубопровода, м Коэффициент сопротивления Я определяется из уравнения:

Ре* 4 '

Обобщенный критерий Рейнольдса Ре* определяют следующим обра

Ке* - -^Г-ТГ- (5)

р\Л/Р + 6 /М/?

7пл — пластическая вязкость,Я с

то — предельное напряжение сдвига, Па

Были проведены опыты по определению перепада давления на двух зновках с разомкнутым и замкнутым контуром течения. Результаты экспертов показали возможность определения потерь давления при течении 1еобразных продуктов по трубам с помощью модифицированного крите-Рейнольдса.

Экспериментальная проверка расчетов по прогреваемости консервов гработка режимов стерилизации консервов в лабораторных и производст-ных условиях вызвали необходимость разработки аппаратуры и методики ведения исследований, позволяющих получать надежные результаты.

Современный лодход к разработке режимов стерилизации консервов мом общем виде заключается в определении условий нагревания консер-

при которых фактическая летальность процесса стерилизации в отноше-

15

нии микрофлоры 1_го была бы не меньше требуемой летальности Р0 процесс? стерилизации . Таким образом, требуется выполнение условия

Ц0 гРо (6)

где г — температурный фактор, выражаемый в количестве, градусов, на которое необходимо изменить температуру нагрева микроорганизмов, чтобы время термической смерти изменить в 10 раз, г0 — базовая температура (121.1°С; 100°С) При расчете требуемой летальности предполагается, что все микроорганизмы сосредоточены в одной точке консервов, причем наименее прогреваемой.

Такой подход, естественно, дает несколько жесткое условие для режимов стерилизации, поскольку в реальности микроорганизмы распределены по всему объему консервов и при этом совершенно непредсказуемым образом. Именно в силу последнего такой подход к разработке режимов стерилизации консервов принят в консервной промышленности во всех странах .

До принятия этого фундаментального условия разработка режимов стерилизации в определенном смысле осуществлялась "вслепую" — исходя из практического опыта или из каких-либо иных условий осуществлялась стерилизация данного вида консервов в данном типоразмере тары при нескольких режимах, отличающихся длительностью этапа собственно стерилизации. Далее, по прошествии определенной (не менее трех месяцев) выдержки консервы анализировались на промышленную стерильность и тот режим, который давал отсутствие микробиологического брака при соответствии качества требованиям нормативно-технической документации, передавался на консервный завод для промышленной проверки. И только при положительном результате промышленной проверки режим стерилизации направлялся в промышленность для массового внедрения. Такой подход, конечно, гарантировал доброкачественность вырабатываемой консервированной продукции, но, как видно, из вышеизложенного, был весьма длительным.

В силу этого рациональность подхода к разработке режимов стерилизации на основании температурной кривой наименее прогреваемой точки консервов представляется очевидной.

Для реализации этого подхода во ВНИИКОП было разработано необходимое приборное оборудование для снятия термограмм прогрева консервов [16], [18].

Были проведены эксперименты по определению наименее прогреваемой точки в консервах, прогреваемых за счет различных механизмов передачи тепла (кондукция, конвекция) в таре различных типоразмеров. Было установлено, что в продуктах, прогреваемых в основном за счет теплопроводности и фасованных в стеклянные банки, наименее прогреваемая точка находится в геометрическом центре продукта, местоположение которого (h) можно

определить (отсчет от крышки банки) по формуле:

h = H6^hcn+hcni (?)

где Нб — высота банки, мм

hen— высота свободного пространства в банке, мм

Наименее прогреваемая точка в консервах, нагреваемых в основном за счет теплопроводности и фасованных в металлическую тару, находится в геометрическом центре банки.

Местоположение наименее прогреваемой точки в консервах, нагреваемых в основном за счет конвекции, показано в таблицах 8 и 9.

Таблица 8

Местоположение наименее прогреваемой точки в стеклянных банках

Обозначение стеклянной банки Расстояние от выпуклой части дна банки, мм

83-3; 83-6; 1-82-3000; 1-82-2000 16

83-2; 1-82-1000; И-82-800; III-82-800; 11-82-650; III-82-650 9

83-1; I-82-500; II-68-350; III-68-350 7

Таблица

Местоположение наименее прогреваемой точки в металлических банках

Обозначение металлической банка Расстояние от дна банки, мм

14 12

9 10

- 12 7

3 5

В качестве примера на рис.2 приведена термограмма прогреваемое! консервов "Морковь натуральная резаная кубиками" в стеклянной банке 1-8! 500 и кривая изменения летального эффекта по высоте банки. Как видно, ме( тоположение наименее прогреваемой точки по этим данным устанавливаете вполне отчетливо и однозначно. Аналогичные данные были получены и для 01 тальных типоразмеров тары.

Рис.2 Кривая прогреваемости консервов "Морковь натуральная резаная

кубиками" в с/б 1-82-500 (1) и изменение фактической летальности по высоте банки (2) при стерилизации в автоклаве.

Для расчета летальности при определении стерилизующего эффекта [ми было разработано устройство, которым комплектовался стандартный са-зпишущий потенциометр, измеряющий показания термопар [19].

При проведении технологических и тепловых расчетов процесса сте-тизации в проточных теплообменниках консервов были приняты следую-/1е основные положения:

— время пребывания продукта в секции выдержки рассчитывается по жсималь юй скорости движения продукта, т.е. по скорости продукта на оси тока,

— в секции выдержки продукт находится в изотермических условиях,

— летальное воздействие на микроорганизмы, содержащиеся в про-кте, в секциях нагрева и охлаждения не учитывается;

Расчет максимальной скорости движения продукта производится по ответствующим формулам в зависимости от его реологических свойств

Ч-

При проведении дальнейших исследований нами использовалось при-рное оборудование, выпускаемое датской фирмой "Эллаб" и немецкой фмой "Тестотерм", усовершенствованное с учетом наших требований.

Датская фирма "Эллаб" разработала и поставила термопары длиной 30 м для проведения теплофизических экспериментов в пастеризаторах прерывного действия и термопары с увеличенной рабочей частью, приспо-бленные для проведения измерений в таре вместимостью до трех литров.

Фирма "Тестотерм" выпускает приборы Тестостор, состоящий из мольного блока, снабженного двумя датчиками температуры и двумя датчика-I давления для проведения измерений в банке и в стерилизаторе. Работа гчиков программируется с помощью микроЭВМ, которая задает темп изме-ний и микробиологические параметры для расчета стерилизующего эффек-На выходе из дтерилизационногр аппарата данные измерений, хранящие-в памяти мобильного блока, расшифровываются с помощью микроЭВМ и впечатываются на принтере. По нашим требованиям фирма изменила кон-

струкцию уплотнения мобильного блока, вследствие чего он был успешно применен при проведении измерений в стерилизаторах непрерывного действия, работающих под давлением, а также в пастеризаторах непрерывного действия и автоклавах. Для микроЭВМ, комплектующей прибор Тестостор, нами были разработаны программы ТЕБТСШ для расчета температуры в консервах, стерилизуемых в том или ином аппарате и на основе полученных данных производился предварительно расчет параметров режима стерилизации, измеряемых в дальнейшем с помощью мобильного блока.

2. Расчетный метод определения режимов стерилизации консервов в

автоклавах.

На основе полученных значений теплофизических характеристик консервированных продуктов была решена задача об их прогреваемости при стерилизации в автоклаве.

Математически задача состоит в решении дифференциального уравнения теплопроводности для ограниченного цилиндра при переменных граничных условиях. Тепловое сопротивлени стенок металлической банки при этом не учитывается из-за его малой величины [20] ,[26]. При этом считается,что теплообмен на поверхности цилиндра достаточно интенсивен (В1-* оо ) и для продукта, фасованного в металлическую тару, можно принять, что температура его поверхности в любой момент времени равна температуре окружающей среды.

Зависимость температуры греющей среды от времени при стерилизации консервов в автоклаве четко разбивается на три этапа — этап линейного роста температуры (подогрев), этап постоянного значения температуры (собственно стерилизация) и этап линейного уменьшения температуры (охлаждение). Математически это записывается следующим образом: На этапе подогрева: 0 < т< п

гСр= + Ь1 г (8)

На этапе стерилизации: г] < г < 12

tcp= t?p + bm (9)

На этапе охлаждения: r¿ < r <13

tcp= t°p +btn — b2T (10)

где t°p— начальная температура среды,°C

bi — скорость подъема температуры среды,°С/с Ьг — скорость охлаждения среды, °С/с Решение уравнения теплопроводности на первом этапе процесса сте-пизации производили, применяя интегральную теорему Дюамеля к прометку времени 0 — ri . Полученное нами решение записывается следующим разом:

lz_ío=Í£P_z!oo(Foh) + blEQ(Foh) (11)

где—<£(F0h) и ¡2(F0h)—безразмёрные функции На втором этапе — этапе собственно стерилизации уравнение тепло-эводности решалось при начальном распределении температуры в цилинд-по радиусу г и высоте z, установившемся в ней к моменту времени г = г\ и ределяемом решением, полученным для первого этапа процесса стерили-

-1ии.

Решение для второго этапа находилось классическим методом разде--шя переменных и в окончательном виде записывалось следующим обра-

l^o=^ZÍo0(Foh)+^Q(Foh) -bl(^IÜQ(Fohi), (12) 2

где Foh 1 =a(r-ri)/h — число Фурье, соответствующее моменту эмени , отсчитываемому от начала собственно стерилизации, т.е. от значе-я г= Г1

На третьем этапе, этапе охлаждения, когда температура окружающей еды снижается по линейному закону, в качестве начального условия прини-лось начальное распределение температуры, установившееся в цилиндре радиусу г и высоте г < моменту времеии z=r¡ . Решение уравнения тепло-оводности для этого ттапа записывается следующим образом:

1о

_ Ьч(г — Т1) 1о

О(РоЬ0 ~Ь2{ТХо С)О(Р0Ь2) •

(13)

где Р0^2=а(т-г2)/Ь — число Фурье, соответствующее момент времени г , отсчитываемому от начала этапа охлаждения, т.е. от значения г 12.

