RU2179808C2 - Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material - Google Patents
Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179808C2 RU2179808C2 RU2000105323/13A RU2000105323A RU2179808C2 RU 2179808 C2 RU2179808 C2 RU 2179808C2 RU 2000105323/13 A RU2000105323/13 A RU 2000105323/13A RU 2000105323 A RU2000105323 A RU 2000105323A RU 2179808 C2 RU2179808 C2 RU 2179808C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- defrosting
- heating
- autoclave
- Prior art date
Links
Landscapes
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности технологии мясоконсервного производства, и может быть применено при производстве консервов в автоклавах из исходного замороженного сырья. The invention relates to the field of food industry, in particular meat canning production technology, and can be applied in the production of canned food in autoclaves from the source of frozen raw materials.
Как известно, производство консервов из замороженного мяса заключается в предварительном размораживании сырья, технологической подготовке, расфасовке, например, в банки с их герметизацией, последующей загрузкой в автоклав, стерилизацией и охлаждением. As you know, the production of canned food from frozen meat consists in preliminary thawing of raw materials, technological preparation, packaging, for example, in cans with their sealing, subsequent loading into an autoclave, sterilization and cooling.
Известен "Способ дефростации биологических объектов" (см. А.С. СССР 1685360, кл. 5 А 23 В 4/07) путем воздействия на них электроноионным потоком, генерируемым возбуждением коронного разряда между электродами, в пределах которых размещают биологические объекты. Недостатком данного способа является высокая стоимость процесса дефростации, поскольку для его реализации необходим наиболее дорогой вид энергии - электрический. The well-known "Method of defrosting biological objects" (see AS USSR 1685360, class 5 A 23 B 4/07) by exposing them to an electron-ion flux generated by the excitation of a corona discharge between the electrodes within which biological objects are placed. The disadvantage of this method is the high cost of the defrosting process, since its implementation requires the most expensive type of energy - electric.
Известно "Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов" (А.С. СССР 1465002, кл. 4 А 23 В 4/06), предназначенное преимущественно для размораживания блоков рыбы, содержащее рабочую цилиндрическую горизонтально установленную камеру, СВЧ-генератор, волноводы на торцах камеры с отражателями, ротор с размешенными вдоль камеры носителями в виде пенала с вкладышами. Дефростация пищевых продуктов посредством известного устройства с помощью токов высокой частоты позволяет сохранить высокое качество продуктов и повысить скорость процесса. Однако оно для своей реализации требует больших расходов электроэнергии и мощных устройств в виде СВЧ-генератора, что существенно увеличивает стоимость процесса. It is known "Device for heat treatment of food products" (AS USSR 1465002, class 4 A 23 B 4/06), intended primarily for defrosting fish blocks, containing a working cylindrical horizontally mounted chamber, a microwave generator, waveguides at the ends of the chamber with reflectors, a rotor with carriers placed along the camera in the form of a pencil case with inserts. Defrosting food products using a known device using high frequency currents allows you to maintain high quality products and increase the speed of the process. However, for its implementation it requires large expenditures of electricity and powerful devices in the form of a microwave generator, which significantly increases the cost of the process.
Известен способ тепловой обработки пищевых продуктов при производстве консервов из замороженного мяса, являющийся наиболее близким к заявляемому, содержащий операции размораживания сырья в камере дефростации от температуры хранения до температуры дефростации посредством использования теплоисточника, нагрева в автоклаве законсервированных пищевых продуктов от начальной температуры до температуры стерилизации также посредством использования теплоисточника, последующее послестерилизационное охлаждение продуктов в автоклаве от температуры стерилизации до температуры, близкой температуре окружающей среды, посредством использования источника холода (см. Рогов И.А., Жаринов А. И. Технология и оборудование мясоконсервного производства. - М.: Колос, 1994. - 270 с.). A known method of heat treatment of food products in the production of canned food from frozen meat, which is closest to the claimed one, comprising the operations of thawing raw materials in a defrosting chamber from storage temperature to defrosting temperature by using a heat source, heating canned foods in an autoclave from an initial temperature to a sterilization temperature also by use of a heat source, subsequent post-sterilization cooling of products in an autoclave from t sterilization temperatures to a temperature close to the ambient temperature by using a source of cold (see Rogov I.A., Zharinov A.I. Technology and equipment for meat canning production. - M .: Kolos, 1994. - 270 p.).
Известно и устройство для тепловой обработки пищевых продуктов из замороженного мяса, реализующее способ-прототип, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства, содержащее камеру дефростации с теплообменным элементом и автоклав с приемными и отводными патрубками, источники теплоты (паровой котел) и холода. Отводные патрубки автоклава сообщены с окружающей средой (см. Рогов И. А. , Жаринов А.И. Технология и оборудование мясоконсервного производства. - М.: Колос, 1994. - 270 с.). There is also known a device for the heat treatment of food products from frozen meat, which implements a prototype method selected as a prototype of the claimed device, containing a defrosting chamber with a heat exchange element and an autoclave with receiving and branch pipes, heat sources (steam boiler) and cold. The autoclave branch pipes are in communication with the environment (see Rogov I. A., Zharinov A. I. Technology and equipment for meat-canning production. - M.: Kolos, 1994. - 270 p.).
