Розвиток наукових основ енергозберігаючих технологій заморожування та низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини

Основи енергозберігаючих технологій заморожування і низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини. Математичне моделювання технологічних процесів заморожування з застосуванням теоретично визначених теплофізичних характеристик плодів і овочів.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Розвиток наукових основ енергозберігаючих технологій заморожування та низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини

АНОТАЦІЯ

енергозберігаючий заморожування плодоовочевий сировина

Розвиток наукових основ енергозберігаючих технологій заморожування та низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини. - Рукопис.

Дисертація присвячена вирішенню важливих проблем розвитку наукових основ енергозберігаючих технологій заморожування та низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини.

Науково обґрунтовано, розроблено, експериментально підтверджено та впроваджено енергозберігаючі технологічні процеси заморожування та низькотемпературного довготривалого зберігання плодоовочевої продукції з різними біохімічними та фізико-механічними властивостями на основі математичного моделювання технологічних процесів заморожування з застосуванням теоретично визначених теплофізичних характеристик плодоовочевої сировини.

Шляхом математичного аналізу фундаментального рівняння теплопровідності вперше одержані теплофізичні характеристики досліджуваної плодоовочевої продукції: питома теплоємність, ентальпія, густина та теплопровідність у діапазоні температур від - 40?С до + 40?С, які застосовані в роботі для визначення оптимальних термінів заморожування з метою зниження енергозатрат холодильної техніки.

Розраховано необхідну холодопродуктивність конвеєризованої охолоджуючої системи для впровадження встановлених технологічних процесів заморожування на базі використання математичної моделі і реалізуючого її розрахункового алгоритму, які дозволили одержати значення температурних полів та теплових потоків у часі процесів охолодження і заморожування плодоовочевої сировини.

Експериментально визначені закономірності протікання процесу заморожування плодоовочевої продукції у насиченій парі азоту, розсолі NaCl, у холодильній камері за умов природної конвекції, які підтверджують теоретично визначені часові терміни заморожування різної плодоовочевої продукції.

Розроблено технологічні схеми енергозберігаючих процесів заморожування та довготривалого зберігання з використанням теоретичних даних щодо визначених оптимальних термінів заморожування та довготривалого зберігання, які впроваджені в ТОВ ВКФ „Мелітопольська черешня“ та в інституті зрошуваного садівництва ім. М.Ф. Сидоренка.

Запропоновано застосування комплексного показника якості замороженої плодоовочевої сировини в процесах заморожування та довготривалого зберігання з урахуванням органолептичних, біохімічних та фізико-механічних характеристик для встановлення якісних змін продукції у процесі заморожування та низькотемпературного зберігання.

Встановлено енергоефективність впроваджених оптимальних технологічних режимів, які призвели до зменшення енергозатрат на заморожування плодоовочевої продукції з 139 кВт•г/т до 108 кВт•г/т для баклажанів, з 144 кВт•г/т до 118 кВт•г/т для винограду, з 136 кВт•г/т до 104 кВт•г/т для гарбуза, з 129 кВт•г/т до 103 кВт•г/т для кабачків, з 124 кВт•г/т до 105 кВт•г/т для кукурудзи та для перцю з 132 кВт•г/т до 104 кВт•г/т, що обумовлено зменшенням термінів заморожування.

Ключові слова: плодоовочева сировина, процес заморожування, низькотемпературне довготривале зберігання, енергозберігаюча технологія, теплофізичні характеристики, температурне поле, тепловий потік.

АННОТАЦИЯ

Развитие научных основ энергосберегающих технологий замораживания и низкотемпературного хранения плодоовощного сырья. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.18.13 - технология консервированных и охлажденных пищевых продуктов. - Одесская государственная академия холода, Одесса, 2012.

Диссертация посвящена решению важной проблемы - развитию научных основ энергосберегающих технологий замораживания и низкотемпературного хранения плодоовощного сырья.

Научно обоснованы, разработаны, экспериментально подтверждены и внедрены энергосберегающие технологические процессы замораживания и низкотемпературного длительного хранения плодоовощной продукции с разными биохимическими и физико-механическими свойствами на основе математического моделирования технологических процессов замораживания с применением теоретически определенных теплофизических характеристик плодоовощного сырья.