Для удобства решения прикладных задач, связанных с практически! применением полученных аналитических решений, значения - функци £2(Р0ь) и Ф(Яоь) были рассчитаны для центра металлических банок и привс дятся в таблицах [21].

Расчеты функций выполнены для значений чисел Фурье от 0.01 д 10.00 и для в интервале от 0.1875 до 2.0. Выбранные значения чисел

соответствуют размерам цилиндрической металлической тары, наиболее рас пространенной в консервной промышленности.

На рис. 3 и 4 приведено в качестве примера сопоставление расчетны и экспериментальных кривых прогреваемости "Каши рисовой с мясом " в бак ке 13 и "Томатной пасты" в банке 4.

не -

«9

«5

ю м ео ю

ПроЗалмительность прогреби, тин

■ Рис. 3 Кривые прогреваемости "Каши рисовой с мясом" в банке 13 по

15-60-15

режиму г

120°С

1— температура теплоносителя, 2— рассчитанные значения температур в центре банки, 3—данные прогрева в автоклаве

Ни

Рис. 4 Кривые прогреваемости "Томат-пасты" в банке 4

20-15-20

по режиму---

100 С

1—температура теплоносителя, 2— рассчитанные значения температур в центре банки, 3— данные прогрева в автоклаве, 4— кривая летальности по теоретическим значениям температур

Как видно, теоретические и экспериментальные кривые с точностью до 5% совпадают, что говорит о том, что предлагаемый метод математического расчета прогреваемости консервов в металлической таре, несмотря на ряд ограничений, накладываемых при практическом применении расчетных методов, может быть применен при моделировании процессов стерилизации теплопроводных продуктов. Указанное подтверждается и данными таблицы 10, где приводятся экспериментальные и теоретические значения летальности режимов стерилизации некоторых консервов в металлических банках [21].

Таблица

Экспериментальные и теоретические значения летальности режимов стерилизации консервов

Продукт Обозначение банки Режим стерилизации Ь факт-» мин Ь расч., мин

Говядина тушеная 12 20-75-30 120 17.5 17.0

Борщ из квашеной капусты с мясом 9 20-40-20 120 10.5 10.0

Борщ из свежей капусты с мясом 9 15-45-20 120 12.0 12.9

Щи из квашеной капусты с мясом 9 20-45-20 120 14.0 13.6

Щи из свежей капусты с мясом 9 25-40-25 120 10.0 10.2

Рассольник с мясом 9 20-50-20 120 15.3 15.0

Получение аналитических уравнений, необходимых для расчета тег пературной кривой в наименее прогреваемой точке для консервов, фасова» ных в стеклянную тару, является более сложной задачей по сравнению со от чаем консервов, фасованных в металлическую тару. Это определяется тег. что в данном случае невозможно пренебречь наличием тары из-за ее низко теплопроводности и необходимо решать уравнение теплопроводности дл двухслойного цилиндра - стеклянная банка (наружный слой ) и продукт (внут рений слой).

Решения уравнения теплопроводности для каждого из слоев "сшива лись" на границе их раздела. При этом предполагалось, что внутренние источ ники и стоки тепла отсутствуют и температуры слоев на границе раздела рав ны. Прогреваемость стенки стеклянной банки и продукта зависит от соотно

, ,-31

шания их коэффициентов температуропроводности а =У — , отношения ко

Эо

„ А1 , -- Во

эффициентов теплопроводности С= ^ и толщины стенки банки Е=

где а0, Ао — коэффициенты температуре- и теплопроводности продукт

а

ак Я1 — коэффициенты температуро- и теплопроводности стекла ;м2/с) и (Вт/м К)

Яо и — внутренний и наружный радиусы корпуса банки, м Известно, что для большинства кондуктивно прогреваемых продуктов знечения коэффициентов температуропроводности лежат в диапазоне (1—

-7 1

2.8)10 м /с, значения коэффициентов теплопроводности лежат в диапазоне (0.26—1.35)Вт/м К. Коэффициенты температуропроводности и теплопровод-

7 1

ности стекла составляют, соответственно 4.4 10" м /сек и 0.75 Вт/м К. Таким образом параметр С= 0.5—3; параметр сИ1—2; параметр Е=0.93 принимали одинаковым для всех рассматриваемых банок. Предварительно проведенные расчеты прогреваемости двухслойного неограниченного цилиндра при Е=0.93 показали, что изменение параметра с1 от 1 до 2 незначительно влияет на распределение температуры во внутренних слоях продукта, изменение параметра с от 0.5 до 3 оказывает влияние, в основном, на прогреваемость периферийных слоев продукта.

Таким образом, было сделано заключение, что для определения температуры на оси продукта можно пренебречь различием в теплофизических свойствах продукта и стекла и проводить расчет прогреваемости всей банки [22] ,[71].

Исходя из этого, был разработан приближенный метод расчета, суть которого состоит в том, что банка с продуктом заменяется ограниченным цилиндром, параметры которого выбираются нижеуказанным способом.

Для всех стеклянных банок, применяемых при выработке кондуктивно прогреваемых продуктов, значения безразмерного параметра к= , характеризующего расстояние от дна до термического центра банки (И) к ее наружному радиусу (Я), лежат в пределах 1 — 2. отношение площади торцов банки к площади ее боковой поверхности менее 0.4: Последнее означает что прогреваемость продукта в центре банки наиболее существенно зависит от притока

25

тепла через боковую поверхность банки. Исходя из этого, можно пренебречь кривизной дна банки и наличием слоя воздуха под крышкой банки при учете притока тепла к продукту через торцы банки.

При стерилизации консервов температура среды изменяется в сответ-ствии с ранее приведенными уравнениями (8-10).

Расчеты температуры продукта в наименее прогреваемой точке проводились по полученным нами уравнениям:

= 1нач + (1°р " 1нач) Ф^оЬ) + И г Я^ь) (14)

при О < т < Т1 ;

хУ = 1нач + (г8р - 1нач) Ф^Би) + Ь1 г П^ь) - Ьф-п) Я^ь"1') (15) при я < т < 12 ;

Хо1 = Хнач + (1°р - 1нач) Ф (РоЮ + Ь1 х £2 (Р^) -

-Ь1(г-Л)П(Р5(ГГ,)-Ь2(Т-Т2)Й(Р5Ь_Г2) (16)

при 12 <Т йтз

где гЬ-":1М — температура в центре банки соответственно в первом,втором и третьем периодах стерилизации,°С

1нач — средняя начальная температура продукта ,°С РоЬ — число Фурье Численные значения функций Ф(РоЬ) и £2(Роь) рассчитаны на ЭВМ и табулированы.

В таблице 11 дано сопоставление величин стерилизующего эффекта, полученных экспериментально в других организациях с нашими расчетными значениями. Данные совпадают с точностью до 6%.

Таблица 11

Экспериментальные и теоретические значения стерилизующего эффекта

Продукт Обозна- Режим Начальная Стерилизующий

чение стерилизации температура эффект, мин

банки продукта, °С Эксперимент Расчет

Икра из баклажанов

Данные ОТИПП им. М.В.Ломоносова 1-82-650 25-50-25 55

1-82-800

25-50-25 120

25-55-25 120

55

1.4

1.33

Данные ВНИИПКИ "Консервпромкомплекс"

65 16.3

Пюре из тыквы 1-58-200 25-40-25

с рисом 120

Пюре из тыквы 1-58-200 25-30-25

и моркови 120

55

7.4

1.43

1.32

16.2

7.9

На рис. 5 приведены расчетные и экспериментальные кривые пргре-ваемости консервов "Пюре из тыквы с рисом" и "Пюре из мбркови и яблок" в банках 1-58-200.

600 еоо «00 2100 1000 ХОО Ь20О «и /лшлелмсет* с

Рис. 5 Теоретические (1) и экспериментальные (2) данные по прогреваемости консервов "Пюре из тыквы с рисом" и "Пюре из моркови и яблок" в с/б 1-58-200 и кривые изменения температуры в автоклаве

Разработанное приборное оборудование для измерения теплофизи ческих параметров процесса стерилизации и математические методы расче та прогреваемости консервов дали возможность обеспечить консервную про мышленность своевременно и на современном научно-техническом уровне необходимой нормативно-технической документацией для выработки продукции.

Особенно наглядно это было показано при весьма быстром переходе консервной промышленности на массовый выпуск консервов в новых вида> тары - стеклянные банки II и III типа, банки 1-58-250 и алюминевые банки, когда в кратчайшие сроки были установлены и успешно внедрены в промышленность несколько сотен режимов стерилизации и пастеризации консервов.

Одновременно было опровергнуто широко распространенное мнение о возможности, без ущерба доброкачественности выпускаемой продукции, произвольного сокращения длительности нагревания теплоносителя в автоклаве [23].-

На конкретном примере нами было показано, что при уменьшении времени подьема температуры на 5 минут величина летальности снижается примерно на 0.8 условных минут, что составляет около 8%, что является недопустимым.

3. Создание научно-методической основы технологии стерилизации консервов.

Огромный научный и практический опыт по разработке и внедрению режимов стерилизации консервов, накопленный в плодоовощной, мясомолочной и рыбной консервной промышленности позволил сделать некоторые обобщения и создать единую методику разработки режимов стерилизации консервов [24] ,[25] ,[28] ,[29]. Методика послужила надежной научно-технической основой для всех последующих исследований в области разработки технологии стерилизации консервов. Она постоянно совершенствовалась [70] в связи с развитием техники для стерилизации консервов, научных разработок и развития приборной базы, однако ее основные положения остались при 28

)сех доработках неизменными, что доказало правильность предположенного юдхода к решению проблемы и критериев оценки полученных результатов.

В кратком виде методика заключается в следующем.

Разработка режимов стерилизации состоит из этапов: предварительный подбор режима, включая выбор тест-микроорганизма и определение его свойств (термоустойчивость и др.), лабораторное испытание, производственная проверка режима стерилизации с выработкой опытной партии объемом не менее 1000 единиц упаковки хранение, разбраковка и анализы, выработанной продукции. Подробно разработана технология всех этих этапов, привден порядок оформления как промежуточных, так и окончательных результатов работы и форма необходимой документации, которая должна быть представлена для утверждения режимов стерилизации.

В связи с массовым внедрением в плодоовощную консервную промышленность стерилизаторов и пастеризаторов непрерывного действия [30], [31] с их несомненными технико-экономическими преимуществами по сравнению с аппаратами периодического действия возникла необходимость разработки технологий стерилизации консервов в стерилизаторах и пастеризаторах непрерывного действия. В особенности трудную задачу представляла собой разработка режимов стерилизации консервов для аппаратов "Хунистер" из-за их сложной конструкции [32]. Аппарат состоит из ряда автономных ванн с греющей средой различной температуры, через которые банки непрерывно движутся с той или иной скоростью, получая к концу пути необходимую тепловую обработку, пройдя через следующие секции: подогрева, включающей "шесть ванн, секции стерилизации, ванны предварительного охлаждения и секции охлаждения из шести ванн. Давление в аппарате плавно поднимает-.ся ступенями по 40 кПа, что обеспечивает возможность достижения в секции стерилизации давления до 240кПа и температуры до 134°С. Конструктивные особенности аппарата "Хунистер" не позволяют изготовить его лабораторную модель, поэтому режимы стерилизации консервов разрабатывались в заводских условиях, непосредственно на промышленных аппаратах. В стерилизато-

ре банка с продуктом проходит путь длиной более 150 м, что не позволяет использовать термопары для измерения температуры продукта, стерилизуемогс в аппарате. Поэтому на начальном этапе определения летальности разработанных режимов стерилизации применялся биологический метод.

Сущность метода [35] ,[36] состоит в том, что в стерилизуемый продукт вносят ампулы с микроорганизмами с известным параметром термоустойчивости при 121.1°С (0121.1°С) или других температурах.

Фактическую летальность режима стерилизации 1-121.1°С определяют из уравнения:

1-121.1°С = 0121.1°С^, (17)

где Г\1Нач и Г\1кон— количество микроорганизмов в ампуле до и после стерилизации.

При разработке режимов стерилизации стерилизовали в аппарате 30 банок с консервами, инфицированными спорами СкБрогодепез и 30 банок с консервами, в которые тест-культура вносилась в ампулах.

Режим стерилизации консервов — температура теплоносителя по ваннам стерилизатора, давление в камере стерилизации и скорость движения цепей с носителями предварительно рассчитывали и далее корректировали в сответствии с результатами, полученными в экспериментах, выполненных непосредственно на стерилизаторе.

Режим стерилизации консервов для последующей производственной проверки рекомендовался лишь при отсутствии в зараженных консервах тест-микроорганизмов, при условии, что фактическая летальность процесса стерилизации не ниже заданной и физико-химические и органолептические показатели консервов соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

При производственной проверке вырабатывают опытную партию консервов в количестве не менее 1000 физических банок со стерилизацией по подобранному режиму в производственных условиях в стерилизаторе.

После трех месяцев хранения выработанной опытной партии в условиях, предусмотренных нормативно-технической документацией, консервы подвергают сплошному контролю с учетом брака по видам. При отсутствии микробиологического брака, превышающего 0.2% для консервов с рН=4.2 и ниже и 0.1% для консервов с рН выше 4.2 от опытной партии отбирают 48 внешне доброкачественных банок для анализа на промышленную стерильность. Если установлена промышленная стерильность опытной партии консервов и консервы по всем показателям удовлетворяют требованиям соответствующей нормативно -технической документации, то режим стерилизации утверждался в установленном порядке. В таблице 12 приведены в качестве примера режимы стерилизации консервов в стерилизаторе "Хунистер".

В дальнейшем накопленный опыт был обобщен в методике разработки режимов стерилизации консервов в стерилизаторе непрерывного действия "Хунистер" [37].

Всего для двух типов и четырех модификаций стерилизаторов "Хунистер" было разработано свыше 70 режимов стерилизации и пастеризации. Это полностью обеспечило потребности консервной промышленности, имеющей 33 стерилизатора "Хунистер", установленных на 19 заводах.

Всем предприятиям была оказана научно-техническая помощь не только в разработке технологии стерилизации консервов, но и в монтаже и эксплуатации аппаратов, а также в подготовке обслуживающего персонала для них [39-41], [44-50].

При разработке режимов пастеризации консервов в пастеризаторах непрерывного действия применялась практически такая же методика за тем исключением, что в этом случае имелась возможность непосредственного измерения температурной кривой консервов, поскольку длина пастеризаторов не превышает 30 м и изготовление термопар такой длины не представляло сложной технической задачи.

Для отечественных автоклавов периодического действия, начиная с 1979 г., практически ежегодно разрабатывались и издавались "Перечни уточ-

Таблица 12

Режимы стерилизации консервов в стерилизаторе "Хунистер" ОН8-3

Консервы Тара - Температуры по ваннам стерилизатора, °С Давление, кПа Скорость цепей, м/мин Производительность, б/час

Зеленый горошек 9 70-85-100-110-120-122-132-90-70-5СМ0-35-30-20 240 3.463 19400

Томаты протертые гомогенизированные 1-58-200 80-95-105-110-117-120-120-90-70-60-50-40-30-20 240 3.078 14750

Пюре из яблок с сахаром 1-58-200 80-85-90-95-100-100-100-9.0-70-60-50-40-30-20 160 2.405 11500

Пюре яблочное со сливками и сахаром 1-58-200 80-85-90-95-100-100-100-90-70-60-50-40-30-20 160 2.405 11500

Икра из баклажанов 12 85-100-105-115-120-120-120-90-65-55-50-40-30-2С 240 1.058 7616

Икра из кабачков 12 - 85-100-105-115-120-120-120-90-65-55-50-40-30-2( 240 1.058 7616

ненных режимов стерилизации и пастеризации консервов, вырабатываемых по общесоюзной и республиканской документации", дополнения и изменения к ним. В 1986 г. результаты работ ВНИИКОП, Краснодарского и Богуча-ровского филиала ВНИИКОП, ВНИПКИ "Консервпромкомплекс", МНИИПП, ВНИИПК, ВНИЭКИСП, Кутаисского филиала ГрНИИПП, ОТИПП им. М.В.Ломоносова, Таллинского политехнического института и СредАзНИИОКИ были обобщены и выпущен "Перечень режимов стерилизации и пастеризации консервов в автоклавах и стерилизаторах непрерывного действия "Хунистер" [41]. В перечень вошло 1975 режимов стерилизации и пастеризации консервов, из которых около 70% разработано ВНИИКОП, а остальные прошли при участии автора обязательную экспертизу . В 1993г. был издан "Справочник по режимам стерилизации и пастеризации овощных консервов", в который вошли помимо ранее имевшихся вновь разработанные режимы стерилизации общим количеством 2513 [42].

В результате многолетних исследований и практической разработки технологии стерилизации и пастеризации консервов в разного рода аппаратах сотрудниками ВНИИКОП и Гипрорыбфлота разработан и утвержден РД 10.03.02-88 "Система технологической документации. Порядок разработки режимов стерилизации и пастеризации консервов и консервированных полуфабрикатов" [46]. Документ введен в действие с 1.01.90 г. и определяет единый порядок разработки, оформления, согласования и утверждения режимов, стерилизации и пастеризации промышленно выпускаемой продукции.

4. Разработка интенсифицированных технологий стерилизации консервов.

На основе проведенных исследований в качестве основных направлений работ по созданию интенсифицированных технологий стерилизации консервов и соответствующего оборудования были выбраны ниже указанные направления:

— стерилизация консервов в непрерывнодействующих аппаратах,

—ротационная стерилизация,

— высокотемпературная стерилизация, —СВЧ-стерилизация

4.1. Стерилизация консервов в непрерывнодействующих аппаратах.

Аппараты непрерывного действия для стерилизации консервов обладают несомненными следующими преимуществами по сравнению с периодически действующими аппаратами (автоклавами), главными из которых являются [48], [50], [54], [55], [74]:

— резкое снижение трудозатрат (от 6 до 25 раз) вследствие полной механизации и автоматизации работы аппаратов,

— экономия воды и пара (на 70-80%),

— снижение потребности в производственных площадях под размещение оборудования (до 90%),

— снижение брака продукции, как физического (деформация, бой), так и микробиологического, вследствие надежного контре •'я и регулирования параметров стерилизации,

—более высокое качество вырабатываемой продукции вследствие снижения продолжительности стерилизации консервов (на 10%), более равномерного и стабилизированного поля температуры в стерилизаторе [68], [69].

Благодаря вышеуказанному стерилизаторы и пастеризаторы непрерывного действия получили широкое распростронения на плодоовощных консервных заводах страны. На начальном этапе внедрения стерилизаторов непрерывного действия комплектация заводов осуществлялась исключительно венгерскими аппаратами "Хунистер" разных типов и модификаций Эксплуатация этих аппаратов выявила ряд недостатков, основным из которых явилась неудовлетворительная работа системы автоматического управления аппаратом. В связи с этим была разработана отечественная система управления аппаратом [51], которая обеспечила более устойчивую работу аппаратов ( рис.6).

------ С — чаиева сге.оилсзаиви

Рис. 6 Принципиальная схема автоматизации стерилизатора "Хунистер"

Впоследствии по нашему предложению в систему автоматического управления был введен электронно-вычислительный управляющий комплекс, что еще более упростило обслуживание стерилизатора .

Разработка технологии стерилизации консервов в аппаратах непре-

/

рывного действия по сравнению с автоклавами является гораздо более трудной задачей в силу сложной конструкции этих аппаратов. Кроме того, проведение экспериментов по стерилизации консервов в них занимает много времени и требует значительных затрат из-за высокой производительности аппаратов непрерывного действия. Для того, чтобы в значительной степени избежать этих трудностей нами разработаны математические методы расчета температуры кондуктивно прогреваемых консервов, обрабатываемых в пастеризаторах и стерилизаторах непрерывного действия.