Недостатком известных способа и устройства является низкая тепловая эффективность процессов дефростации и стерилизации, обусловленная большими расходами теплоты и охлаждающей среды на осуществление указанных процессов, и, как следствие, увеличение мощности теплоисточника и затрат на реализацию известных способа и устройства. В частности, удельный расход теплоты известного технического решения для размораживания 1 кг мяса от температуры хранения -18oС до температуры дефростации +2oС составляет 232 кДж. Удельный расход теплоты для его предстерилизационного нагрева от начальной температуры 10oС и стерилизации при температуре 120oС составляет 352 кДж. Удельное количество теплоты, отводимое в атмосферу от 1 кг мяса при послестерилизационном охлаждении от 120 до 30oС составляет 288 кДж. В этом случае мощность теплоисточника по известному решению, определяемая суммой расходов теплоты на дефростацию и стерилизацию в виде 232+352=584 кДж, иллюстрирует достаточно высокие затраты его реализации. При этом расход охлаждающей воды на послестерилизационное охлаждение 1 кг продукта составляет примерно 5 кг/кг. При стоимости тепловой энергии 120 руб/ГДж и стоимости воды 10 руб/т общие затраты по известному техническому решению при производительности технологического оборудования по производству консервов 1 кг/с достаточно высоки - 0,12 руб/кг (0,00012•584+5•0,01=0,12 руб/кг).A disadvantage of the known method and device is the low thermal efficiency of the processes of defrosting and sterilization, due to the large expenditures of heat and cooling medium for the implementation of these processes, and, as a result, the increase in the power of the heat source and the cost of implementing the known method and device. In particular, the specific heat consumption of the known technical solution for thawing 1 kg of meat from a storage temperature of -18 ° C to a defrosting temperature of + 2 ° C is 232 kJ. The specific heat consumption for its pre-sterilization heating from an initial temperature of 10 o C and sterilization at a temperature of 120 o C is 352 kJ. The specific amount of heat removed to the atmosphere from 1 kg of meat during post-sterilization cooling from 120 to 30 o C is 288 kJ. In this case, the heat source capacity according to the well-known solution, determined by the sum of the heat consumption for defrosting and sterilization in the form of 232 + 352 = 584 kJ, illustrates the rather high costs of its implementation. At the same time, the flow rate of cooling water for post-sterilization cooling of 1 kg of product is approximately 5 kg / kg. When the cost of thermal energy is 120 rubles / GJ and the cost of water is 10 rubles / ton, the total costs of the well-known technical solution for the productivity of technological equipment for the production of canned goods 1 kg / s are quite high - 0.12 rubles / kg (0.00012 • 584 + 5 • 0.01 = 0.12 rub / kg).
Это иллюстрирует, что в способе-прототипе и реализующем его устройстве не обеспечивается получение продукта с высокой тепловой эффективностью процессов нагрева и охлаждения продукта и при малых значениях тепловых выбросов в окружающее пространство, что в конечном итоге увеличивает затраты на тепловую обработку пищевых продуктов, а в итоге и их цену. This illustrates that the prototype method and the device implementing it do not provide a product with high thermal efficiency of the heating and cooling processes of the product and at low values of thermal emissions into the environment, which ultimately increases the cost of heat treatment of food products, and in the end and their price.
