Содержание 4
Введение 7
Глава 1 Патентный поиск 10
Глава 2 Информационный обзор 25
2.1. Способы охлаждения и заморозки продуктов питания 26
2.2. Технология сублимационного охлаждения 28
2.3. Преимущества сублимационного охлаждения пищевых
продуктов и жидкостей 40
Глава 3. Специальная часть 42
3.1. Параметры технологического процесса 47
3.2. Вакуум-сублимационная установка 48
3.3 Определение энергоэффективности процесса вакуумного сублимационного охлаждения грибов шампиньонов 54
Выводы по главе 59
Заключение 64
Список литературы
Значительное качество сублимированных продуктов питания обосновано многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных ученых, в том числе при организации питания космонавтов, когда к качеству пищи предъявляются особенно большие требования.
Во время вакуумно-сублимационной сушки из продукта удаляется влага путем испарения льда. Как конкретно устроена сублимационная камера, не важно. А вот то, что продукт при сублимации не подвергается тепловой обработке - важно. Поскольку, чем большую по температуре и продолжительности тепловую обработку проходит продукт, тем больше он теряет полезных веществ. Поэтому, в общем случае, сублимированный продукт имеет большую пищевую ценность, чем законсервированный другим способом. Основная идея сублимации состоит в наиболее щадящем режиме консервации. Согласно лабораторным исследованиям отсутствие тепловой обработки исходных продуктов сохраняет более 95% питательных веществ, витаминов, ферментов и других биологически активных составляющих. Естественно, этот показатель не одинаков для различных продуктов, да и от одной заводской партии к другой цифры слегка расходятся, но незначительно, в пределах допустимых техническими условиями (ТУ) норм. Уменьшение веса продукта за счет удаления из него воды - второе важное свойство сублимации. Именно оно делает сублиматы столь привлекательными для туристов.
В нашей стране расширение производства охлажденных данным способом продуктов, сочетающих в себе преимущество обезвоженных (малый вес) и замороженных пищевых аналогов (высокая степень сохранения исходных свойств), имеет особое значение.
Это обусловлено непосредственно тем, что функционирование системы обеспечения продуктами питания населения нашей страны из-за ее почвенно-климатических особенностей и резко выраженной сезонности сельскохозяйственного производства связано с хранением и транспортировкой на большие расстояния немалого объема пищевой продукции, содержание полезных веществ в которой составляет 15-20 % (остальное - вода и отходы). В дополнение к этому полностью утрачивает исходные свойства до 20-30 % продукции, что приводит к существенным нерациональным затратам.
Но расширение выпуска продукции, охлажденной вакуумным способом, сдерживается из-за относительно значительных затрат на этапе производства, снижение которых наиболее эффективно можно осуществить на основе системного подхода к исследованию процесса вакуумносублимационного охлаждения.
Для пищевой технологии в целом разработаны лишь общие принципы системного исследования технологических линий, так как слишком широк диапазон изменений свойств сырья, параметров процессов, показателей готовой продукции. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо разрабатывать свою методику системного подхода, учитывающую специфику технологии.
Сущность процесса вакуумного охлаждения заключается в следующем. Вокруг охлаждаемого продукта создают разрежение, при котором из тканей интенсивно испаряется часть влаги (1 - 2%), на что значительно расходуется значительное количество их внутреннего тепла и поэтому они быстро охлаждаются. Вакуумное охлаждение осуществляется в специальных металлических камерах, где с помощью насоса создается вакуум. Охлаждаемые расфасованные в картонные коробки или контейнеры, устанавливаются на тележки и вкатывают в камеры. Затем камеры герметично закрывают и начинают процесс охлаждения. Длится он 15-20 минут. Такой способ возможно применить для продуктов непосредственно в вагонах. Для это нужно использовать большие вакуумные камеры, в который поместится вагон. При достаточно глубоком вакууме вагон овощей охладится за 25-30 минут.
Были разработаны начальные требования для проектирования вакуумно-сублимационного охладителя.
Был произведен расчет экономической эффективности, он показал целесообразность рассмотренного метода вакуумно-сублимационного охлаждения грибов-шампиньонов.
1. Патент РФ № 2009129715/06, 03.08.2009. Антипов С. Т., Пойманов В. В., Воробьев Д. В. Вакуум-сублимационная сушилка // Патент России №2395768. 2010. Бюл. № 21.
2. Патент РФ № 2011154705/06, 30.12.2011.Антипов С. Т., Мосолов Г. И., Шахов А. С., Некрылова Т. И., ТарикДжуахра (RU), Барыкин Р. А., Санин В. Н. Многосекционная вакуум-сублимационная сушилка поточноциклического действия // Патент России № 2486419. 2013. Бюл. № 18.