В пастеризаторах непрерывного действия, где температура в зоне пастеризации выдерживается постоянной и далее ступенчато уменьшается, температуру теплоносителя по зонам пастеризатора можно выразить в виде уравнения;

к

Tc(i)=Tco-|ATcl (18)

гдеТс(т) —текущая температура теплоносителя,°С

Тсо — температура теплоносителя в зоне пастеризации,°С ДТС( — изменение температуры теплоносителя в i-ой зоне охлаждения относительно предыдущей зоны,°С

Индекс"к" относится к рассматриваемой зоне охлаждения. Температура продукта в термическом центре банки при обработке консервов в пастеризаторе может быть рассчитана [34] по уравнению (19).

Т(г) = То + (Тсо - То) Ф (F5) - 2 Д Tcl Ф (Fo_r|) (19)

1=1

где То— начальная температуру консервов,°С

И — время вхождения консервов в i-ую зону охлаждения Значения функций 0(Fo) и 0(Fo_Tl) в зависимости от материала тары (металл, стекло ) и ее размеров приведены в [34].

В стерилизаторах непрерывного действия "Хунистер", широко внедренных в отечественную плодоовощную консервную промышленность, банки с продуктом проходят последовательно шесть ванн подогрева, зону стерилизации и семь или восемь зон охлаждения, температура в которых регулируется независимо друг от друга. Иными словами говоря, температуру теплоносителя в аппарате "Хунистер" можно представить в виде ступенчатой зависимости от времени. Для теплопроводного продукта в металлической таре цилиндрической формы изменение температуры в наименее прогреваемой точке определяется [33] путем решения дифференциального уравнения теплопроводности при следующих граничных и начальных условиях:

T(r;z;0)=To; T(R;z;r)= T(r;±h;r) = <р(т) где T(r;z;r) — температура продукта,°С R — радиус банки,м т— время,с 2h — высота банки,м

То — температура продукта в начальный момент времени,°С <р(т)—температура греющей среды,°С

Предполагается, что теплообмен между поверхностью' банки и греющей средой достаточно интенсивен (В|-> <» ), толщина стенки металлической банки достаточно мала и ее термическим сопротивлением можно пренебречь.

Тепловой процесс разбивается по времени на \ интервалов, в течение которых температура греющей среды является постоянной величиной. Температуру в наименее прогреваемой точке консервов в металлической таре можно определить из уравнения:

Т(г,г;т) —То = ¿с!| Ф^) (20)

1=1

где с1|=р|-р|-1 —относительная температура греющей среды в ¡-ой

ванне,

РоЬ =а(г-п-1)/Ь2

В дальнейшем, импорт стерилизаторов "Хунистер" из Венгрии был прекращен и встала задача обеспечения консервной промышленности стерилизаторами отечественного производства. Нами был обобщен опыт эксплуатации стерилизаторов "Хунистер", имеющихся на всех заводах отрасли и разработаны технологические требования на проектирование отечественного пневмогидростатического стерилизатора. Проектирование стерилизатора было выполнено предприятием "Рубин", Этот аппарат, СПГ-1, [43] по всем показателям превосходит аппараты "Хунистер". Система автоматического управления создана на основе управляющего вычислительного комплекса (на базе микропроцессорной техники), двигатели стерилизатора управляются с помощью тиристоров, введена централизованная смазка основных узлов стерилизатора, увеличены рабочие температура и давление стерилизатора и т.д. [52], [53].

При разработке технологических требований к стерилизатору СПГ-1 для зоны охлаждения стерилизатора, состоящей из семи ванн, путем решения систем дифференциальных уравнений получены аналитические выраже-

37

ния для описания температурно-временной характеристики зоны охлаждения стерилизатора, работающего как в холостом режиме (со сливом или без слива воды), так и в рабочем режиме. Полученные аналитические выражения позволяют моделировать работу зоны охлаждения стерилизатора в зависимости от основных параметров ее работы ( производительность насосов, начальная температура воды и т.п.)

Уравнение изменения температуры Тп в п-ой ванне охлаждения имеет вид:

Тп =ТВ +пВ^+21^Ту(^)|-1г|-1[Т^п+1-0-Тв -(п+1-0В^]е-¥г (21)

Анализируя уравнение (21), можно отметить, что независимо от начальной температуры воды в п-ой ванне с течением времени в ней установится температура воды, зависящая от температуры воды, поступающей в стерилизатор, производительности насосов и количества тепла, выделяющегося в ванне в единицу времени за счет охлаждения консервов, цепей и носителей Яп.

Тп=Тв+пВ^=Тв+п^а (22)

В уравнениях (21) и (22):

Тв — температура воды, поступающей в стерилизатор, °С п — номер рассматриваемой ванны г — время, с

о

V — объем воды в ванне, м О — производительность насоса, м3/с

о

С;р— теплоемкость и плотность воды, Дж/кг К, кг/м Теоретически было установлено, что в стерилизаторе, работающем в холостом режиме без слива воды, наблюдается монотонное нарастание температуры воды во всех ваннах, темп которого увеличивается с уменьшением номера ванны - при этом температура воды асимптотически приближается к температуре воДы в ванне 07, температура в которой поддерживается с помощью внешнего теплообменника.

В стерилизаторе, работающем в холостом режиме со сливом воды из ванны 07, равном производительности насоса, наблюдается противоположная картина —температура воды в ваннах стерилизатора асимптотически приближается к температуре воды, поступающей в стерилизатор. Таким образом, существует возможность стабилизации температуры воды по ваннам стерилизатора за счет соответствующего подбора расхода воды, сливаемой со стерилизатора.

В стерилизаторе, работающем в рабочем режиме, весьма важным является рациональный подбор начальных температур воды по ваннам. Температура воды по ваннам по прошествии непродолжительного времени самостабилизируется на определенном уровне, что говорит о возможности такого подбора температур по ваннам для конкретного вида продукта в конкретном виде тары, при реализации которого потребуется минимальное управляющее воздействие системы автоматизации.

На рис.7 показана температурно-временная характеристика теплоносителя ванн зоны охлаждения стерилизатора, работающего в рабочем режиме со сливом воды при заданном начальном распределении температур воды по ваннам.

Рис. 7 Температурно-временная характеристика ванн стерилизатора, работающего в рабочем режиме со сливом воды. (I вариант начальных условий)

1в (« 1в и

В дальнейшем с целью повышения технико-экономических показателей стерилизатора непрерывного действия было разработано техническое задание на аппарат, у которого зоны охлаждения и нагрева совмещены [56], что позволило в 2—2.25 раза сократить площадь, необходимую для размещения стерилизатора и, соответственно, сократить количество- средств автоматизации, необходимых для управления стерилизатором и др.

Пастеризаторы непрерывного действия, т.е. аппараты, работающие под атмосферным давлением, до сего времени используются в основном для обработки консервов, фасованных в металлическую тару и стеклянные узкогорлые банки. Указанное обьясняется невозможностью компенсировать.давление, рззвизающееся в стеклянных щирокогорлых банках, что приводит к неизбежной разгерметизации консервов в процессе их тепловой обработки.

В результате проведенных исследований по разработке технологической схемы пастеризации консервов в стеклянных широкогорлых банках был; разработана концепция по устранению вышеуказанного явления и создан вс ВНИ1ЛКОП технический проект аппарата, реализующего зту концепцию — па стеризатор ПК1-А с производительностью (по банкам 1-82-1000) — 5600 бано в час [57]. Камеры пастеризации и охлаждения аппарата состоят из функцио нально законченных секций-модулей с унифицированными стыковочным! размерами, что позволяет в зависимости от требуемых параметров собират различные по своим возможностям аппараты, в том числе и приспособленны для пастеризации консервов, фасованных в металлическую тару.

Пастеризатор работает следующим образом. Наполненные продукто банки поступают к закаточной машине, где происходит подкатка крышек н банках (неполная герметизация). Далее консервы перемещаются в камеру п стеризации, где происходит их тепловая обработка.По выходе из камеры па теризэцйи банки с консервами поступают на вторую закаточную машину,г; происходит их окончательная герметизация, после чего банки перемещают! в камеру охлаждения, температура воды в секциях которой регулируется. Г выходе из мС1_лсд::е1"1 гекции охлаждения банки обдуваются струями возду>

Работа пастеризатора полностью механизирована и автоматизирована. Предусмотрена регистрация всех основных технологических параметров.

Дальнейшую интенсификацию процессов стерилизации и пастеризации текучих гомогенных консервов (соки, пюре, паста и т.д.) предложено осуществлять за счет предварительной стерилизации текучего продукта в теплообменнике проточного типа [58]. Общая схема аппаратурного оформления процесса состоит из подогревателя, выдерживателя и охладителя продукта, наполнителя, эксгаустера, укупорочного автомата и пастеризатора (или стерилизатора) непрерывного действия. Технико-экономические преимущества такой тепловой обработки очевидны. Например, для достижения во фруктовых соках с мякотью в стеклянных банках 1-82-3000 одинаковой летальности требуется в пастеризаторе 25-30 минут при 95-100°С, а по предложенной схеме— предварительная стерилизация в потоке при 110°С в течение 1 минуты с последующей выдержкой укупоренных банок при 95.°С в течение 5 минут.

Нами были разработаны основные принципы поточной стерилизации консервов [59]:

— температура продукта на выходе из секции нагревателя должна быть не менее, чем заданная температура стерилизации в секции выдержки

— фактическая летальность тепловой обработки на выходе из секции выдерживателя должна быть не менее заданного значения. Практически, время выдержки должно рассчитываться по скорости продукта на оси потока

— учитывается только летальность, набираемая продуктом в секции выдержки

— температура продукта при его тепловой обработке не должна превышать значения, при которой начинается ухудшение органолептических показателей консервов

Исходя из этих положений, на основании разработанных нами технологических требований в УкрНИИПродмаше была разработана техническая документация на изготовление линий для двухступенчатой стерилизации соков (типа А2-КЛП-75 и А2-КЛП-150).

Линия А2-КЛП-75 для производства томатного сока работает следующим образом. Томатный сок с температурой 85°С поступает в приемный бак вместимостью 300л, снабженный паровой рубашкой и мешалкой, из которого сок насосом подается в подогреватель типа "труба в трубе", где подогревается до 125°С. Далее сок поступает в выдерживатель на 1 минуту и направляется в охладитель, где температура снижается до 95-98°С. Охладитель по конструкции идентичен подогревателю. Далее сок фасуется, и наполненные и накрытые крышками банки поступают в инфракрасный эксгаустер на 20 секунд. Далее банки укупориваются и поступают в пастеризатор-охладитель непрерывного действия.