Задачей, на решение которой направлены заявляемые способ и устройство для его осуществления, является устранение указанных недостатков, а именно - снижение затрат на тепловую обработку пищевых продуктов и минимизация теплового воздействия на окружающую среду, что обеспечивает экологическую безопасность технологического производства и снижает эксплуатационные расходы. The task to which the claimed method and device for its implementation is directed is to eliminate these drawbacks, namely, reducing the cost of heat treatment of food products and minimizing thermal effects on the environment, which ensures the environmental safety of technological production and reduces operating costs.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе тепловой обработки пищевых продуктов при производстве консервов из замороженного мяса, включающем операции размораживания сырья в камере дефростации от температуры хранения до температуры дефростации посредством использования теплоисточника, нагрева в автоклаве законсервированных пищевых продуктов от начальной температуры до температуры стерилизации и послестерилизационного охлаждения пищевых продуктов в автоклаве, в отличие от него операции нагрева и охлаждения продуктов в автоклаве производят в два этапа по каждой из операций, у которых на первом этапе операции нагрева осуществляют предварительный нагрев пищевых продуктов до температуры предстерилизационного подогрева, находящейся на 10-15oС ниже средней температуры нагрева, определяемой полусуммой начальной и температуры стерилизации, посредством использования внутреннего теплоисточника. Затем переходят на использование внешнего теплоисточника и выполняют второй этап операции нагрева, при котором пищевые продукты нагревают от температуры предстерилизационного подогрева до температуры стерилизации. На первом этапе операции охлаждения производят охлаждение продуктов до температуры, находящейся на 10-15oС выше средней температуры нагрева, а полученную при этом теплоту используют в качестве упомянутого внутреннего теплоисточника для нагрева продуктов на первом этапе операции нагрева. На втором этапе операции охлаждения производят охлаждение продуктов до температуры, находящейся на 20-30oС выше температуры дефростации, а полученную при этом теплоту используют в качестве внутреннего теплоисточника для дефростации замороженного сырья. Целесообразно по условиям тепловой эффективности температуру предстерилизационного подогрева установить на 15oС ниже средней температуры нагрева, а охлаждение продуктов на первом этапе осуществлять до температуры, находящейся, соответственно, на 15oС выше средней температуры нагрева, а на втором этапе - до температуры, находящейся на 28oС выше температуры дефростации.The problem is achieved in that in the known method of heat treatment of food products in the production of canned food from frozen meat, including the operation of thawing raw materials in the defrosting chamber from the storage temperature to the defrosting temperature by using a heat source, heating canned foods in the autoclave from the initial temperature to the sterilization temperature and post-sterilization cooling of food products in an autoclave, in contrast to it, heating and cooling operations such as are for autoclaving is carried out in two stages in each of the operations, in which the first stage heating operation is carried preheating the food to a reheating temperature presterilization, located at 10-15 o C below the temperature of the heating medium determined by half the sum of the initial temperature and sterilization by using internal heat source. Then they switch to using an external heat source and perform the second stage of the heating operation, in which food products are heated from the pre-sterilization heating temperature to the sterilization temperature. In the first stage of the cooling operation, the products are cooled to a temperature that is 10-15 ° C. above the average heating temperature, and the heat obtained from this is used as the mentioned internal heat source for heating the products in the first stage of the heating operation. At the second stage of the cooling operation, the products are cooled to a temperature that is 20-30 o C above the defrosting temperature, and the heat obtained in this case is used as an internal heat source for defrosting the frozen raw materials. According to the conditions of thermal efficiency, it is advisable to set the pre-sterilization heating temperature 15 ° C below the average heating temperature, and to cool the products in the first stage to a temperature that is, respectively, 15 ° C above the average heating temperature, and in the second stage to a temperature located 28 o With above the temperature of defrostation.
Поставленная задача достигается также и тем, что в известном устройстве для тепловой обработки пищевых продуктов при производстве консервов из замороженного сырья, содержащем камеру дефростации с теплообменным элементом и автоклав с приемными и отводными патрубками, источники теплоты и холода, в отличие от него заявляемое дополнительно содержит емкость дефростационного теплообмена с теплообменным элементом промежуточного теплоносителя, насосами и трубопроводами. Источник холода выполнен в виде емкости регенеративного теплообмена с трубопроводами и подающим насосом. Камера дефростации снабжена дополнительным теплообменным элементом. Один из отводных патрубков автоклава сообщен с емкостью регенеративного теплообмена, которая посредством упомянутых трубопровода и установленного на нем подающего насоса соединена также с одним из приемных патрубков автоклава, а другой отводной патрубок автоклава сообщен с емкостью дефростационного теплообмена, которая посредством трубопровода и установленного на нем насоса соединена также с упомянутым приемным патрубком автоклава. Теплообменный элемент камеры дефростации и второй приемный патрубок автоклава сообщены с источником теплоты. Теплообменный элемент промежуточного теплоносителя размещен в емкости дефростационного теплообмена и соединен с дополнительным теплообменным элементом камеры дефростации соответственно через его приемный и отводной патрубки посредством трубопроводов и насоса с образованием замкнутой циркуляционной системы. Вместимости емкостей дефростационного теплообмена и регенеративного теплообмена составляют не менее свободного пространства автоклава. The task is also achieved by the fact that in the known device for heat treatment of food products in the production of canned food from frozen raw materials, containing a defrosting chamber with a heat exchange element and an autoclave with receiving and outlet pipes, heat and cold sources, in contrast, the claimed additionally contains a container defrosting heat exchange with the heat exchange element of the intermediate coolant, pumps and pipelines. The source of cold is made in the form of a capacity of regenerative heat exchange with pipelines and a feed pump. The defrosting chamber is equipped with an additional heat exchange element. One of the autoclave outlet pipes is in communication with a regenerative heat transfer tank, which is also connected to one of the autoclave receiving pipes by means of the said pipeline and the feed pump installed on it, and the other autoclave outlet pipe is connected to the defrosting heat exchange tank, which is connected through the pipeline and the pump installed on it also with said autoclave receptacle. The heat exchange element of the defrosting chamber and the second receiving port of the autoclave are in communication with the heat source. The heat exchange element of the intermediate coolant is placed in the defrosting heat exchange capacity and connected to the additional heat exchange element of the defrosting chamber, respectively, through its receiving and outlet pipes through pipelines and a pump to form a closed circulation system. The capacities of the tanks for defrosting heat transfer and regenerative heat transfer are no less than the free space of the autoclave.
