Розробка комбінованого процесу та пристрою смаження січених кулінарних виробів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено теоретичному обґрунтуванню та розробці високоефективного енерго- та ресурсозберігаючого процесу смаження січених кулінарних виробів у функціональних замкнених середовищах (ФЗС), що утворюються при щільному контакті заглибинами двох геометрично подібних нагрівальних поверхонь. Розроблено теоретичну теплову модель процесу та проведено дослідження тепло- і масоперенесення при смаженні січених виробів запропонованим способом, зміну їх структурно-механічних, фізико-хімічних, мікробіологічних й органолептичних показників. Запропоновано процес виробництва м'ясоовочевих котлет з використанням кабачкового наповнювача, якому властива висока адсорбційна здатність поглинати вологу та жир, чим забезпечується зменшення витрат матеріальних ресурсів під час смаження. Для реалізації процесу смаження у ФЗС розроблено новий пристрій ПССВ-0,2, що відрізняється високими техніко-експлуатаційними показниками. Оцінено економічну ефективність наукових розробок і здійснено комплекс заходів щодо впровадження їх у виробництво

Диссертация посвящена теоретическому обоснованию и разработке высокоэффективного энерго- и ресурсосберегающего процесса жарки рубленых кулинарных изделий в функциональных замкнутых средах (ФЗС). При производстве разнообразной кулинарной продукции, в частности рубленых изделий, широко используется процесс жарки, которому свойственны низкая степень интенсификации, значительные энергетические и материальные затраты, высокая трудоёмкость. Интенсифицировать теплоперенос можно при размещении рубленых кулинарных изделий в ФЗС, образуемых при плотном контакте углублениями двух геометрически подобных греющих поверхностей. При этих условиях уменьшается величина нормали к изотермической поверхности, увеличивается площадь поверхности теплообмена, а также создается препятствие для выхода наружу образуемого внутри изделий водяного пара, который можно рассматривать как дополнительный внутренний источник тепловой энергии. Была разработана теоретическая тепловая модель предложенного процесса и произведен аналитический расчет динамики температуры. Установлено, что продолжительность процесса жарки сокращается приблизительно на 57…59 % по сравнению с традиционным способом. Проведены экспериментальные исследования тепло- и массопереноса при жарке рубленых изделий предлагаемым способом, изменений их структурно-механических, физико-химических, микробиологических и органолептических показателей. Наряду с интенсификацией процесса отмечено существенное снижение неравномерности температурного поля по объему изделий. Прослеживаются менее заметные изменения теплопроводных свойств поверхностных слоёв, что положительно влияет на скорость теплопереноса к внутренним слоям. На интенсификацию внутреннего теплопереноса оказывает влияние увеличение градиента температуры и парциального давления водяного пара. Установлено снижение потерь массы изделиями на 2,9…3,1 % при жарке в ФЗС и остывании. С целью дополнительного снижения потерь массы (до 6,3…6,7 %) предложен комбинированный способ остывания, которым предусматривается интенсивное охлаждение греющих поверхностей до достижения изделиями рекомендуемой температуры подачи потребителю. Использование комбинированного остывания изделий замедляет изменение влагосодержания и дает возможность избежать дополнительных потерь влаги на 44,7…48,5 %. Отмечается также несколько меньшее изменение жиросодержания изделий. При уменьшении массы и плотности изделий не происходит изменение их общего объема и, соответственно, усадка. Консистенция корочки и внутренних слоев отличается большей нежностью, что установлено по меньшим изменениям значений показателя пенетрации (на 16,7…21,2%) и скорости пенетрации (на 16,0…21,9 %) в сравнении с полуфабрикатами. Изделия имеют более высокую органолептическую оценку, меньшие потери аминокислот и витаминов, а также соответствуют требованиям санитарной безопасности, чем подтверждается рациональность используемого теплового режима. С целью снижения потерь материальных ресурсов во время жарки был разработан процесс приготовления кабачкового наполнителя, который предусматривает бланширование кабачков, нарезку и выдержку в 10-% растворе хлористого натрия, а также их сушку до влагосодержания 15…20 %. Изучены его адсорбционные свойства в водожировой эмульсии; в температурном интервале 80…100 о С изменение массы составляет 250...265 %, влагосодержания – 193...200 %, а жиросодержания – 57...65 %. Решением уравнения материального баланса процесса адсорбции определено количество поглощенных компонентов водожировой эмульсии и построены рабочие линии процесса адсорбции. С использованием кабачкового наполнителя разработан технологический процесс производства мясоовощных котлет, предусматривающий жарку в ФЗС, при реализации которого потери массы изделиями уменьшаются на 13,7...15,5 %. Разработаны технические требования и техническое задание на проектирование устройства для жарки рубленых изделий ПССВ-0,2, предназначенного для реализации процесса жарки в ФЗС. Его технико-эксплуатационные показатели свидетельствуют о существенном снижении мощности – на 33,3…38,5 %, удельного расхода теплоты, металлоемкости, а также повышении коэффициента полезного действия (в сравнении со сковородой СЭСМ-0,2). Исследованы технологические показатели жарки рубленых кулинарных изделий в ПССВ-0,2 на основе разнообразного сырья. В сравнении с традиционным способом жарки установлено сокращение продолжительности тепловой обработки на 41,6…60,4 %, снижение потерь массы на 5,4…14,8 %. Проведена оценка экономической эффективности научных разработок (в ценах на 01.10.2001 г.) в расчете на 100 кг готовых изделий. Снижение себестоимости мясоовощных котлет (в сравнении с традиционными изделиями) за счет экономии материальных затрат составляет 32,65 грн., а использование устройства ПССВ-0,2 позволяет сократить энергетические затраты на 4,53…4,58 грн., себестоимость устройства ПССВ-0,2 за счет изменения металлоемкости снижается на 66,30 грн. (в сравнении со сковородой СЭСМ-0,2). Осуществлен комплекс мероприятий по внедрению научных разработок в производство путем разработки и утверждения нормативной документации на производство мясоовощных котлет и проектной документации на устройство для жарки рубленых изделий, а также их апробации на научных конференциях, производственных предприятиях и выставках-ярмарках

The thesis is devoted to theoretic substation and development of highly effective energy- and resource-saving process of frying chopped culinary products in functional cloistered environment (FCE), which is formed in the process of tight contact by the deepenings of two geometrically similar heating surfaces. Theoretical heating model of the process has been developed heat- and mass-transfer during frying has been investigated, as well as changes in structural-mechanical, physico-chemical, microbiologic and organoleptic indexes. The process of manufacturing meat-and-vegetable cutlers with the use of squash filling which possesses high adsorb ability concerning moisture and fat has been proposed. This ability provides reduction of frying. A new device “ПССВ-0,2” with higher technical indexes for frying in FCE has been developed. Economic efficiency of scientific developments has been estimated and complex of measures for their inculcation has been performed.