Для нагревания и охлаждения пастообразных и пюреобразных продуктов рекомендовано применение теплообменников с очищаемой поверхности нагрева [60].

4.2. Ротационная стерилизация консервов.

Эффективным способом улучшения теплообмена стерилизации консервов является их вращение, в особенности по схеме " с донышка на крышку". При этом с увеличением объема банки применение ротационной стерилизации становится эффективнее. В силу этого наибольшее внимание было уделено ротационной стерилизации консервов в крупной таре, предназначенных для снабжения крупных контингентов людей, оторванных от баз снабжения ( армия, флот), снабжение населения в зонах отдыха, обеспечение питания школьников и т.п.

Эффективность применения ротации видна из рис.8, где в качестве примера приведены данные по ротационной и статической стерилизации консервов "Суп рассольник с мясом" в банках N14 вместимостью Зл. Ротация приводит к сокращению длительности стерилизации в 2,3 раза. Опыты по стерилизации таких консервов, как "Борщ флотский с мясом", "Рагу овощное с мясом особое" в банках N14 доказали, что ротационная стерилизация способна обеспечить нолу.'я.чие качественных консервов при резком сокраще-42

нии длительности процесса стерилизации. Аналогичные результаты были достигнуты при стерилизации консервов с жидкой фазой ("Горошек зеленый","Морковь натуральная", "Свекла натуральная", "Борщевая заправка", "Маринад овощной с томатом"). Резкое увеличение скорости проникновения тепла в консервах происходит при увеличении частоты вращения до 15-20 оборотов в минуту. Дальнейшее увеличение частоты вращения не приводит к увеличению скорости теплопроникновения в консервы. Эффективность ротации банок была показана также в работе по стерилизации томатной пасты в таре емкостью 40л [62].

I

г

I

И:

т по\ 100 30 80 70

ео

50 10 30

'го

ю

о

"л .

Г' /1 \

1 ' У 1 \

X / ^ \ \

с \ \

) \ \

\ , Рч

-_1 1 \ V" \

- \ * \ \

\

- \ \ \ \ \

ч \

\____

1 1 1 .111111,11:11!

№ ге м ю х (о п зо за юо па па ш »¡но ко по ттгоогю но гзо г^в 2Ы Продолжительность стгрилизо.ции, мин !

Рис. 8 Изменение температуры при стерилизации консервов "Суп рассольник с мясом" в банке №14 при 125°С 1 — температура в статическом автоклаве, 2 — температура в центре банки в статическом автоклаве, 3 — температура в ротационном автоклаве, 4 — температура в центре банки в ротационном автоклаве

Нами были разработаны технологические требования, по которым СКТБ"Продмаш" разработало ротационный автоклав А9-КСР [52]. Он вмещает четыре корзины с банками, снабжен микропроцессорной системой управления и может осуществлять как постоянное вращение корзины с частотой до

37.5 оборотов в минуту, так и реверсивное — в течение 5-60с с остановкой на 15с.

При проведении исследований по ротационной стерилизации был установлен весьма важный факт: хотя длительность режима ротационной стерилизации значительноменьше таковой для статической стерилизации, величина требуемой летальности ротационной стерилизации должна быть выше, чем в случае статической стерилизации на 15-20%. Указанное объясняется более равномерным прогревом всей массы продукта при перемешивании в процессе ротации. В статическом автоклаве наименее прогреваемая область продукта составляет небольшую часть объема банки. Остальные участки продукта прогреты до более высоких температур. Поскольку скорость гибели микроорганизмов при данной температуре зависит от времени экспоненциально, средний по'объему фактический стерилизующий эффект в обычном автоклаве выше значения, достигаемого в наименее прогреваемой точке. В ротационном автоклаве, напротив, весь объем продукта стерилизуется практически одинаково вследствие равномерного нагрева. Поскольку количество выживших микроорганизмов на одну банку должно быть одинаковым в общих случаях, необходимо, чтобы эта величина в ротационном автоклаве равнялась аналогичной, но только для наименее прогреваемой области продукта, обрабатываемого в обычном автоклаве. Наименее прогреваемая область консервов составляет около 10% от полного объема банки и тогда по известному значению стерилизующего эффекта для статической стерилизации можно рассчитать значение стерилизующего эффекта для ротационной стерилизации для жидких продуктов [63].

1-рот = Цт + Оо1п^ (23)

где 1_рот и 1_ст — значение стерилизующего эффекта для ротационной и статической стерилизации, усл.минут

00 — параметр отмирания микроорганизмов, минут

о

V — полный обьем банки, см

V — объем наименее прогреваемой области банки при стерилиза-з

1и в статическом автоклаве, см

Эксперименты с жидкими продуктами подтвердили правильность фор-/лы (23).

4.3. Высокотемпературная стерилизация консервов.

Под высокотемпературной стерилизацией подразумевается тепловая ¡работка консервов при температурах, превышающих традиционные уровни: )0°С —для пастеризуемой продукции и 120°С —для стерилизуемой продук-1и. До настоящего времени имелись отдельные попытки превысить традици-шые температурные уровни обработки продукции, но они были чисто эмпи-чческими, не имели под собой надежного научного базиса и поэтому имели раниченный характер.

В связи с развитием электронно-вычислительной техники и лаборатор-,|х методов, необходимых для проведения соответствующих экспериментов анализов, создались предпосылки для разработки надежной современной |учной основы высокотемпературной стерилизации. Немаловажным факто-)м, стимулировавшим разработку научных основ высокотемпературной сте-1лизации, явилось создание автоматических высокоточных систем регулиро-шия процесса стерилизации с использованием микропроцессорной техни-1. Так, в автоклавах современная система автоматизации "Август-Р", создан-¡я НПО "Агат" с нашим участием, способна обеспечить реализацию режима ерилизации с точностью - по температуре —±1°С, по давлению — 0.02 Па, по времени —± 1сек [72] (рис.9).

Основанием для проведения работы явился надежно установленный акт различия в температурной зависимости кинетики отмирания микроорга-13мов и деструкции питательных веществ и органолептических показателей жсервов. Обе эти зависимости с точки зрения формальной кинетики можно писать уравнением первого порядка, однако, константа скорости реакции зменяется в 10 раз —для микроорганизмов при изменении температуры на

45

8—15 °С, а для питательных веществ —на 20—50 °С. Другими словами, микроорганизмы отмираютзна,чительно быстрее, чем происходит деструкция питательных веществ.

ПКЕИШШЯ

м и ППППГ ШПШ ЬууЫ ач»сщ.гааш мня дшиа'

«аи

Рис. 9 Структурная схема автоклава

В качестве модельного продукта была выбрана томатная паста, как наиболее массовый, наиболее изученный кондуктивно прогреваемый продукт.

Были проведены экспериментальные исследования кинетических параметров отмирания микроорганизма, характерного для порчи томатной пасты и изменения качественных показателей томатной пасты при прогреве в широком диапазоне изменения температуры (100-140°С). При этом исследовалось более десятка показателей качества томатной пасты (цвет, содержание ОМФ и др.). Было выявлено, что наиболее, значимым и информативным показателем качества томатной пасты является цвет, определяемый отноше-

нием отражения света в диапазоне желтого и зеленого цветов, хорошо коррелирующий с органолептической оценкой качества томатной пасты [73].

Оптимизация режимов стерилизации проводилась, исходя из следующих принципов: все режимы стерилизации должны быть изолетальны по отношению к требуемой летальности для характерного микроорганизма, рассчита-ной для наименее прогреваемой точки, а качество консервов устанавливается по показателю качества, определяемому как среднеобъемное по всему объему консервов.

Наиболее простой случай — прогрев продукта в металлической таре в виде ограниченного цилиндра в среде с постоянной температурой с последующим мгновенным снижением температуры до температуры охлаждения, которая сохраняется постоянной в течение всего этапа охлаждения.

При этом предполагается, как обычно, что температура поверхности продукта равна температуре среды в течение всего процесса стерилизации и тепло в продукте распространяется за счет теплопроводности.

Для периода нагрева температура по объему консервов вычисляется по уравнению: °°

0 = ^ = 4 ехр[-(п4)2лУ Fo] *

п=0

* cos[(n+J) ехр(-^ Fo) } (24)

Для периода охлаждения начальный профиль распределения температуры в цилиндрической банке задается в виде распределения температуры ©i в конце периода нагревания, т.е. при г = ri или То1=Тс1—(Тс1—Т0) в при г = п.

Распределение температуры в продукте на этапе охлаждения вычисляется по уравнению: , , I г г 2 1,2 2 ■,

т_т » * мУехрНГО+ч-Г*? +№01]1о(ЙР)

c1-lo j = 1i=0 «Л.-,

.соз[(|4)яШ^0г) -ехР[-(^+(]+^)2лУ)Ро]} (25)

'2' ' juTc1-To В уравнениях (24) и (25):

©1;02—относительная температура в периоды нагрева и охлаж/

ния,°С

Тс1;Тс2 — температура окружающей среды,°С Т — текущая температура продукта,°С То — начальная температура продукта, °С 21 — высота банки,м R — радиус банки, м r,z - координаты точки F0 — число Фурье р= r/R— безразмерный радиус f =z/l — безразмерная высота ßk — корень уравнения 1о(/?)=0 а - коэффициент температуропроводности, м2/с В уравнении (24) число Fo отсчитывается от начала процесса, в ург нении (25) — число Fo отсчитывается от начала этапа охлаждения. Среди массовая деструкция питательных веществ рассчитывается с помощью ург нения:

_ /nxdv

X=-V" (26)

о

где V —объем продукта,см Х=С/Со

С0\С — начальная и конечная концентрация питательного вещест (или параметра качества).

В случае применения уравнения Аррениуса для описания зависим сти деструкции питательного вещества (или изменения параметра качестЕ от температуры:

К = КГ ехр[-4 - (27)

Расчет величины Х=С/Со производится по уравнению: X - ехр[^] j£°exp[- |(l-^)]dF0+ dF0 (28

где T — текущая температура в каждой .точке продукта сос(тветствен1 для периода нагрева и ол;,аждения,°С 48

РЦ — гязсзпя постоянная, Дж/моль X

Еэ — энергия активации, Д;х/мсль

:;, Кг — постоянные скорости резкции при температурах Т и Тг, соот-етстзенно,1/сек

Аналитическое решение задачи о распределении температуры з ксн-.уктивно-нагреваемых продуктах, находящихся в среде, температура которой зменяется по более сложному закону, чем рассмотренный выше, а силу воз-икающих трудностей до сего времени не получено для практических усло-ий стерилизации. Поэтому для решения задачи о прогреваемости консер-ов, фасованных з цилиндрическую металлическую тару нами был использо-ан метод конечных разностей. Этот метод основан на допущении возможно-ти замены непрерывного процесса изменения температуры -скачксобразны-!И, как в пространстве, так и во зремени. Для ограниченного цилиндра его бъем разбивается на цилиндрические слои с шагом Л г по радиусу и на пло-кйе слои по оси цилиндра с шагом Д г. При этом считается, что все точки лементов объема имеют одинаковую температуру в данный момент време-и, которая скачком изменяется з-каждый последующий момент зремени + Дг.

3 конечно-разностной форме уравнение теплопроводности для конеч-ого цилиндра записывается в следующем виде:

= Т$) + ^ [ Т(М;0- 2Т(и) + Т0+1;0]М +

+ 14? Т0+1^(Г) + ^Г ГГ0-1—1) + 270;]) + Т(!;] + 1) Р (29)

3 уравнении (29) Т(|;]) — температура в узле, имеющем индекс \ при азбиении по радиусу и индекс ] при разбиении по оси цилиндра

Дг — интервал времени, в течение которого температура элемента бъема считается постоянной

Д г — интервал разбиения объема цилиндра по радиусу

Ах — интервал разбиения цилиндра по оси

Уравнение (29) позволяет вычислить температуру в узле с индексами (¡;Й в момент времени (г + Дг ) на основании значения температуры в этом узле и в соседних узлах с индексами (Н;0, (¡+1,0, (¡;Н) и (г,)+1) в момент времени г. Был разработан алгоритм и программа расчета поля температур и изменения показателя качества (по объему и среднеобьемного) [75]. Результаты расчетов приведены в таблице 13.

Таблица 13

Среднеобъемные значения цвета стерилизованной томатной пасты

Температура стерилизации, С 100 105 110 115 120 125 130

Длительность стерилизации, мин 35 33 25 22 21 19 17

Расчет 1.93 1.97 1.99 2.00 1.97 1.93 1.91

Эксперимент 1.87 1.91 1.94 1.95 1.92 1.88 1.85

Сравнение расчетных и экспериментальных данных по цвету томатной пасты, стерилизованной по изолетальным режимам в металлической банке 9, показало их вполне удовлетворительное совпадение (с точностью 3-5%).

Таким образом, можно считать, что разработанные алгоритм и программа расчета поля температур стерилизуемых и кондуктивно-прогреваемых консервов в металлической таре позволяют на строго научной основе определять оптимальную температуру стерилизации данного продукта как по одному, так и по совокупности показателей качества, либо определять размеры тары, в которой следует стерилизовать данный продукт с целью получения наивысшего его качества.

Для данного конкретного случая изменение цвета томатной пасты при стерилизации ее в диапазоне температур 100-130°С было практически незначительно, хотя имеется- небольшой пологий максимум в диапазоне температур 115-120 °С, однако сортность томатной пасты по НТД не изменяется , что позволяет таким образом вполне возможно увеличить температуру стерили-

зации томатной пасты до 130°С с уменьшением длительности стерилизации в 2 раза и получить соответствующий технико-экономический эффект.

4.4. СВЧ - пастеризация консервов.

Достоинства СВЧ-энергоподвода при нагреве материалов достаточно широко известны. В силу этого были предприняты исследования по возможным областям применения СВЧ-энергоподвода в плодоовощной консервной промышленности. Была разработана и изготовлена модельная СВЧ-установка с генератором на базе магнетрона М-81 с номинальной мощностью 5кВт и частотой 2425 МГц. Резонаторная камера была выполнена в виде куба из нержавеющей стали объемом 0.17м . В качестве выравнивающего устройства в резонаторной камере установлен вращающийся стол из фторопласта [64].

Эксперименты проводились по применению СВЧ-энергоподвода для бланширования плодоовощной продукции, при пастеризации компотов и овощных маринадов, для нагрева плодов перед отжимом сока и др. [65], [66].

Основное внимание было сосредоточено на разработке двухступенчатой технологии стерилизации фруктовых компотов и маринадов в стеклянных банках 1-82-1000.

Сущность двухступенчатой технологии заключается в кратковременном нагреве консервов в поле СВЧ-энергии до температуры 90°С с последующей термостатной выдержкой их в среде воздуха, нагретого электронагревателями, и дальнейшего принудительного охлаждения окружающим воздухом. Такая технология позволила избежать разгерметизации банок и сократить длительность процесса (для яблочного компота на—30%)

Эксперименты по двухступенчатой стерилизации консервов, инфицированных заданным количеством микроорганизмов, показали отсутствие специфического воздействия СВЧ-излучения на микроорганизмы, поскольку стерильными оказались те и только те образцы консервов, стерилизация которых осуществлялась в соответствии с критерием, установленным для обычной теп-

лрврй стерилизации—фактическая летальность воздействия нагревания н; микроор;анизмы должна быть не менее требуемой летальности.

Экспериментальный образец СВЧ-комплекса был спроектирован и из готовлен Московским опытно-конструкторским бюро "Горизонт" при непос родственном участии аатора. Этот образец, успешно прошел производствен ные испытания при зыработке консервов "Компот яблочный" в банках ¡-82 1000. Центральная дегустационная комиссия признала, что консервы, изготое ленные по двухступенчатой схеме стерилизации, обладают органолептичееки ми показателями хорошего качества, а сам СВЧ-комплекс может быть приме нен в технологическом процессе по приготовлению консервов.

На основе приведенных работ был создан подвижной технологиче ский комплекс по приготовлению фруктовых консервов [67],схема которогс приведена на рис.10.

Рис. 10 Схема иодишмюго технологического комплекса для приготовления фруктозо-яголных коксерзов 1 — полуприцеп-фургон, 2— копсейгр для педали тепло, 3— глоечна;, машина 4— машина для резки сырь«, 5— конееиер, 6— доаироес-ь-:о:наполнительная установка, 7— зачаточная машина, 8— установка для мойки закатанных банок, 9— универсальный пни-.а-о^ блок, 10— установка для термостатированич и охлаждения. 11— установка для прпгоюо-ления сиропа, 12— установка для обдуаа банок, 13— установка для тепловой оОрзСот-крышкк, 14— машина дл» отделения плодоножек от слиь, 15— оборудование для подгг товки сахарного песка, 1о — телы,..-р

Комплекс см0г1тис0!лн кё 1-;:-ыты< полуприцепа),, достазлйсмк:*. «•• месю ра^с:: • г-~гча под-иж ¡- г. .. ¡олри.'нь'ргии и воды компле/.с ;отое г

эксплуатации. Технологический процесс по приготовлению компота из яблок заключается в следующем. Сырье по конвейеру поступает в моечную машину, далее инспектируется и направляется в машину длярезки на дольки. В то же время подготавливается сахарный песок, подаваемый далее в установку для приготовления сиропа. Нарезанные плоды поступают в дозировочно-наполнительную установку, где бланшируются в горячем сиропе. Затем дозирующее устройство отмеряет заданное количество сиропа и фруктов, которые фасуются в подготовленную стеклянную тару. Чистая стеклянная тара перед загрузкой сырья обдувается горячим воздухом, крышки подвергаются тепловой обработке в специальной установке и поступают в закаточную машину. Укупоренные банки направляются в установку, где с них смываются остатки сиропа, а далее—в универсальный пищевой блок ПГ-829, где за счет СВЧ-энергии банки с продукцией нагреваются до 90 °С. В термостэтирующей установке ЭПГ-412 поддерживается температера также 90°С в течение 20 минут за счет подогретого воздуха. Далее банки принудительно охлаждаются с помощью окружающего воздуха и укладываются в тару для отправки потребителю.

Производительность комплекса — до 600 банок в час, потребление электроэнергии — 153.7 кВт ч, воды — 325 л/ч. В комплексе использован СВЧ-источник мощностью 25 кВт, работающий на частоте 915 МГц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе теории нестационарной теплопроводности впервые созданы математические модели технологии Стерилизации консервов в металлической и стеклянной таре в автоклавах, стерилизаторах и пастеризаторах непрерывного действия, реализация которых позволила резко сократить длительность и трудозатраты на разработку режимов стерилизации.

В результате математического моделирования полей температуры в консервах, подвергаемых тепловой обработке, и экспериментов создана методика обоснования высокотемпературных режимов стерилизации консер-

53

bob, сокращающих длительность процесса на 10—50% при сохранении качества вырабатываемой продукции.

Разработаны алгоритмы и программы расчета температуры наименее прогреваемой точки и температурных полей в консервах с применением современных ЭВМ.

Впервые определены теплофизические и реологические характеристики наиболее распространенных видов консервов с использованием созданных автором приборов и установок, работающих при повышенных температурах.

Создана математическая модель теплотехнологии зоны охлаждения первого отечественного пневмогидростатического стерилизатора непрерывного действия СПГ-1, позволяющая реализовать энергосберегающие режимы его работы.

Теоретически и экспериментально доказано, что в ротационных автоклавах требуемая летальность процесса должна быть выше, чем при статической стерилизации.

Разработана и внедрена двухступенчатая технология стерилизации компотов и маринадов с использованием СВЧ-энергии. При этом не было обнаружено специфического воздействия СВЧ-поля на отмирание микроорганизмов и было показано на инфицированных микроорганизмами консервах, что температурно-временные параметры процесса следует определять на основе принципов, используемых при обычной тепловой стерилизации.