Предложенная совокупность элементов и их связей устройства, а также совокупность предложенных операций, выполняемых с использованием именно этих элементов, обеспечивает повышение тепловой эффективности процессов дефростации и стерилизации за счет снижения расходов теплоты и холода, тепловых выбросов в атмосферу, уменьшения мощности внешнего теплоисточника и затрат на производство консервов. The proposed set of elements and their device connections, as well as the set of proposed operations performed using precisely these elements, provides an increase in the thermal efficiency of defrosting and sterilization processes by reducing heat and cold costs, thermal emissions into the atmosphere, reducing the power of an external heat source and production costs canned food.
В частности:
1. Выполнение операции нагрева в автоклаве в два этапа с предварительным нагревом пищевых продуктов на первом этапе до температуры предстерилизационного нагрева, находящейся на 10-15oС ниже средней температуры нагрева, определяемой полусуммой начальной и температуры стерилизации, позволяет в предложенном способе осуществить такой подогрев за счет внутреннего теплоисточника, в отличие от известного, где этот подогрев осуществляют за счет внешнего теплоисточника (парового котла). В качестве такого внутреннего теплоисточника используют теплоту, полученную на первом этапе охлаждения продукта, где осуществляют охлаждение продуктов до температуры, находящейся на 10-15oС выше средней температуры нагрева. Наличие указанных значений температур предстерилизационного подогрева и первого этапа охлаждения обусловило создание температурного напора между теплообменивающимися средами в виде консервных банок и теплоносителя в виде воды, которую и используют в качестве внутреннего теплоисточника - аккумулятора теплоты (емкость регенеративного теплообмена).In particular:
1. The operation of heating in an autoclave in two stages with preliminary heating of food products at the first stage to a temperature of pre-sterilization heating, which is 10-15 o C below the average heating temperature, determined by half the initial and sterilization temperatures, allows the proposed method to carry out such heating account of the internal heat source, in contrast to the known one, where this heating is carried out due to an external heat source (steam boiler). As such an internal heat source, the heat obtained in the first stage of product cooling is used, where products are cooled to a temperature that is 10-15 o C above the average heating temperature. The presence of the indicated temperatures of the pre-sterilization heating and the first cooling stage led to the creation of a temperature pressure between the heat-exchanging media in the form of cans and the coolant in the form of water, which is used as an internal heat source - heat accumulator (regenerative heat transfer capacity).
Это наглядно прослеживается в частном случае решения задачи, когда температуру предстерилизационного подогрева устанавливают на 15oС ниже средней температуры нагрева, а охлаждение продуктов на первом этапе осуществляют до температуры, находящейся, соответственно, на 15oС выше средней температуры нагрева, а на втором этапе - до температуры, находящейся на 28oС выше температуры дефростации. Начальная температура пищевого продукта в виде консервных банок, загруженных в автоклав для стерилизации, обычно составляет Тн= 10oС. Теплоемкость продукта Сп= 3,2 кДж/кг. Стерилизацию осуществляют при температуре Тст=120oС. Средняя температура нагрева пищевого продукта (банок) равна Тср=0,5•(Тн+Тст)=0,5•(10+120)=65oС. Осуществляют предстерилизационный подогрев до температуры Тп= 50oС. В этом случае количество теплоты для предстерилизационного подогрева 1 кг продукта равно произведению теплоемкости продукта на разность температур Qп=Сп•(Тп-Тн)=3,2•(50-10)=128 кДж/кг. Это же количество теплоты получим на первом этапе послестерилизационного охлаждения продукта, когда продукт охлаждают от температуры Тст=120oС до температуры Тохл1= 80oС, что на 15oС выше средней температуры нагрева. При этом количество теплоты равно произведению теплоемкости на разность температур, т.е. Qохл1=Сп•(Тст-Тохл1)=3,2•(120-80)=128 кДж/кг. Полученную на первом этапе охлаждения продукта теплоту отводят в аккумулятор теплоты (воду) в виде емкости регенеративного теплообмена. Среднюю температуру воды в аккумуляторе теплоты можно принять близкой значению средней температуры нагрева продукта, в данном случая Та=60oС. При отводе теплоты на первом этапе охлаждения вода в аккумуляторе нагреется на ΔT=10oС. С учетом теплоемкости воды Св= 4,19 кДж/кг из уравнения теплового баланса очевидно, что удельный расход воды на охлаждение 1 кг продукта, составит Gв= Qохл1/(Cв•ΔT) = 128/(4,19•10) = 3кг/кг. Аккумулированную теплоту воды используют для предстерилизационного подогрева продукта. В этом случае температура воды в емкости регенеративного теплообмена снижается на ΔT=10oС, поскольку такое же количество теплоты Qп затрачивается для предстерилизационного подогрева продукта. Из изложенного видно, что на этих первых этапах предстерилизационного подогрева и послестерилизационного охлаждения достигается сохранение положительного значения температурного напора, а использование внешнего теплоисточника исключается.This is clearly seen in the particular case of solving the problem, when the temperature of the pre-sterilization heating is set at 15 o C below the average heating temperature, and the products