Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Состояние вопроса, цель и задачи исследования ... 9
1.1. Эффективность производства и применения готовых охлажденных блвд в функциональных емкостях 9
1.2. Характеристика показателей качества вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях 16
1.3. Обзор и сравнительный анализ тепловых аппаратов, применяемых для разогрева готовых охлажденных
блвд 24
1.4. Цель и задачи исследований 46
ГЛАВА 2. Методики исследований 49
2.1. Обоснование и разработка принципиально-конструктивной схемы аппарата для разогрева вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях 49
2.2. Определение объектов исследования 52
2.2.1. Ассортимент готовых охлажденных БЛВД в функциональных емкостях 52
2.2.2. Выбор объектов исследования 53
2.3. Методика экспериментальных исследований процесса разогрева вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях 54
2.3.1. Подготовка изделий к эксперименту 54
2.3.2. Методика термометрических исследовании 55
2.3.3. Методические аспекты исследования процесса разогрева вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях на различных видах оборудования... 58
2.3.4. Обоснование пределов изменения параметров процесса разогрева 59
2.3.5. Оценка готовности продукции 61
2.3.6. Оценка качества разогретых блвд по органолептическим показателям 61
2.3.7. Оценка интенсификации процесса разогрева готовых охлажденных блвд 64
2.3.8. Обоснование выбранных режимов 65
2.4. Методика математического планирования экспериментов и обработка результатов исследования 67
ГЛАВА 3. Экспериментальные стенды и установки 75
3.1. Экспериментальные стенды для исследования процесса разогрева охлажденных блвд в серийно выпускаемом оборудовании 75
3.2. Экспериментальный стенд для исследования процесса разогрева вторых охлажденных БЛВД в специализированном аппарате 78
3.3. Оценка ошибок измерений и анализ погрешностей... 88
3.3.1. Анализ погрешностей определения температуры термопарами 88
3.3.2. Анализ погрешностей определения расхода
энергии 90
3.3.3. Анализ погрешностей определения расхода воды... 91
ГЛАВА 4. Результаты исследований, их обсуждение и обобщение 92
4.1. Результаты экспериментальных исследований процесса разогрева на серийно выпускаемом оборудовании 92
4.1.1. Разогрев на электрических плитах 92
4.1.2. Разогрев в жарочных шкафах 94
4.1.3. Разогрев в пароварочных аппаратах 97
4.1.4. Анализ режимов разогрева вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях в серийно выпускаемых тепловых аппаратах 100
4.2. Результаты экспериментальных исследовании процесса разогрева в специализированном . аппарате 102
4.2.1. Результаты предварительных экспериментов по определению рационального комбинирования теплоносителей 102
4.2.2. Результаты факторного анализа процесса разогрева вторых охлажденных бліод в функциональных емкостях при комбинированном теплоподводе 104
4.3. Сравнительная оценка характеристик процесса разогрева готовых охлажденных блвд в функциональных емкостях в серийно выпускаемых тепловых аппаратах и в экспериментальном аппарате 121
4.4. Расчет продолжительности комбинированной тепловой обработки готовых охлажденных блюд
в функциональных емкостях 124
ГЛАВА 5. Практическое применение результатов исследовании . 134
5.1. Технические параметры аппарата для разогрева готовых охлажденных блюд в функциональных емкостях 134
5.2. Результаты эксплуатационных испытаний макета- образца аппарата для разогрева готовых охлажденных блюд в функциональных емкостях 136
5.3. Сравнительный технико-экономический анализ внедренной разработки 137
5.4. Выводы 143
Литература
- Характеристика показателей качества вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях
- Ассортимент готовых охлажденных БЛВД в функциональных емкостях
- Экспериментальный стенд для исследования процесса разогрева вторых охлажденных БЛВД в специализированном аппарате
- Анализ режимов разогрева вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях в серийно выпускаемых тепловых аппаратах
Введение к работе
В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", в Продовольственной программе СССР на период до 1990 года поставлена задача поднять общественное питание на более высокий уровень развития в целях максимального удовлетворения потребностей советских людей /I, 2/.