3. Патент РФ № 2008125558/13, 23.06.2008.Ермаков С. А. Установка вакуумной сублимационной сушки // Патент России № 2375654. 2009. Бюл. № 34.
4. Патент РФ № 2011122208/06, 31.05.2011. Антипов С. Т., Шахов
С. В., Моисеева И. С., Некрылова Т. И., Попов Г. Г., ТарикДжуахра. Способ непрерывной вакуум-сублимационной сушки с использованием наноматериалов и термоэлектрических модулей и установка для его осуществления // Патент России № 2477827. 2013. Бюл. № 8.
5. Патент РФ № 2005106076/06, 28.02.2005. Ермаков С. А. Способ вакуумной сублимационной сушки // Патент России № 2285876. 2006. Бюл. № 29.
6. Патент РФ № 2004103647/06, 09.02.2004. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Шахов С.В., Белозерцев А.С., Моисеева И.С., Кумицкий А.С., Бокадаров С.А., Мирошниченко В.Ю. Экструзионная вакуумсублимационная свч-сушилка // Патент России № 2259525. 2005. Бюл. № 24.
7. Патент РФ № 2010100448/13, 11.01.2010. Ермаков С. А. Способ вакуумной сублимационной сушки с конвективным подводом тепловой энергии и установка вакуумной сублимационной сушки // Патент России № 2416918. 2011 Бюл. № 12.
8. Патент РФ № 2012129517/28, 12.07.2012 Валенцов Михаил Юрьевич.Способ автоэлектронного вакуумного охлаждения и автоэлектронное вакуумное охлаждающее устройство с регулируемым зазором для его реализации// Патент России №129517 2014 Бюл №2
9. Разработка системы автоматического управления вакуумнонапылительного технологического комплекса для легкой промышленности. Абдуллин И.Ш., Исрафилов И.Х., Симонова Л.А., Исрафилов Д.И., Чернова М.А. // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 24. С. 154-156.
10. Моделирование системы вентиляции в камерах хранения продуктов растительного происхождения // Совершенствование способов охлаждения и хранения сельскохозяйственной продукции/ Ильинский А.С., Дидьк Н.Н.: сб. ст. - Краснодар, 1992 - С.34-35.
11. Интеллектуальная надстройка системы управления на примере установки вакуумной напылительной УВН-4М. Исрафилов Д.И., Чернова М.А., Нугуманова А.И. // Перспективы развития информационных технологий. 2012. № 8. С. 86-89.
12. Анализ системы автоматического управления вакуумнонапылительного технологического комплекса для легкой промышленности. Абдуллин И.Ш., Исрафилов И.Х., Симонова Л.А., Исрафилов Д.И., Чернова М.А. Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 24. С. 160-162.
13. Современные направления пищевой инженерии // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Красников В.В. 1995 - №1. - С.35-38
14. Традиционная и вакуумная жарка пищевых продуктов. Гайсин И.А., Сарапулова Ю.В., Исрафилов И.Х., Галиакбаров А.Т. В сборнике: Современные технологии продуктов питагния. Сборник научных статей международной научно-практической конференции. Ответственный редактор Горохов А.А.. Курск, 2014. С. 49-52.
15. Интенсификация процесса уваривания утфеля. Башмаков Д.А., Исрафилов Д.И., Башмакова А.А. Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2012. № 2 (62). С. 1319.
16. Повышение энергоэффективности оборудования жарки продуктов питания. Башмаков Д.А., Исрафилов Д.И., Гайсин И.А., Сарапулова Ю.В. Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2012. № 2 (62). С. 20-24.
17. Современный технический уровень и тенденции развития техники и технологии охлаждения фруктов и овощей // Консервная, овощесушильная и пищеконцентратнаяпром-сть. Шлягун Г.В., Николаева Д.А. 1987г. Вып.2- 28с.
18. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т. 2. - М.: Госгориздат, 1961. - 567 с.
19. Методы определения оптических и терморадиоционных характеристик пищевых продуктов. Ильясов С.Г., Красников В.В. 1972. -175с
20. "Вакуумная техника" Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др.; под общей редакцией Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева - М.: Машиностроение, 1992. - 480 с.: ил.
21. "Вакуумная техника" Розанов Л.Н. - М.: Высшая школа, 1990 г. - 320с.: ил.
22. "Механические вакуумные насосы" / Е.С. Фролов, И.В. Автономова, В.И. Васильев и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 288 с.: ил.
23. "Теоретические основы вакуумной техники" / Е.С. Фролов, Н.К. Никулин: МГТУ им. Баумана, 1993, 77с