Созданы научно-методические основы разработки технологии тепловой стерилизации консервов, с использованием которых разработана и внедрена необходимая технологическая документация (свыше 2000 режимов стерилизации консервов в стерилизационных аппаратах различных типов), обеспечивающая выпуск промышленными предприятиями высококачественной консервной продукции.

Под руководством и при личном участии автора разработаны проекты различных типов сгери;..;;?ционного оборудования, которые по своим техно-

логическим и техникоэкономическим характеристикам находятся на уровне или превосходят зарубежные аналогичные аппараты. К числу этих аппаратов относятся — вертикальные автоклавы с системой микропроцессорного управления "Август—Р", усовершенствованные автоклавы с ручным управлением, ротационный автоклав, стерилизатор непрерывного действия СПГ-1, пастеризатор непрерывного действия ПК1-А, серия горизонтальных автоклавов, универсальная линия для стерилизации консервов детского питания, линии для двухступенчатой стерилизации соков типа А2-КЛП-75 и А2-КЛП-150, СВЧ-ком-плекс для двухступенчатой стерилизации консервов.

Под руководством и при личном участии автора осуществлялось и осуществляется оснащение консервной промышленности современными аппаратами для стерилизации консервов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабарин В.П. Методы исследования физико-механических свойств жидких и пюреобразных продуктов консервного произодства.—М.,1971.— 24с.—(Обзор, информ. /ЦНИИТЭИ Пищепром)

2. Бабарин В.П. Установка для измерения коэффициентов тепло- и температуропроводности жидких и пюреобразных продуктов.// Инф. листок /ЦНИИТЭИ Пищепром.—1972.—№17—72,—4с.

3. Бабарин В.П.,Фромзель О.Г.,Тартаковская Э.М. Исследование жидких и пюреобразных пищевыпх продуктов в связи с разработкой оптимальных режимов теплоподвода и конструкций оборудования //Рефераты научных работ ВНИИКОП.—М,—1970,—С. 133—134.

4. Бабарин В.П.,Кутехова Л.Д. Определение плотности томатопродук-тов.//Консервная и овощесушильная промышленность.—1969.—№11.—С.35-36.

5. Бабарин В.П., Тартаковская Э.М., Солодовникова O.A. Реологические и теплофизические свойства некоторых консервов для детей. // Консервная и овощесушильная промышленность.—1970.—№5.—С.33-35.

6. Бабарин В.П., Соколова И.А., Спивак З.Н. Температуропроводности некоторых продуктов консервного производства при повышенных температу pax. // Н.Т.Р.С. Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промыш ленность. /ЦНИИТЭИ Пищепром,—1978—№3—С.10-12.

7. Бабарин В.П., Кутехова Л.Д., Фромзель О.Г. Цельнометаллический пикнометр. // Заводская лаборатория.—1969— №12.—С.1512-1513.

8. Бабарин В.П., Фромзель О.Г., Тартаковская З.М. Исследование фи зико-механических свойств томатопродуктов.//Тр. ВНИИКОП. —М. —1972 —Вып. 16.—С.29-33.

9. Бабарин В.П. Коэффициенты температуропроводности консер вов.//Консервная и овощесушильная .промышленность. —1981.—№3.—С.32 33.

10. Бабарин. В.П., Номероцкий Ю.И. Автоматический отсчет времеж на ротационном вискозиметре PB—8.//Измерительная техника. —1971. -№1,—С.103.

I 11. Бабарин В.П., Рыбалова Э.М. Исследование еязкости яблочной пюре. // Тр.ВНИИКОП.—М.—1974.—Вып.21.—С. 12-13

12. Бабарин В.П., Тартаковская Э.М. Реологические свойства некота рых консервов для детского питания. // Рефераты научных работ ВНИИ КОП,—М.,1970.—С.131-133.

13. Бабарин В.П., Тартаковская Э.М. Исследование вязкости консер вов для детей. // Консервная и овощесушильная промышленность.—1970.-№14.—С.15-17.

14. Бабарин. В.П., Мальгина Т.В. Температурно-инвариантная характе ристика вязкости консервов для питания детей. // Консёрвная и овощес^ шильная промышленность.—1974.—№8.—С.40-42.

15. А.С.№319530 МКИ В 65д 53/30. Устройство для исследования ги/ родинамики течения жидких и пюреобразных продуктов по трубопроводам.-(Фромзель О.Г., Бабарин В.П., Михальский С.А., Цукерман В.И.); ВНИИКО —№1403070 // 2-11; Заявл. 6.2.1970;0публ. 2.11.1971; Бюл. №33,1971.

16. Рогачев. В.И., Бабарин В.П., Гакцов В.Н., Милованова Г.П. Место-□жение наименее прогреваемой точки в банке с продуктом. // Консерв-и овощесушильная промышленность.—1973.—№9.—С.36-37.

17. Бабарин В.П., Фромзель О.Г., Солодовникова O.A. Расчет потерь ления при течении пюреобразных продуктов по трубам. // Консервная и щесушильная промышленность.—1971.—№5.—С.33-34.

18. Рогачев В.И., Бабарин В.П., Милованова Г.П., Ганцов В.Н. Опреде-ие термического центра в консервах.// Тр.ВНИИКОП.—М.,1974.—Вып.— 4-76.

19. Устройство для автоматического определения фактической ле-ьности режима стерилизации. (Фромзель О.Г., Бабарин В.П., Лобченко /I.); ВНИИКОП— №1817861/28-13; заявл. 01.08.72; Опубл. 5.07.1974; 1.№25,1974.

20. Соколова H.A., Бабарин В.П. Математический расчет температур |дуктивно прогреваемых продуктов при стерилизации их в автоклаве. // нервная и овощесушильная промышленность.—1976.—№7.—С.25-28.

21. Соколова И.А., Бабарин В\П., Тарутина С.А. О тепловом подобии )греваемости пищевых продуктов в металлической таре. // Консервная и )щесушильная промышленность.—1978.—Nfc4.—С. 19-21.

22. Соколова И.А., Бабарин В.П. Математический расчет прогреваемо-I консервов в стеклянной таре при стерилизации. // Консервная и овоще-иильная промышленность.—1981.—№12— С. 14-17.

23. Бабарин В.П., Цескис А.Л. Зависимость летальности режимов от эмени подъема температуры при стерилизации консервов в автоклаве. // нсервная и овощесушильная промышленность.—1985.—№11.—С.41-42.

24. Бабарин В.П. Проблемы развития методов и средств стерилизации -юервов. // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конферен-и по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пищевых одуктов,— Одесса.—ОТИПП, 1975,—С.7.

25. Бабарин В.П., Мазохина H.H., Богданова Н.В. Проект "Положен! о разработке режимов стерилизации консервов в периодически действу! щих автоклавах". // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конф ренции по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пиш вых продуктов,—Одесса,—ОТИПП, 1975.—С.14.

26. Бабарин В.П., Соколова И.А. Решение задачи нестационарной те лопроводности для ограниченного цилиндра, прогреваемого в среде с пер менной температурой. // Тезисы докладов Всесоюзной научно-техничесю конференции по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризац! пищевых продуктов.—Одесса,—ОТИПП, 1975,---С. 17

27. Бабарин В.П., Мальгина Т.В. Температурно-инвариантная хэрам ристика консервов для детского питания и соусов.//Тезисы докладов Вс союзной научно-технической конференции по вопросам теории и практи стерилизации и пастеризации пищевых продуктов.—Одесса,—ОТИП 1975,—С.37

28. Бабарин В.П., Фромзель О.Г., Милованова Г.П., Ганцов В.Н., Cmi/ нов Г.К. Разработка и внедрение в консервной промышленности режим стерилизации консервов, расфасованных в новые виды стеклянной KOHcef ной тары.// Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференц! по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пищевых пр дуктов,—Одесса,—ОТИПП, 1975,—С.24

29.Бабарин В.П., Розанова Л.И., Милованова Г.П., Нестерова О. Опыт эксплуатации и разработки режимов стерилизации консервов для сп рилизаторов непрерывного действия "Хунистер". // Тезисы докладов Всес юзной научно-технической конференции по вопросам теории и практики ci рилизации и пастеризации пищевых продуктов.—Одесса.—ОТИПП, 1975, С.29.

. 30. Бабарин В.П., Мазохина H.H. Современное состояние и персп< тивы развития техники стерилизации консервов.—М., 1975.—36с.—(Обзс информ./ЦНИИТЭИ Пищепром.)

31. Бабарин В.П. Перспективы применения стерилизаторов непре-1вного действия в консервной промышленности . // Консервная и овощесу-чльная промышленность.—1976.—№8.—С.12-14.

32. Бабарин В.П. Пневмогидростатический стерилизатор непрерыв-го действия ОН5-1"Хунистер"(ВНР). // Э.-И.Консервная промышленность ДНИИТЭИ Пищепром—1974,—Вып.5,—С.1-11.

33. Бабарин В.П., Мазохина-Поршнякова H.H., Рогачев В.И. Справоч-к по стерилизации консервов,—М.'.Агропромиздат, 1987.—272с.

34. Бабарин В.П., Цескис А.Л. Расчет температуры кондуктивно-про-!ваемых продуктов в пастеризаторах непрерывного действия. // Консерв-) и овощесушильная промышленность.—1984.—№6.—С:29-30.

35. Рогачев В.И., Бабарин В.П., и др. Разработка режимов стерилиза-л крнсервов для стерилизатора непрерывного действия "Хунистер". // нсервная и овощесушильная промышленность.—1977.—ISfe5.—С.24-25.

36. Розанова Л.И., Мазохина H.H., Бабарин В.П., Нестерова О.Д. О ¡работке режимов стерилизации консервов в стерилизаторах непрерывно-действия. // Консервная и овощесушильная промышленность.—1978.— .—С.12-13.

37. Розанова Л.И., Бабарин В.П., Нестерова О.Д., Кузьменко P.C. Ме-ика разработки режимов стерилизации консервов в стерилизаторах неявного действия "Хунистер".// Консервная и овощесушильная промыш-ность,—1979,—N58.—С.29-31.