are cooled in the first stage to a temperature that is, respectively, 15 o C above the average heating temperature, and in the second stage - to a temperature located at 28 o With above the temperature of defrostation. The initial temperature of the food product in the form of cans loaded into the autoclave for sterilization is usually T n = 10 o C. Heat capacity of the product With p = 3.2 kJ / kg Sterilization is carried out at a temperature of T article = 120 o C. The average heating temperature of the food product (cans) is equal to T cf = 0.5 • (T n + T article ) = 0.5 • (10 + 120) = 65 o C. pre-sterilization heating to a temperature of T p = 50 o C. In this case, the amount of heat for pre-sterilization heating of 1 kg of product is equal to the product of the heat capacity of the product by the temperature difference Q p = C p • (T p -T n ) = 3.2 • (50- 10) = 128 kJ / kg. The same amount of heat will be obtained at the first stage of post-sterilization cooling of the product, when the product is cooled from a temperature of T st = 120 o C to a temperature of T och1 = 80 o C, which is 15 o C above the average heating temperature. In this case, the amount of heat is equal to the product of heat capacity by the temperature difference, i.e. Q cool1 = C p • (T st -T cool 1 ) = 3.2 • (120-80) = 128 kJ / kg. The heat obtained in the first stage of product cooling is transferred to a heat accumulator (water) in the form of a regenerative heat transfer tank. The average water temperature in the heat accumulator can take the value near the average heating temperature of the product, in this case T a = 60 o C. When heat removal in the first stage of cooling water in the accumulator temperature rises ΔT = 10 o C. Given the specific heat of water = C 4.19 kJ / kg from the heat balance equation it is obvious that the specific water consumption for cooling 1 kg of the product will be G in = Q cool 1 / (C in • ΔT) = 128 / (4.19 • 10) = 3 kg / kg . The accumulated heat of water is used for pre-sterilization heating of the product. In this case, the water temperature in the capacity of regenerative heat transfer decreases by ΔT = 10 o C, since the same amount of heat Q p spent for presterilization heating of the product. It can be seen from the foregoing that at these first stages of pre-sterilization heating and post-sterilization cooling, a positive temperature head is maintained, and the use of an external heat source is eliminated.
По известному способу тепловая мощность внешнего теплоисточника, используемая для нагрева и стерилизации продукта, составляет величину Qн= Сп•(Тст-Тн)= 3,2•(120-10)= 352 кДж/кг. По предложенному способу мощность внешнего теплоисточника снижается до уровня Qист.н=Qн-Qoxл1=352-128=224 кДж/кг, т.е. достаточно эффективно.According to the known method, the thermal power of the external heat source used to heat and sterilize the product is Q n = C p • (T st -T n ) = 3.2 • (120-10) = 352 kJ / kg. According to the proposed method, the power of the external heat source is reduced to the level Q source.n = Q n -Q oxl1 = 352-128 = 224 kJ / kg, i.e. quite effective.
2. Выполнение операции послестерилизационного охлаждения на втором этапе до температуры на 20-30oС выше температуры дефростации позволяет эффективно использовать полученную теплоту в качестве внутреннего теплоисточника для дефростации замороженного сырья.2. The operation of post-sterilization cooling in the second stage to a temperature of 20-30 o C above the temperature of defrosting allows you to effectively use the heat received as an internal heat source for defrosting frozen raw materials.
Это наглядно прослеживается в данном частном случае решения задачи. Температура хранения мяса обычно составляет Тхр=-18oС, а температура дефростации Тр=+2oС. Удельный расход теплоты на такую дефростацию равен Qр=232 кДж/кг. На втором этапе послестерилизационного охлаждения температуру продукта снижают от Тохл=80oС до конечной Ткон=30oС. Тогда количество теплоты, отведенное на этом этапе охлаждения, составит величину Qoxл2=Сп•(Тохл-Ткон)= 3,2•(80-30)= 160 кДж/кг. Эту теплоту используют для целей дефростации. Поскольку конечная температура продукта выше температуры дефростации, обеспечен положительный температурный напор между теплообменивающимися средами. Поскольку величина Qoxл2 все-таки меньше Qр, то незначительный недостаток теплоты для дефростации в количестве Qр-Оохл2=232-169=72 кДж/кг подводят от внешнего теплоисточника, что исключает его использование на полную мощность.This is clearly seen in this particular case of solving the problem. The storage temperature of meat is usually T xp = -18 o C, and the temperature of defrosting T p = + 2 o C. The specific heat consumption for such defrosting is Q p = 232 kJ / kg. In the second stage of post-sterilization cooling, the temperature of the product is reduced from T ochl = 80 o C to the final T kon = 30 o C. Then the amount of heat allocated at this stage of cooling will be Q oxl2 = C p • (T okhl- T kon ) = 3.2 • (80-30) = 160 kJ / kg. This heat is used for defrosting purposes. Since the final product temperature is higher than the defrosting temperature, a positive temperature head is provided between the heat-exchanging media. Since the value of Q oxl2 is still less than Q p , an insignificant lack of heat for defrosting in the amount of Q p -O cool2 = 232-169 = 72 kJ / kg is supplied from an external heat source, which excludes its use at full power.
3. Совокупность этапов операций ступенчатого нагрева и охлаждения обеспечивает замену части теплоты внешнего источника внутренним в количестве для данного же частного случая, равном Qэ=Qoxл1+Qoxл2=128+160=282 кДж/кг. Если учитывать, что при известном способе тепловой обработки расход теплоты от внешнего источника составляет Qобщ.и=Qн+Qp=352+232=584 кДж/кг, то предложенный способ обеспечивает в этом случае снижение расхода теплоты от внешнего источника теплоты до уровня Qобщ.п=Qобщ.и-Qэ=584-282=302 кДж/кг, что снижает расход теплоты при производстве консервов почти в 2 раза.3. The set of stages of the steps of stepwise heating and cooling ensures that part of the heat of an external source is replaced by an internal one in the quantity for this particular case, equal to Q e = Q oxl1 + Q oxl2 = 128 + 160 = 282 kJ / kg. If we take into account that with the known method of heat treatment, the heat consumption from an external source is Q total and = Q n + Q p = 352 + 232 = 584 kJ / kg, then the proposed method provides in this case a decrease in heat consumption from an external heat source to level Q total p = Q total and -Q e = 584-282 = 302 kJ / kg, which reduces the heat consumption in the production of canned food by almost 2 times.
4. Наличие емкости дефростационного теплообмена с теплообменным элементом промежуточного теплоносителя, насосами и трубопроводами позволяет выполнить операции отвода теплоты на втором этапе охлаждения пищевого продукта в автоклаве и подвода этой теплоты к дополнительному теплообменному элементу камеры дефростации с образованием замкнутой циркуляционной системы промежуточного теплоносителя. 4. The presence of a capacity of defrosting heat transfer with the heat exchange element of the intermediate heat carrier, pumps and pipelines allows you to perform heat removal operations at the second stage of cooling the food product in the autoclave and supplying this heat to the additional heat exchange element of the defrosting chamber with the formation of a closed circulation system of the intermediate heat carrier.
5. Наличие источника холода в виде емкости регенеративного теплообмена с подающим насосом и трубопроводами, связанными с приемным и отводным патрубками автоклава, позволяет выполнить последовательно операции послестерилизационного охлаждения пищевого продукта на первом этапе охлаждения с отводом полученной теплоты в упомянутую емкость и нагрева пищевого продукта в автоклаве на первом этапе предстерилизационного нагрева. 5. The presence of a cold source in the form of a regenerative heat transfer tank with a feed pump and pipelines associated with the inlet and outlet pipes of the autoclave allows sequential operations of post-sterilization cooling of the food product at the first stage of cooling with the removal of the received heat into the said tank and heating of the food product in the autoclave on The first stage of pre-sterilization heating.
6. Вместимость каждой из емкостей регенеративного и дефростационного теплообмена установлена не менее свободного пространства автоклава, что определяет требуемое значение аккумулирующей способности и возможность полного заполнения свободного пространства автоклава водой для целей осуществления процессов теплообмена при нагреве или охлаждении продукта в автоклаве. 6. The capacity of each of the tanks of regenerative and defrosting heat transfer is set to at least the free space of the autoclave, which determines the required value of the storage capacity and the ability to completely fill the free space of the autoclave with water for the purpose of heat exchange processes during heating or cooling of the product in the autoclave.
Заявляемый способ поясняется чертежом, где представлена схема заявляемого устройства для тепловой обработки пищевых продуктов при производстве консервов из замороженного мяса, позволяющая реализовать способ. The inventive method is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the inventive device for heat treatment of food products in the production of canned food from frozen meat, which allows to implement the method.
Устройство содержит автоклав 1, внешний источник теплоты 2 в виде парового котла, камеру 3 дефростации, емкость 4 дефростационного теплообмена и емкость 5 регенеративного теплообмена, выполняющую также и роль источника холода. Внутри автоклава 1 расположен пакет 6 консервных банок пищевого продукта, в верхней части автоклав снабжен приемными патрубками 7 и 8, а в нижней части - отводными патрубками 9 и 10. The device contains an autoclave 1, an external source of heat 2 in the form of a steam boiler, a defrosting chamber 3, a defrosting heat transfer tank 4 and a regenerative heat transfer tank 5, which also plays the role of a cold source. Inside the autoclave 1 there is a package of 6 cans of food product, in the upper part the autoclave is equipped with receiving pipes 7 and 8, and in the lower part - bypass pipes 9 and 10.
