Наукове обґрунтування енергоефективних процесів і обладнання кондуктивного жарення натуральних м’ясних виробів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено науковому обгрунтуванню енергоефективних та ресурсозбережних процесів кондуктивного жарення м’ясних порційних натуральних виробів і розробці обладнання для їх реалізації. Сформульовано технологічні вимоги до процесу кондуктивного жарення м’яса, в тому числі і з високим вмістом сполучної тканини, з метою упередження утворення в них гетероциклічних амінів. Розроблено нову комплексну методику оцінки енергетичної ефективності процесів кондуктивного жарення м’яса в апаратах для їх реалізації, за якою проведено аналіз енергетичної ефективності цих процесів в основних видах обладнання для жарення. Сформульовано напрями підвищення енергетичної ефективності і ресурсозбереження процесу кондуктивного жарення. Розроблено науково-теоретичні основи процесів кондуктивного жарення м’яса під впливом фізичних і електрофізичних методів. Розроблено оригінальні методики й установки, за допомогою яких отримані експериментальні дані, що підтверджують адекватність обґрунтованої аналітичної та розробленої теплової моделей процесів кондуктивного жарення м’яса під впливом фізичних і електрофізичних методів, а також ефективність використання цих процесів та актуальність створення нового енерго- і ресурсозбережного обладнання. Визначені раціональні режими та конструктивні параметри обладнання для двостороннього жарення та розроблено апарати для їх реалізації. Розроблено технічну документацію на виготовлення експериментальних зразків обладнання для двостороннього жарення м’яса під впливом фізичних і електрофізичних методів. Установлено підвищення енергетичної ефективності та технологічних показників розроблених процесів з використанням нового обладнання та їх соціально-економічної ефективності.

Диссертация посвящена научному обоснованию энергоэффективных и ресурсосберегающих процессов кондуктивного жаренья мясных порционных натуральных изделий и разработке оборудования для их реализации. Сформулированы технологические требования к процессу кондуктивного жарения мяса, в том числе и с высоким содержанием соединительной ткани, с целью предупреждения образования в них гетероциклических аминов. Разработана новая комплексная методика оценки энергетической эффективности процессов кондуктивного жаренья мяса в аппаратах для их реализации, по которой проведен анализ энергетической эффективности этих процессов в основных видах оборудования для жаренья. Сформулированы направления повышения энергетической эффективности и ресурсосбережения процесса кондуктивного жаренья. Разработаны научно-теоретические основы процессов кондуктивного жаренья мяса под влиянием физических и электрофизических методов. Разработаны оригинальные методики и установки, с помощью которых получены экспериментальные данные, подтверждающие адекватность обоснованной аналитической и разработанной тепловой моделей процессов кондуктивного жаренья мяса под влиянием физических и электрофизических методов, а также эффективность использования этих процессов и актуальность создания нового энерго- и ресурсосберегающего оборудования. Определены рациональные режимы и конструктивные параметры оборудования для двустороннего жаренья и разработаны аппараты для их реализации. Разработана техническая документация на изготовление экспериментальных образцов оборудования для двустороннего жаренья мяса под влиянием физических и электрофизических методов. Установлено повышение энергетической эффективности и технологических показателей разработанных процессов с использованием нового оборудования и их социально-экономической эффективности.

The dissertation deals with scientific substantiation of energy efficient and resource saving processes of meat products conductive frying and developing the equipment for its realization. On the basis of theoretical analysis and technological requirements for conductive meat frying to prevent heterocyclic amines formation in the outer layers of the product and technological requirements for conductive frying of meat with high content of connective tissue were formulated in the research work. There was developed the new method for evaluation of the energy effectiveness for conductive meat frying processes in the appliences for their implementation based on joint use of first and second laws of thermodynamics by which exergy (entropy) analysis of the energy efficiency of these processes in the main types of equipment for frying was carried out. Based on the theoretical analysis and data of analysis of the energy efficiency of processes of conduction frying formulated the directions for increasing of energy efficiency and resource saving for the processes of conductive frying. There were developed scientific and theoretical foundations for meat conductive frying under physical (pressure) and electrophysical (electric current, pressure) methods. There were analyxed the factors of intensification the conductive frying processes, such as increasing the surface of contact semi-finished product with the frying surface by ensuring effective contact and as a result, increasing the coefficient of heat transfer from the surface of frying to the product, changing thermophysical properties of the product during frying under influence of physical and electrophysical methods. There was substantiated analytical model of the processes of bilateral meat frying under the influence of the physical and electrophysical methods and developed their thermal model. The method of calculation coefficients of heat irradiation and heat transfer in the surface layer of the meat during frying based on actual thermodynamic processes using T-S – diagram for water and steam is provided here. There were developed original methods and installations used to obtain regularities of occurrence of flow of substance in meat under the influence of an electric current, a heat flux from the heater, and combinations thereof under compression within a certain range of parameters by which proved the effective liquid layer occurrence of lesser thickness than the thickness of the meat with the thermophysical properties of meat juice. There were obtained experimental data confirming the adequacy of the proposed analytical and thermal models of conductive meat frying processes under the influence of the physical and electrophysical methods. There were identified rational regimes and constructive parameters of the equipment for bilateral meat frying under the influence of an electric current and bilateral meat frying with a high content of connective tissue in functionally closed capacities under compression conditions; developed the devices for their implementation. There were developed technical documentation for manufacturing of experimental equipment samples for bilateral meat frying under the influence of an electric current and bilateral meat frying with a high content of connective tissue in functionally closed capacities under compression conditions, in accordance with which indicated devices. The tests of experimental equipment samples in production defined technical and economic indicators of their work, confirming the high energy and resource efficiency. Socio-economic effect of the introduction in the activities of catering institutions, equipment saving energy and raw materials. The main results of the dissertation research are implemented in production and educational process.