Общественное питание - это отрасль народного хозяйства, обеспечивающая успешное решение ряда актуальнейших социальных задач, таких как улучшение быта населения, сохранение здоровья и повышение работоспособности трудящихся, освобождение женщин от непроизводительного домашнего труда и создание тем самым дополнительных трудовых ресурсов. Поэтому дальнейшее развитие отрасли отнесено в нашей стране к важным государственным задачам.
Определяющее влияние на развитие материальной базы и технический прогресс в общественном питании имеют постановления Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР от 30.01.72 "О некоторых мерах по улучшению торговли и ее технической оснащенности", от 05.07.77 № 611 "О мерах по дальнейшему развитию торговли", от 01.82 "О мерах по дальнейшему развитию торговли и улучшению торгового обслуживания населения в И пятилетке" /3, 4, 5/.
Названные постановления определяют магистральное направление развития отрасли - индустриализацию общественного питания. Программа конкретных действий по превращению общественного питания в кулинарную индустрию определена приказом Министерства торговли СССР "О мерах по переходу на индустриальные, промышленные методы производства продукции общественного питания". Основные задачи индустриализации - это организация массового производства полуфабрикатов высокой степени готовности и готовых блюд промыш-
ленными методами на крупных заготовочных предприятиях, доставка этой продукции в функциональной таре на предприятия-доготовочные различной мощности, функции которых сведутся к кратковременному и малотрудоемкому приготовлению блюд из полуфабрикатов высокой степени готовности или разогреву готовых замороженных и охлажденных блюд /6, 7/.
Особое место в полном обеспечении населения услугами общественного питания принадлежит внедрению новых способов организации производства пищи, к числу которых относится и производство охлажденной продукции.
Зарубежный опыт свидетельствует, что готовая охлажденная продукция может удовлетворять запросы различного контингента питающихся. Преимуществами производства готовых охлажденных блюд являются:
создание достаточного запаса готовой кулинарной продукции для бесперебойного снабжения предприятий-доготовочных;
Характеристика показателей качества вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует, что применение единой функциональной тары на всех этапах производства охлажденной продукции - в технологических процессах приготовления, охлаждения, хранения, транспортирования и реализации, является необходимым условием централизации производства.
Процесс производства охлажденных блюд с использованием функ циональных емкостей подразделяется на этапы: собственно приготовление кулинарной продукции - блюд, соусов и гарниров; фасование кулинарной продукции в функциональные емкости; интенсивное охлаждение до температуры І0С в геометрическом центре емкости, хранение, транспортирование, подготовка к реализации /21, 22/.
Использование функциональных емкостей предусматривает негерметичный способ упаковки, что требует дополнительных сведений о технологии приготовления, охлаждении, сохранности и реализации готовых охлажденных блюд в таком виде упаковки, как функциональная емкость.
Основной ассортимент выпускаемой охлажденной продукции в функциональных емкостях за рубежом - вторые блюда и компоненты к ним, гарниры, соусы - включает (кроме блюд деликатесной кухни) практически все наименования кулинарных изделий, предлагаемых потребителям в столовых и кафе с полным технологическим ЦИКЛОМ производства, то есть мясные натуральные и рубленые изделия, изделия из котлетной массы мясной и рыбной, блюда из птицы, яиц, овощей, рыбы /13, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30/, с учетом особенностей национальной кухни каждой отдельной страны.
НИИОПом была разработана техдокументация на следующий ассортимент готовых охлажденных блюд в функциональных емкостях: 2 наименования холодных блюд - салат из белокочанной капусты, рыба жареная под маринадом; 5 наименований первых блюд - щи из квашеной капусты с картофелем, рассольник ленинградский, суп картофельный с горохом, суп картофельный с крупой перловой, борщ с капустой свежей и картофелем; 9 наименований вторых блюд и гарниров - гуляш из говядины, говядина в кисло-сладком соусе, тефтели из говядины, печень по-строгановски, рыба жареная, каша гречневая рассыпчатая, каша рисовая рассыпчатая, пюре картофель ное; 3 наименования сладких блюд - компот из чернослива, компот из свежих яблок, компот из супБных яблок.
В результате исследований процесса интенсивного охлаждения готовой кулинарной продукции отечественными и зарубежными исследователями установлено, что максимальная высота слоя продукта в функциональной емкости должна составлять 50-55 мм. В этом случае при использовании емкости Е1х65 крышка плотно прилегает к продукту /31/. Отсутствие воздушной прослойки между крышкой и продуктом дает возможность понизить температуру продукта от 90 до І0С в геометрическом центре емкости за 2 часа, что обеспечивает санитарно-эпидемиологическую безопасность продукции /15,.30, 32, 33, 34/.
В последнее время в публикациях зарубежных исследователей все больше внимания уделяется вопросам изучения гигиенических аспектов технологии приготовления, режимов хранения и^разогрева готовых охлажденных блвд, вырабатываемых в функциональных емкостях. При использовании такой продукции подробно изучаются ее микробиологические характеристики после разогрева. От степени надежности режимов тердической обработки зависит эпидемиологическая безопасность продукции к моменту реализации. Поэтому вопросы обоснования выбранных режимов и вопросы выживаемости патогенной микрофлоры при хранении готовых блюд подробно освещаются в последних работах отечественных и зарубежных исследователей /28, 29, 39, 40, 41/.
Исследователи единогласны в своем утверадении о том, что общая микробная обсемененность конечного продукта зависит от каче- ства сырья, режимов тепловой обработки и от санитарно-гигиенических условий на всех этапах производства готовой охлажденной продукции.
На достаточно большом ассортименте охлажденных изделий сотрудниками НИИОПа было показано, что общая микробная обсеменен-ность сырья и вспомогательных материалов при производстве охлаж-денных блюд колебалась в широких пределах - от 4,7»10 до ту 9,4*10' кл/г. В результате микробные числа готовых изделий также варьировались в широких пределах в диапазоне от единичных клеток до 4,7«Ю5 кл/г /42/.
Швейцарскими учеными были проведены большие микробиологические исследования широкого ассортимента готовых охлажденных блвд по определению 14 различных групп микроорганизмов. Исследования показали, что при соблюдении технологии и режимов приготовления охлажденной продукции после трех дней хранения и последующем разогреве количество всех микроорганизмов было ниже предела обнаружения /27/.
Исследования, проведенные в ІДР, показывают, что при разогреве готовых охлажденных блюд наблюдается снижение общей микробной обсемененности, толерантных к холоду мезофильных микроорганизмов в 1000 и более раз /26, 27, 43/. Немецкие ученые в результате своих исследований пришли к выводу, что основная причина присутствия типично патогенной микрофдоры в готовых охлажденных блюдах при хранении в функциональных емкостях - это грубое нарушение технологии их приготовления и реализации /26, 43/.
Ассортимент готовых охлажденных БЛВД в функциональных емкостях
В связи с тем, что выбранная схема электротеплового аппарата для разогрева готовых охлажденных блвд в функциональных емкостях отличается гибкостью и универсальностью по реализуемым способам термообработки продукта, возникла необходимость проанализировать ассортимент вторых охлажденных блюд.
В ассортимент вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях вошли изделия, различающиеся по виду исходного сырья -мясные, рыбные, овощные, крупяные; по виду механической обработки - натуральные, рубленые, протертые; по виду первичной тепловой обработки - жареные, тушеные и т.д.; по форле, размерам, по отсутствию или наличию жидкой компоненты (соуса).
Вторые охлажденные блюда и гарниры предполагалось разогревать на различных видах теплового оборудования, причем для каждого наименования блюд необходимо было подобрать тот режим разогрева, который обеспечивал получение продукции более высокого качества.
В качестве объектов исследования были выбраны следующие блюда и кулинарные изделия: гуляш из говядины, котлеты рубленые, рыба жареная, капуста тушеная, пюре картофельное, каша рисовая рассыпчатая. В этом перечне представлены блюда,различающиеся по виду исходного сырья, по консистенции, структуре, форме, размерам, наличию жидкой компоненты.
Выбор объектов исследования и целесообразность проведения исследований вышеперечисленных блюд и кулинарных изделий обусловлены следующими основными факторами:
1. Возможностью распространения режимов разогрева этих блюд на достаточно широкий ассортимент изделий аналогичных по виду исходного сырья, составу и структуре.
2. Широким спросом на указанные блюда в предприятиях общественного питания и целесообразностью их использования в охлажден-ном виде.
3. Отсутствием в доступной литературе данных о тепло- и мас-сообменных процессах, протекающих при разогреве вторых охлажденных блюд в серийно выпускаемых аппаратах.
4. Необходимостью определения режимов разогрева широкого ассортимента охлажденных кулинарных изделий при комбинированной тепловой обработке в среде влажного насыщенного пара и поле ИК-излучения, предположительно интенсифицирующей процесс разогрева.
Блюда готовились в основном по традиционной технологии, фасовались в функциональные емкости в соответствии с табл. 1.2 , охлаждались в шкафу интенсивного охлаждения в соответствии с параметрами, приведенными в табл. 2.1 и хранились в холодильной камере при температуре 2..,4С в пределах установленных сроков хранения (табл. 1.3 ) /35/. функциональные емкости с продукцией извлекались из холодильной камеры и взвешивались на весах РН-І0ЩЗУ с ценой деления 5 г для определения начальной массы. В соответствующие точки (рис.2.2) устанавливались термопары ТХК-0,5, подключенные к потенциометрам-самописцам типа КСП-І2 класса точности 0,5 и потенциометру Ш-63 класса точности 0,05. Таким образом после определения начальной температуры и начальной массы блюда в емкости, эта емкость поме щалась в тепловой аппарат для разогрева.
Термометрические исследования электротеплового аппарата проводились с целью определения температур в его рабочем объеме и на наружных поверхностях. За среднюю температуру рабочей камеры аппарата принималось среднеарифметическое значение температур, измеренных в 15 точках объема рабочей камеры (рис.2.3 ). Измерение температур осуществлялось с помощью комплекта термопар ТХК-0,5 , укрепленных на решетке и подключенных к потенциометру типа КСП-І2 класса точности 0,5. Измерение температурных полей производилось при стационарном режиме работы аппарата. Строились графики зависимостей температур в рабочей камере от времени.
Экспериментальный стенд для исследования процесса разогрева вторых охлажденных БЛВД в специализированном аппарате
Поскольку из выполненных НИИОПом работ известно, что при загрузке жарочных шкафов температура внутри рабочих камер падает на Ю0-150С /104/, то предварительно рабочую камеру ра зогревали до максимальной температуры, а после загрузки охлаж денной продукции переключали терморегулятор на необходимую тем - 78 пературу - 160, 180, 200, 220, 250, 300С.
Начальная температура продукта и температура продукта в процессе разогрева определялась с помощью комплекта хромель-ко-пелевых термопар, подключенных к потенциометрам типа КСЇЇ-І2 и ШІ-63, как и в первом случае. При каждом режиме процесса устанавливали продолжительность разогрева и потери массы блюд при наличии или отсутствии крышки функциональной емкости и определяли количество воды, добавляемой в функциональную емкость для компенсации потерь массы и во избежание пригорання, а также оценивали удельный расход энергии на разогрев; - при разогреве охлажденных блюд в пароварочных аппаратах серийного производства также устанавливали продолжительность разогрева и потери массы изделии при наличии или отсутствии крышки функциональной емкости, после чего определялось количество воды, добавляемой для компенсации потерь массы блюда и удельный расход электроэнергии на разогрев.
Экспериментальный стенд для исследования процесса разогрева вторых охлажденных блюд в специализированном аппарате
Для проведения экспериментальных исследований режимов разогрева охлажденных кулинарных изделий был создан стенд, состоящий из трех частей: разработанных макета-образца электротеплового аппарата и электронного регистратора изменения массы продукта в процессе тепловой обработки ЭЕИМ-1, а также известного блока регистрации температур в толще продукта и пространстве рабочей камеры /105/. Принципиальная схема стенда приведена на рис.3.2 , общий вид стенда - на рис.3.3 .