Внешний источник теплоты 2 сообщен трубопроводами 11 с приемным патрубком 7 и теплообменным элементом 12 камеры 3 дефростации. Емкость 5 регенеративного теплообмена посредством трубопроводов 13 и подающего насоса 14, выполняющих вместе с ней роль источника холода, сообщена с патрубками 8 и 10. Емкость 4 дефростационного теплообмена посредством трубопроводов 15 и насоса 16 также сообщена с патрубками 8 и 9. Внутри емкости 4 размещен теплообменный элемент 17 промежуточного теплоносителя. Внутри камеры 3 дефростации размещен блок 18 замороженного сырья, а под ним размещен дополнительный теплообменный элемент 19 камеры 3 дефростации. Приемные и отводные патрубки (на чертеже не показаны) теплообменных элементов 17 и 19 соответственно связаны между собой трубопроводами 20 и насосом 21 с образованием замкнутой циркуляционной системы. Вместимости каждой из емкостей 4 и 5 составляют не менее свободного пространства автоклава 1. An external heat source 2 is connected by pipelines 11 with a receiving pipe 7 and a heat exchange element 12 of the defrosting chamber 3. The capacity 5 of regenerative heat transfer through pipelines 13 and the feed pump 14, which together with it acts as a source of cold, is in communication with pipes 8 and 10. The capacity 4 of defrosting heat exchange through pipelines 15 and pump 16 is also in communication with pipes 8 and 9. Inside the tank 4 there is a heat exchange element 17 of the intermediate coolant. A block 18 of frozen raw materials is placed inside the defrosting chamber 3, and an additional heat exchange element 19 of the defrosting chamber 3 is placed under it. The inlet and outlet pipes (not shown in the drawing) of the heat exchange elements 17 and 19, respectively, are interconnected by pipelines 20 and pump 21 with the formation of a closed circulation system. The capacities of each of the tanks 4 and 5 comprise at least the free space of the autoclave 1.
Способ при использовании устройства осуществляют следующим образом. Показано на примере, когда температура стерилизации составляет 120oС, температура дефростации +2oС, температуру предстерилизационного подогрева устанавливают на 15oС ниже средней температуры нагрева, равной 65oС, а охлаждение продуктов на первом этапе осуществляют до температуры, находящейся соответственно на 15oС выше средней температуры нагрева, а на втором этапе - до температуры, находящейся на 28oС выше температуры дефростации. Пакет 6 консервных банок с пищевым продуктом загружают для стерилизации в автоклав 1, который затем закрывают (на схеме соответствующие крышки и запорная арматура не показаны). Запускают в работу подающий насос 14 и свободное пространство автоклава заполняют через патрубок 8 водой при температуре 70oС, отбираемой из емкости 5 регенеративного теплообмена. При этом консервные банки нагревают за счет теплообмена с водой от начальной температуры 10oС до температуры предстерилизационного подогрева 50oС, т.е. на 15oС ниже средней температуры нагрева, а сама вода охлаждается до температуры 60oС. После этой операции предстерилизационного подогрева продукта в виде пакета 6 воду из автоклава 1 сливают через патрубок 10 в емкость 5 регенеративного теплообмена. Затем от внешнего источника теплоты 2 подводят в автоклав 1 через патрубок 7 греющую среду в виде пара и производят дальнейший подогрев продукта до температуры стерилизации 120oС и стерилизуют в течение заданного промежутка времени.The method when using the device is as follows. An example is shown when the sterilization temperature is 120 ° C. , the defrosting temperature is + 2 ° C. , the pre-sterilization heating temperature is set to 15 ° C. below the average heating temperature of 65 ° C. , and the products are cooled in the first stage to a temperature corresponding to 15 o C above the average heating temperature, and in the second stage to a temperature located at 28 o C above the defrosting temperature. A package of 6 cans of food product is loaded for sterilization into the autoclave 1, which is then closed (the corresponding lids and shut-off valves are not shown in the diagram). The feed pump 14 is launched and the free space of the autoclave is filled through the pipe 8 with water at a temperature of 70 ° C. taken from the regenerative heat transfer tank 5. In this case, the cans are heated by heat exchange with water from an initial temperature of 10 ° C to a pre-sterilization heating temperature of 50 ° C, i.e. 15 o C below the average heating temperature, and the water itself is cooled to a temperature of 60 o C. After this operation, pre-sterilization heating of the product in the form of a package 6, the water from the autoclave 1 is drained through the pipe 10 into a tank 5 of regenerative heat transfer. Then, from an external heat source 2, a heating medium in the form of steam is introduced into the autoclave 1 through the pipe 7 and the product is further heated to a sterilization temperature of 120 ° C. and sterilized for a predetermined period of time.