38. Бабарин В.П., Нестерова О.Д. Опыт работы пастеризатора непре-ного действия на Семикаракорском консервном заводе. // Консервная и щесушильная промышленность.—1979.—№8.—С. 12-14.

39. Есебуа Г.В., Бабарин В.П. и др. Режимы пастеризации фруктовых ;ервов в пастеризаторах непрерывного действия линии АС-500. // Кон-вная и овощесушильная промышленность.—1979.—№8.—С. 10-12.

40. Куликова М.Н., Колгатина Г.П., Бабарин В.П. Режимы nacrepi ции томатной пасты на линии АС-550. // Консервная и овощесушильная i мышленность.—1981.—№4,—С.24-25.

41. Рогачев В.И., Мазохина H.H., Розанова Л.И., Бабарин В.П. и Перечень режимов стерилизации и пастеризации консервов в автоклав стерилизаторах непрерывного действия "Хунистер". // —М.: Госагроп СССР, 1986.—246с.

42. Рогачев В.И., Голод Б.И., Бабарин В.П. и др. Справочник по pi мам стерилизации и пастеризации плодоовощных консервов —Вид! НКПВЦ'Телос", 1993—226с.

43. Бабарин В.П., Нестерова О.Д., Покудина Г.П., Розанова Л.И. жим стерилизации слабокислых деликатесных соусов. // Консервная и щесушильная промышленность.—1981.—№7.—С.38-39.

44. Убайдуллаев Ш.З., Печорина Т.В., Джураев З.И., Бабарин В.П. занова Л.И. Разработка режимов стерилизации приправы "Огонек"-npi прерывном контроле микробиологических параметров. // Узбекский 6i гический журнал.—1984.—№2.—С.30-31.

45. Бабарин В.П., Филиппович В.П. Особенности эксплуатации клавов для стерилизации консервов на Азовском промышленном компл // Пищевая и перерабатывающая промышленность.—1986.—№11.—С.32-

46. Мазохина H.H., Веселер З.И., Бабарин В.П., Пинская Л.А. О работке режимов стерилизации и пастеризации консервов. // Пищевая мышленность,—1991,—№3.—С.22-23.

47. Рогачев В.И., Бабарин В.П., Мазохина-Поршнякова H.H., Пыи В.Д. Инструкция по монтажу, санитарной обработке и эксплуатации авт bob.—М.: Агропромиздат, 1985.—37с.

48. Рогачев В.И., Бабарин В.П. Стерилизация консервов в аппа непрерывного действия.—М.: Пищевая промышленность, 1978.—248с.

49. Бабарин В,П. Сборник учебных планов и программ для подго и повышения кьал;;ф:>"=>иии рабочих на производстве. Профессия—am

ик стерилизации консервов 4, 5 и б разряда.—М., АгроНИИТЭИПП, 1987.— >4с.

50. V.J. Rogacsev, V.P. Babarin. A konzervipar jolyamatos hokezelo >erendlzesei.—Budapest.: Mezogazdasagi kiado, 1983.—176c.

51. Черный Г.А., Теплицкий A.B., Бабарин В.П. Система автоматиче-жого управления стерилизатором "Хунистер" на базе приборов отечест-¡енного производства. // Консервная и овощесушильная промышленность.— I979.—№8.—С. 17-19.

52. Бабарин В.П. Новые разработки в области стерилизационного эборудования в консервной промышленности.—М.: Информагротех,1993.— 14с.—(Аналитические и обзорные справки.)

53. Федотов Н.П., Ратников A.A., Бабарин В.П., Филиппович В.П. Отечественный пневмогидростатический стерилизатор непрерывного действия.// Проблемы энергетики теплотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье:Республ. научно-техн. конференция, Тезисы докладов, 20-21 янв. 1994,—М„ 1994,—С. 106-108.

54. Бабарин В.П. Новое в технике стерилизации и пастеризации консервов. // Совершенствование техники и технологии стерилизации консервов из гидробионтов: Всесоюзная отраслевая научно-техническая конференция,—Одесса . 1989— С. 5.

55. Бабарин В.П., Филиппович В.П. Применение стерилизаторов Непрерывного действия в консервной промышленности. // Состояние и перспективы работ по улучшению качества и расширению ассортимента рыбных консервов, создание средств механизации: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции 25-26 ноября 1986.—Калининград, 1986.— С.31-32.

56. A.C.SU. 1800674—A1.A23L3/04, ( для служебного пользования) Стерилизатор непрерывного действия. (Федотов Н.П., Бабарин В.П., Филиппович В.П.);Агрегатный завод "Рубин";заявл. 22.08.1990, зарег. 9.10.1992г.

57. Максимов Г.С., Бабарин В.П., Филиппович В.П. Модульный паст ризатор непрерывного действия. // Проблемы энергетики теплотехнолог^ отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье: Республ. научно-те> конф. Тезисы докл., 20-21 янв. 1994г.—М., 1994—С.74-76.

58. Бабарин В.П., Бибергал В.Л. Стерилизация жидких и пюреобрг ных продуктов в потоке.—М., ЦНИИТЭИпищепром, 1981.—32с.—( Обзор v форм./ ЦНИИТЭИпищепром. серия 4. Консервная, овощесушильная и пин концентратная промышленность. Вып.З.)

59. Рогачев В.И., Бабарин В.П., Гельфанд С.Ю.,Филиппович В.П. Пр блемы стерилизации пищевых продуктов.—М.,1986.—122с.—( Итоги науки техники / ВИНИТИ, Технология органических веществ, т. 12.)

60. Бабарин В.П., Ногтева Л.Ф. Теплообменники с очищаемой пове хностью нагрева, применяемые в консервной промышленности: Обзор.—1\ ЦНИИТЭИпищепром, 1973—18с.

61. Бураков Ю.Н., Бабарин В.П., Ганцов В.Н., Переверзева Р.Д., Мег ник А.Э., Зазовская Э.Л., Первушина Л.В. Исследование режимов стерилиз ции первых и вторых консервированных обеденных блюд в крупной таре. , Труды ВНИИКОП—М„—1975.—Вып.23—С. 11-18.

62. A.C. №322175 А 23/3/02 Способ консервирования жидких и m реобразных продуктов в крупной таре. (Рогачев В.И., Фромзель О.Г., Бабар! В.П., Бибергал В.Л., Цукерман В.И., Евстигнеев Г.М.);ВНИИКОП. N1:1416194/28-13;заявл. 16.03.1970;опубл. 30.11.1971; бюлл. №36,1971.

63. Бабарин В.П., Цескис А.Л К вопросу о разработке режимов ст рилизации пищевых продуктов в ротационных автоклавах. // Пищевая и п рерабатывающая промышленность,—1985.—№2.—С.55.

64. Пенто В.Б., Бабарин В.П., Покудина Г.П. Перспектива применен! СВЧ-нагрева в консервной промышленности. //Сб. научных трудов ВНИ1 КОП и СПТ.—М.,—1981—С.16-24.

65. Бабарин В.П. Применение СВЧ-энергии при переработке плодо-ощной продукции.—М.: Информагротех, 1994.—17с.—( Аналитические и зорные справки.)

66. Пенто В.Б., Бабарин В.П., Филиппович В.П., Голод Б.И., Маркина П., Клюева O.A. Бланширование плодоовощной продукции с применением ЗЧ-энергии. // Проблемы энергетики теплотехнологии в отраслях АПК, пе-рабатывающих растительное сырье:—Республ. научно-техн. конф. Тезисы ел. 20-21 янв. 1994—М.,1994—С.80-81.

67. Карпов A.B.: Бабарин В.П., Филиппович В.П. СВЧ-установка для па-эризации компотов и маринадов. // Проблемы энергетики теплотехноло-и в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье: Республ. научно-хн. конф. Тезисы докл., 20-21 янв. 1994г.—С. 45-46.

68. Бабарин В.П. Обсуждение вопроса использования в консервной омышленности стерилизаторов и пастеризаторов непрерывного действия теплообменников с очищаемой поверхностью нагрева. // Консервная и ощесушильная промышленность.—1974.—№3.—С.10-11.

69. Бабарин В.П., Розанова Л.И. Эффективному использованию стери-заторов "Хунистер"—особое внимание. // Консервная и овощесушильная омышленность.—1984.—№11.—С.8.

70. Рогачев В.И., Розанова Л.И., Бабарин В.П., Николаева С.А. Полотне о разработке режимов стерилизации и пастеризации консервов для гоклавов, аппаратов непрерывного действия и асептического способа кон-рвирования. II Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конфе-нции по вопросам теории и практики стерилизации и пастеризации пище-х продуктов —Махачкала: ДПИ, 1981.—С.24.

71. Соколова И.А., Бабарин В.П. Математический расчет прогреваемо-л пищевых продуктов в стеклянной таре при стерилизации. // Тезисы до-эдов Всесоюзной научно-технической конференции по вопросам теории и актики стерилизации и пастеризации пищевых продуктов.—Махачкала: 1И. 1981,—С.ЗЗ.

72. Падерин А.Д., Бабарин В.П., Филиппович В.П. Вертикальные автс клавы Зеленодольского завода.// Пищевая промышленность.—1994.—№4,-С.28.

73. Веселер З.И., Гельфанд С.Ю., Гринь С.Ю., Голод Б.И., Цимбалае С.Р., Бабарин В.П. и др. Оптимизация высэкотемператерных режимов стер| лизации . // Проблемы энергетики, теплотехнологии в отраслях АПК, перер батывающих растительное сырье. Республ. научно-техн. конф. Тезисы дою 20-21 янв. 1994г.'—М., 1994 —С.15-16.

74. Рогачев В.И., Бабарин В.П. Современное состояние и пробле1\ разработки режимов стерилизации консервов. // Konzervarenske dny 1988. Brno.: Dum techniky.Brno, 1988.—C.152-161.

75. Бабарин В.П., Филиппович В,П., Куликова М.Н. Высокотемпе[ турная стерилизация консервов густой консистенции. // III Международн симпозиум."Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилак ческого питания". М.: МГЗИПП. 1994, С17.