ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 7 • 2015

рименение различных методов компьютер-

ного и математического моделирования поз-

воляет изучать динамику протекания техно-

логических процессов, вести поиск оптимальных

технологических параметров и методов управления

[1, 2]. В этом плане применение компьютерного и

математического моделирования процессов высоко-

температурной тепловой стерилизации консервиру-

емых продуктов также актуально [3–8].

К основным параметрам тепловой стерилизации

относятся температура, которую надо поддержать в

стерилизационном аппарате, и время, в течение

которого консервируемые продукты подвергаются

тепловой обработке. Несоблюдение этих параметров

приводит к возникновению различных видов био-

логического брака консервов. Как нельзя говорить

о времени, не учитывая температуру стерилизации,

так нельзя говорить и о температуре, не связывая ее

со временем, необходимым для такой обработки.

При тепловой стерилизации консервируемых про-

дуктов общее время стерилизации (

общ

) является фун-

кцией от времени проникновения тепла в центр банки

(

пр

) и летального времени (

), т. е. времени, которое

требуется для уничтожения микроорганизмов, нахо-

дящихся в центре банки, начиная с того момента,

когда достигнута заданная температура [3], т. е.

общ

(

пр

(1)

Для каждого конкретного вида консервируемого

продукта основным фактором, влияющим на леталь-

ное время, является температура продукта, при этом

зависимость между летальным временем и темпера-

турой обратная, т. е. с повышением температуры сте-

рилизации летальное время снижается [3]. Однако,

если анализировать выражение (1) с точки зрения

влияния параметров на гибель микроорганизмов,

можно заметить, что гибель микроорганизмов про-

исходит в течение всего времени, включая периоды

нагрева и охлаждения, когда продукт, находящийся

банке, имеет температуру, смертельную для микро-

бов.

Поэтому при определении температуры стерилиза-

ции продукта необходимо учитывать стерилизующие

эффекты в различных точках банки, так как в зависи-

мости от состояния покоя или вращения, а также и от

частоты вращения банок во многом зависит величина

стерилизующего эффекта. В частности, для компотов

ориентировочные нормы летальности составляют

150–200 усл. мин [1].

Цель данной работы — выявить корреляционные

зависимости между факторами, которые оказывают

наиболее существенное влияние на скорость нагрева

продукта при высокотемпературной тепловой стери-

лизации в потоке нагретого воздуха: температурного

перепада (между наиболее и наименее прогреваемыми

точками), частоты вращения компота в банке объемом

3 л, а также исследовать и определить область опти-

мальных значений выбранных факторов.

При этом в качестве факторов были выбраны: тем-

пературный перепад

и частота вращения тары

. В

качестве показателя для оценки эффективности про-

цесса тепловой обработки, была выбрана скорость

нагрева продукта

Прогреваемость периферийного (1) и центрального

(2) слоев компота из яблок в банке объемом 3 л при

высокотемпературной тепловой обработке в потоке

нагретого до 150 °С воздуха показана на рис. 1.

Как видно из рисунка, температурный перепад между

наиболее и наименее прогреваемыми точками достигает

12 °С. К тому же существенно отличаются и величины

стерилизующих эффектов, получаемых наиболее и

наименее прогреваемыми слоями продукта: периферий-

ный слой получает стерилизующее воздействие равное

183,8 усл. мин, а центральные слои — 30,8 усл. мин.

Аналогичные исследования по изучению данного

процесса проведены и при других частотах вращения,

УДК 664.8.036.62

Математическое моделирование теплообменных процессов

при высокотемпературной тепловой обработке консервов

Д-р техн. наук М. Э. Ахмедов; д-р техн. наук А.Ф. Демирова

Дагестанский государственный институт народного хозяйства, г. Махачкала

100

Температура, °С

Время, мин

183,8

30,8

Переводной коэффициент

Рис. 1.

Кривые прогреваемости (1, 2) и фактической

летальности (3, 4) наиболее (1, 3) и наименее (2, 4) прогреваемых

слоев компота из яблок при высокотемпературном ротационном

нагреве с частотой вращения 8 мин

–1

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека