Введение к работе
Актуальность исследований. В настоящее время отечественная плодоовощная консервная промышленность России нуждается в создании перспективных технологических процессов для обеспечения поточного выпуска консервированной продукции. Предприятия малой и средней мощности сейчас пользуются нормативными документами преимущественно основанных на использовании отдельных технологических решений.
Проведение работы осуществлялось по научно-технической программе Союзного государства (Россия – Р. Беларусь) «Повышение эффективности производства и переработки плодоовощной продукции на основе прогрессивных технологий и техники».
Необходимость разработки новых технологий основывается на расширении функций технологических процессов, что является основой создания универсальных технологических потоков.
Интенсификация производства без существенного изменения технологии и техники может рассматриваться как изыскание резервов именно в разности свойств целого и составляющих его частей. Поскольку эта разность конечна, то интенсификация процессов в линии имеет определенный предел, за которым искажаются элементы и связи, присущие данной системе, что ведет к ее распаду. Последнее выражается в резком возрастании количества дефектной продукции.
Целостность технологической системы проявляется в следующем. Освоение новой поточной технологии представляет собой раскрытие и использование в интересах производства интегральных закономерностей и качеств технологической системы. Возникновение качественно новых свойств при агрегировании элементов есть частное, но яркое проявление всеобщего закона диалектического материализма — закона перехода количества в качество. Чем больше отличаются свойства совокупности элементов от их суммы, тем выше организованность самой системы [акад. Панфилов В.А.]. Основой решения этой проблемы является выявление закономерности организации, построения и функционирования технологического процесса фасовки и укупоривания одно- и многокомпонентных продуктов, предназначенных для производства стерильных плодоовощных консервов в стеклянной и металлической таре. При этом желательно создавать технологический процесс совместно с необходимым для его реализации оборудованием. Системное единство предусматривает совместимость элементов и составных частей внутренней структуры системы, обеспечение условий их взаимодействия между собой и системой в целом. При разработке технологии и создании на ее основе продовольственного оборудования возникла необходимость обновления различных взаимосвязанных технологических и технических объектов пищевых, перерабатывающих и машиностроительных производств. Вследствие этого, несомненна актуальность выбранного направления исследований по созданию технологического потока фасовки и укупоривания плодоовощных консервов в потребительскую тару.
Процесс для производства плодоовощных консервов в различных видах потребительской тары весьма сложен, что и определяет сложность его технологического и аппаратурного оформления. Все эти вопросы должны знать создатели технологической линии – технологи-исследователи, конструкторы и изготовители технологических линий для перерабатывающих предприятий.
Целью исследований являлось научное обоснование и разработка технологического потока фасовки и укупоривания плодоовощных консервов в стеклянной и металлической таре и его аппаратурное оформление.
Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:
- определить технологические параметры (вакуум, температура продукта, момент завинчивания крышек) для обеспечения герметичности укупоривания при фасовке жидких и пюреобразных плодоовощных продуктов в стеклянную тару.
- установить влияние свойств уплотнительной прокладки из пластизоля и параметров сопряжения элементов банок и крышек при укупоривании винтовым способом;
- определить возможность контроля герметичности наполненных банок в потоке;
- разработать операторную модель технологической системы фасовки однофазных продуктов в стеклянную тару с исключением возможности выпуска бракованной продукции;
- разработать операторную модель технологической системы фасовки двухфазных продуктов в металлическую тару;
- создать отечественные технологии по фасовке продуктов в стеклянную и металлическую тару и соответствующее оборудование с целью замещения импортных поставок для отечественного потребителя.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Технологические параметры процесса фасовки (температура продукта, степень наполнения, моменты завинчивания и др.), для обеспечения гарантированной герметизации при укупоривании стеклянных банок с жидкими и пюреобразными продуктами;
2. Способ гарантированного контроля герметичности укупоренных стеклянных банок с продукцией.
3. Операторные модели технологических потоков фасовки плодоовощных консервов в металлическую и стеклянную тару.
Научная концепция. В основу решения проблемы создания технологического потока фасовки и укупоривания положен комплексный подход, предусматривающий изучение взаимозависимостей технологических параметров фасовки, определение влияния свойств исходных материалов на технологию производства продукции и использование новых технологий для исключения выпуска бракованной продукции.
Научная новизна работы заключается в установлении особенностей системы фасовки и укупоривания в технологии производства одно- и двухфазных плодоовощных консервов с целью исключения выпуска бракованной продукции и снижения трудовых затрат.
Впервые получены данные о комплексном влиянии значений величины вакуума в банке, температуры продукта и момента завинчивания крышек на герметичность укупоривания.
Определено влияние свойств уплотнительной прокладки из пластизоля, а также параметров сопряжения элементов банок и крышек для гарантированного укупоривания.
Впервые разработаны операторные модели для создания технологического потока фасовки и укупоривания плодоовощных консервов, позволяющие определить целостность технологических систем.
Практическая значимость. Создана технология фасовки, разработаны операторные модели и отечественные технологические линии. которые внедрены на многих промышленных предприятиях отрасли (ООО «ТД «Богучарово-Маркет» (Тульская область), ЗАО «Орёлпродукт» (г.Мценск), ООО «Оригинал-С» (г.Павловский Посад), СПК «Продрегион» (г.Курган), СП «Санта Бремор» (Р. Беларусь), ООО «Промконсервы» (г.Рудня) и др., всего около 30 предприятий различной мощности производства).
Впервые разработан автоматизированный способ контроля герметичности укупоренных стеклянных банок в потоке. Апробация в промышленных условиях показала работоспособность этих технологий, что подтверждено актами внедрения на предприятиях.
Полученные технологии позволяют отказаться от поставок аналогичного импортного оборудования, что приведет к экономии валютных средств отечественных производителей.
Новизна технических решений подтверждена двумя патентами Российской Федерации.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на Международной научно-практической конференции «Технологические и микробиологические проблемы консервирования и хранения плодов и овощей» (Москва, 2007г.), на Научно-практической конференции «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа развития современных аграрно-пищевых технологий» (г.Углич, 2007 г.), на IX Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности», (Р.Беларусь, г.Минск, 2010 г.), на VIII Международной научно-практической конференции «Техника и технология пищевых производств», (Р.Беларусь, г.Могилёв, 2011 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК – 3. Получено два патента.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы по теории целостности технологического потока в производстве пищевых продуктов, анализа информационных материалов по технологии фасовки и укупоривания консервированных продуктов, описания методов исследований, экспериментальной части, выводов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Результаты исследований изложены на 174 страницах. Работа содержит 26 рисунков, 4 таблицы и 8 приложений. Список использованной литературы включает 104 источника.
