Введение к работе
Актуальность работы. Сыр - высокопитательный белковый продукт, получаемый из молока путем его свертывания и обработки; он сохраняет все основные питательные вещества молока, поэтому на продовольственном рынке его доля неуклонно растет. При этом весьма актуальна задача разработки всё новых видов оригинальных сырных продуктов. Одним из перспективных направлений в этой области является расширение ассортимента сыра путем изменения его вкуса и аромата натуральным дымным копчением, что обеспечивает увеличение сроков хранения.
Значительный вклад в развитие теории копчения и создание новых видов коптильных установок внесли И.А. Рогов, В.И. Курко, A.M. Ершов, Ю.А. Фатыхов, Г.И. Касьянов и др.
Одним из методов интенсификации дымного копчения является использование электростатического поля, которое позволяет существенно интенсифицировать осаждение компонентов дыма на поверхность продукта в процессе копчения. Время протекания процесса электростатического копчения, по сравнению с традиционным копчением, сокращается в несколько десятков раз.
Однако большая скорость электростатического копчения (при средней плотности дыма составляет 20-30 мин) предполагает использование больших объемов дымовоздушной смеси.
Для получения высококачественной продукции необходимо, чтобы используемый коптильный дым не содержал веществ, вредных для здоровья человека, состав его был однородным, а процесс копчения непрерывным.
Поэтому для решения задач, связанных с обеспечением требуемых условий электростатического копчения, необходима разработка процесса дымогенерации с адресным подводом энергии ко всему объему древесных опилок путем генерации теплоты индукцией в феро-магнитных частицах, перемешанных с древесными опилками.
Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Машины и аппараты пищевых производств» Воронежской государственной технологической академии в рамках госбюджетной научно - исследовательской работы (№ государственной регистрации 01970008818).
Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является определение рациональных режимов процесса электростатического копчения твердых сыров с индуктивным подводом энергии при дымогенерации в среде инертного газа и разработка инновационных технологических и конструкторских решений при практической реализации процесса.
Для достижения цели решались следующие задачи:
анализ современного состояния технологии, техники и расчета процессов дымогенерации и электростатического копчения;
разработка методик и экспериментальной установки для исследования процессов дымогенерации и электростатического копчения и осуществление исследований, подтверждающих теоретические предпосылки повышения эффективности процесса копчения;
определение изменения основных качественных параметров твердого сыра в процессе электростатического копчения;
осуществление оценки эффективности процесса дымогенерации путем его термодинамического эксергетического анализа;
синтез и анализ математической модели получения дымовоз-душной смеси с индуктивным подводом энергии, учитывающей условия дымогенерации и специфику электростатического копчения;
численное решение математической модели и сравнение полученных теоретических зависимостей с экспериментальными данными;
разработка технических решений для реализации высокоэффективных процессов дымогенерации и электростатического копчения и создание системы автоматического управления данными процессами.
Научная новизна. На основе комплексного исследования процессов дымогенерации и электростатического копчения получены данные об их взаимном влиянии.
Разработана математическая модель дымогенерации, учитывающая неоднородность температурного поля в процессе пиролиза древесных опилок в непрерывном режиме.
Установлены кинетические закономерности процесса дымогенерации, позволяющие подтвердить адекватность его теоретического описания.
Практическая значимость работы. На основании комплекса экспериментально-теоретических исследований показана целесообразность использования индуктивного подвода энергии в процессе дымогенерации для обеспечения эффективного осуществления электростатического копчения твердых сыров.
Предложены методики расчета, позволяющие прогнозиро-
вать распределение температуры в процессе дымогенерацни в зависимости от выбранных мощностей индукционного поля, обеспечивающих эффективный подвод энергии.
Разработаны: новый способ и установка для осуществления процесса дымогенерацни с индуктивным подводом энергии в среде инертного газа и способ автоматического управления электростатическим копчением.
Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на конференциях Воронежской государственной технологической академии (2007 - 2011 г.), а также экспонировались на Международных выставках «Воронежский агропромышленный форум» 2009 - 2010 и Межрегиональный конгресс Агропром-2010», что подтверждено тремя дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, из которых две в журналах, рекомендованных ВАК, один патент РФ №.91258.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 170 наименований и приложений. Материал диссертаїщи изложен на 164 страницах и содержит 55 рисунка, 16 таблиц.