Путем математического анализа фундаментального уравнения теплопроводности впервые получены теплофизические характеристики исследуемой плодоовощной продукции: удельная теплоемкость, энтальпия, плотность и теплопроводность в диапазоне температур от - 40 ?С до + 40 ?С, которые применены в работе для определения оптимальных сроков замораживания с целью снижения энергозатрат холодильной техники.

Рассчитана необходимая хладопроизводительность конвейеризированой охлаждающей системы для внедрения установленных технологических процессов замораживания на базе использования математической модели и реализующего ее расчетного алгоритма, которые разрешили получить значения температурных полей и тепловых потоков во времени процессов охлаждения и замораживания плодоовощного сырья.

Экспериментально определены закономерности протекания процесса замораживания плодоовощной продукции в насыщенных парах азота, рассоле NaCl, в холодильной камере при условиях естественной конвекции, которые подтверждают теоретически определенные временные сроки замораживания разной плодоовощной продукции.

Разработаны технологические схемы энергосберегающих процессов замораживания и длительного хранения с использованием теоретических данных относительно определенных оптимальных сроков замораживания и хранения, которые введены в ООО ПКФ „Мелитопольская черешня“ и в институте орошаемого садоводства им. М.Ф. Сидоренко.

Предложено применение комплексного показателя качества замороженного плодоовощного сырья в процессах замораживания и длительного хранения с учетом органолептических, биохимических и физико-механических характеристик для установления качественных изменений продукции в процессе замораживания и низкотемпературного хранения.

Установлена энергоэффективность введеных оптимальных технологических режимов, которые привели к уменьшению энергозатрат на замораживание плодоовощной продукции с 139 кВт·ч/т до 108 кВт·ч/т для баклажан, с 144 кВт·ч/т до 118 кВт·ч/т для винограда, с 136 кВт·ч/т до 104 кВт·ч/т для тыквы, с 129 кВт·ч/т до 103 кВт·ч/т для кабачков, с 124 кВт·ч/т до 105 кВт·ч/т для кукурузы и для перца с 132 кВт·ч/т до 104 кВт·ч/т, что обусловлено уменьшением времени замораживания.

Ключевые слова: плодоовощное сырье, процесс замораживания, низкотемпературное длительное хранение, энергосберегающая технология, теплофизические характеристики, температурное поле, тепловой поток.

SUMMARY

Development of scientific bases of energy saving technologies of freezing and low temperature storage of fruit and vegetable raw material. - Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of doctor of engineering sciences after specialty 05.18.13 is technology of the canned and chilled food foods. it is the Odessa state academy of cold, Odessa, 2012.

Dissertation is sanctified to the decision of important problems of development of scientific bases of energy saving technologies of freezing and low temperature storage of fruit and vegetable raw material.

Scientifically reasonably, it is worked out, the energy saving technological processes of freezing and low temperature of long duration storage of fruit and vegetable products are experimentally confirmed and inculcated with different biochemical and physics-mechanicals properties on the basis of mathematical design of technological processes of freezing with the use of in theory certain thermophysical descriptions of fruit and vegetable raw material.

By the mathematical analysis of fundamental equalization of heat-conducting thermophysical descriptions of the investigated fruit and vegetable products are first got specific heat capacity, enthalpy, closeness and heat-conducting in the range of temperatures from - 40?С to + 40?С, which are applied in-process for determination of optimal terms of freezing with the aim of decline of energy expenses of refrigeration technique.

It is expected necessary cold productivity of the conveyer cooling system for introduction of the set technological processes of freezing on the base of the use of mathematical model and realization her calculation algorithm, which allowed to get the value of the temperature fields and thermal streams in time of processes of cooling and freezing of fruit and vegetable raw material.

Experimentally certain conformities to law of flowing of process of freezing of fruit and vegetable products are in the pair of the saturated nitrogen, brine of NaCl, in a coolroom at the terms of natural convection, which confirm the in theory certain sentinel terms of freezing of different fruit and vegetable products.

The flowsheets of energy saving processes of freezing and of long duration storage with the use of theoretical data in relation to the certain optimal terms of freezing and of long duration storage, CLL PKF „Melitopol merry“, and in the institute of the irrigated gardening of to the name of М. F. Sidorеnko.

Application of complex index of quality of the f...