Макет-образец аппарата включает следующие основные узлы: - парогенератор 5 с тэнами 6 и устройство для поддержания уровня воды 8, отделенные от рабочей камеры перегородкой с трубкой для сбора конденсата 7. Вода поступает в парогенератор 5 через трубопровод 18 и питательный бачок 19 со шкалой. В перегородке имеется отверстие 27 с осуществляется через трубопровод 36 с краном; - рабочую камеру 10, шибером для подвода пара к центробежному вентилятору 26. Слив воды из парогенератора в которой на стойке 4 с крестовиной 12 размещается функциональная емкость 15 с разогреваемой продукцией. Стойка 4 от весоизмерителя 3 прибора ЭРИМ-1 вводится в рабочую камеру 10 макета-образца через стальную трубу 9. Функциональная емкость 15, установленная на крестовине стойки 4, обогревается снизу тэнами II. Кроме того продукт получает тепло от промежуточного теплоносителя - водяного пара или горячего воздуха при его естественной или принудительной конвекции. Боковые панели рабочей камеры и перегородки 14 и 25 образуют каналы 13 и 24 для циркуляции промежуточного теплоносителя. Перегородка парогенератора с трубкой слива конденсата 7 наклонена под углом 10 к плоскости дна парогенератора 5 ; - блок инфракрасных излучателей 16, представляющих собой шесть кварцевых трубок с нихромовыми спиралями с плоским отражателем 17. Размеры блока и компоновка: длина генератора - 470 мм диаметр трубки - 16 мм диаметр витка спирали 8 мм расстояние между трубками-35 мм; - корпус U2 с тепловой изоляцией 23, окружающей рабочую камеру 10 и парогенератор 5 .
Макет-образец подключался к сети переменного тока через трансформаторы 20 типа РНО и комплект измерительных приборов 21 типа К-505. Вентилятор 26 получал питание через автотрансформатор 34 ЛАТР-І и выпрямитель 35.
Измерение температур в рабочем объеме макета-образца аппарата и продукта в процессе разогрева осуществлялось с помощью комплектов хромель-копелевых термопар соответственно 28 и 29 типа ТХК диаметром 0,2; 0,3; 0,5 мм, подключенных к потенциометру-самописцу 32 типа КСП-І2 класса точности 0,5 и через переключательную панель 31 к потенциометру 33 Ш-63 класса точности 0,05. Холодные спаи термопар термостатировались в сосуде Дыоара 30 с тающим льдом.
При изучении динамики изменения массы пищевых продуктов под действием высоких температур многими исследователями создавались различные устройства и приспособления для непосредственного измерения изменения массы изделий в процессе тепловой обработки /82, 106, 107/.
Весоизмерительный блок включает электронный регистратор изменения массы продукта в процессе тепловой обработки ЭРИМ-1, разработанный на кафедре оборудования предприятий общественного питания МИНХ им. Г.В.Плеханова (рис. 3.4).
Прибор позволяет производить взвешивание в диапазоне от 2-0 до 4000 г с фиксацией результатов на цифровом табло как с учетом массы тары, так и без нее,"а такаю заносить показания массы в электронную память регистратора и, при необходимости, постоянно к ним обращаться. Кроме того, регистратор позволяет выдавать непрерывно инфорлацшо на цифровом табло об изменении массы продукта, подвергаемого тепловой обработке с указанием знака этого изменения (прирост или убыль массы).
Анализ режимов разогрева вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях в серийно выпускаемых тепловых аппаратах
В результате исследований был сделан вывод, что вторые блюда и гарниры можно разогревать на электроплитах, в жарочных шкафах и пароварочных аппаратах в функциональных емкостях при закрытых крышках.
Разогрев на электроплитах характеризуется наименьшей продолжительностью - 20...35 мин по сравнению с другими способами, но требует неоднократного перемешивания во избежание пригорання продукции на дне и боковых поверхностях функциональной емкости. На электроплитах можно разогревать все вторые блюда, а из гарни ров - капусту тушеную. В функциональные емкости необходимо добавлять от ОД до 0,2 кг кипящей воды в зависимости от вида блюда. При этом потери массы отсутствуют.
Не рекомендуется разогревать на электроплитах пюре картофельное, каши гречневую и рисовую рассыпчатые из-за значительного пригорання их на дне и боковых поверхностях функциональных емкостей.
Необходимо отметить, что разогрев готовой охлажденной продукции в функциональных емкостях на поверхности электроплит отличается повышенным расходом электроэнергии. Это связано с тем, что охлаждение, хранение и транспортирование продукции в одних и тех же функциональных емкостях неминуемо приводят к короблению корпуса емкости. Это обусловливает отсутствие надежного контакта между дном функциональной емкости и конфоркой электроплиты. В местах точечного контакта дна емкости с конфоркой наблюдалось сильное пригорание продукции, в то время как соседние слои продукта оставались ненагретыми. Таким образом наличие воздушного зазора между дном функциональной емкости и конфоркой и, соответственно, необходимость многократного перемешивания содержимого предопределяют энергетическое несовершенство и повышенную трудоемкость процесса разогрева на электроплитах.
В жарочных шкафах различных типов можно эффективно разогревать все предусмотренные ассортиментом вторые блюда, а из гарниров - капусту тушеную. В шкафах ШЖЭ-0,51 и ЖЭ-0,85 можно разогревать также каши гречневую и рисовую рассыпчатые. Добавление кипящей воды от 0,1 до 0,4 кг на одну емкость в зависимости от вида блюда позволяет избежать пригорання и потерь массы продукции. Время разогрева составляет от 20 до 50 мин. Не рекомендуется разогревать в жарочных шкафах пюре картофельное.
В пароварочных аппаратах можно разогревать все предусмотренные ассортиментом вторые блюда и гарниры, кроме порционных жареных изделий. В пароварочном аппарате процесс разогрева отличается значительной продолжительностью, время разогрева составляет от 50 до 70 мин, перемешивание продукции в процессе разогрева не требуется. Добавление кипящей воды в количестве 0,1-0,2 кг на емкость позволяет устранить потери массы продукции.
В целом в результате исследований процесса разогрева вторых охлажденных блюд в функциональных емкостях на серийно выпускаемых аппаратах можно сделать вывод о том, что указанные аппараты в принципе можно использовать для целей разогрева, однако: - каждый вид аппарата пригоден для разогрева узкого ассортимента вторых охлажденных блвд в функциональных емкостях; - процесс разогрева отличается значительной продолжительностью; - имеют место дополнительные организационные сложности (добавление воды в строго определенном количестве, необходимость перемешивания); - ни один вид из указанных тепловых аппаратов не реализует всей совокупности требований, предъявляемых к процессу разогрева.
В ходе предварительных экспериментов при разогреве различных блюд и гарниров был сделан вывод о том, что при любой комбинации теплоносителей обогрев дна функциональной емкости тэнами приводит к уменьшению продолжительности процесса, а использование пара - к снижению потерь массы изделий. При сравнении результатов предварительных экспериментов при различных способах тепло подвода был сделан вывод о преимуществах комбинированных методов, что хорошо согласуется с данными литературного обзора.
Полученная в ходе предварительных экспериментов априорная информация была использована в процессе дальнейших исследований.
В соответствии с главой 2 исследования процесса разогрева вторых охлажденных блюд проводились на основе методики математического планирования эксперимента.
В табл. 4.5...4.8 представлены ортогональные матрицы (программы экспериментов и результаты их реализации;, в табл. 4.9 -результаты расчетов коэффициентов регрессии dc и оценки их значимости. (4.1) (4.2) Результаты проверки адекватности математической модели экспериментальным данным сведены в табл. 4.10 ... 4.II , из которых видно, что нуль-гипотеза принимается.