Далее производят операции охлаждения продукта в виде пакета 6 в автоклаве 1 в два этапа. На первом этапе охлаждения источник теплоты 2 отключают и запускают в работу насос 14. При этом свободное пространство автоклава 1 заполняют через патрубок 8 водой при температуре 60oС, отводимой из емкости 5. При этой операции пакет 6 охлаждают от температуры 120oС до температуры 80oС, а воду внутри пространства автоклава за счет теплообмена с банками нагревают до температуры 70oС. После этого этапа воду из автоклава 1 сливают через патрубок 10 в емкость 5 регенеративного теплообмена.Next, perform the operation of cooling the product in the form of a package 6 in the autoclave 1 in two stages. At the first stage of cooling, the heat source 2 is turned off and the pump 14 is put into operation. In this case, the free space of the autoclave 1 is filled through the nozzle 8 with water at a temperature of 60 ° C discharged from the tank 5. During this operation, the package 6 is cooled from a temperature of 120 ° C to 80 o C, and the water inside the space of the autoclave due to heat exchange with banks is heated to a temperature of 70 o C. After this stage, water from the autoclave 1 is drained through the pipe 10 into the tank 5 of regenerative heat transfer.
На втором этапе охлаждения продукта в виде пакета 6 запускают в работу насос 16. При этом свободное пространство автоклава 1 заполняют через патрубок 8 водой при температуре 12,5oС, отводимой из емкости 4 дефростационного теплообмена. При этой операции пакет 6 охлаждают от температуры 80oС до температуры 30oС, т.е. на 28oС выше температуры дефростации, а вода внутри пространства автоклава за счет теплообмена с банками нагревается до температуры 25oС. После этого второго этапа охлаждения воду из автоклава 1 сливают через патрубок 9 в емкость 4 дефростационного теплообмена, открывают автоклав 1 и выгружают готовый продукт в виде пакета 6.At the second stage of cooling the product in the form of a package 6, the pump 16 is put into operation. At the same time, the free space of the autoclave 1 is filled through the pipe 8 with water at a temperature of 12.5 ° C. taken from the defrosting heat transfer tank 4. In this operation, the package 6 is cooled from a temperature of 80 ° C. to a temperature of 30 ° C. , i.e. 28 o C higher than the defrosting temperature, and the water inside the autoclave space is heated to a temperature of 25 o C due to heat exchange with banks. After this second cooling step, water from autoclave 1 is drained through pipe 9 into defrosting heat transfer tank 4, the autoclave 1 is opened and the finished one is unloaded product in the form of a package 6.
В дальнейшем автоклав 1 загружают новой порцией продукта и операции нагрева и охлаждения повторяют, выполняя тепловую обработку продукта. Subsequently, the autoclave 1 is charged with a new portion of the product, and the heating and cooling operations are repeated, performing the heat treatment of the product.
Полученную на втором этапе охлаждения продукта теплоту воды, собранной в емкости 4, отводят посредством теплообменного элемента 17 промежуточного теплоносителя, а также теплообменного элемента 19 при работе насоса 21 в замкнутой циркуляционной системе в камеру 3 дефростации. Эту теплоту используют для дефростации блока 18 замороженного сырья. При этом температура воды в емкости 4 дефростационного теплообмена снижается от 25 до 12,5oС, что позволяет использовать ее для очередной операции второго этапа охлаждения продукта в автоклаве 1. Недостающую часть теплоты для дефростации замороженного сырья (ее небольшое количество) подводят от внешнего теплоисточника 2 путем подвода теплоты к теплообменному элементу 12 камеры дефростации.Obtained in the second stage of product cooling, the heat of water collected in the tank 4 is removed by means of the heat exchange element 17 of the intermediate heat carrier, as well as the heat exchange element 19 when the pump 21 is in a closed circulation system to the defrosting chamber 3. This heat is used to defrost the block 18 of frozen raw materials. In this case, the water temperature in the tank 4 defrosting heat transfer decreases from 25 to 12.5 o C, which allows you to use it for the next operation of the second stage of cooling the product in autoclave 1. The missing part of the heat for defrosting the frozen raw materials (a small amount) is supplied from an external heat source 2 by supplying heat to the heat exchange element 12 of the defrosting chamber.
Таким образом осуществляют предложенный способ. Thus, the proposed method is carried out.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105323/13A RU2179808C2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105323/13A RU2179808C2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2179808C2 true RU2179808C2 (en) | 2002-02-27 |
| RU2000105323A RU2000105323A (en) | 2002-08-27 |
Family
ID=20231396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000105323/13A RU2179808C2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179808C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583675C2 (en) * | 2012-06-19 | 2016-05-10 | Магомед Эминович Ахмедов | Method for sterilisation of preserved "puree of pumpkin with rice" |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507855C1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-02-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук | Boneless meat semi-products defrosting method |
-
2000
- 2000-03-03 RU RU2000105323/13A patent/RU2179808C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РОГОВ И.А., Жаринов А.И. Технология и оборудование мясоконсервного производства. - М.: Колос, 1994, с. 38, 42, 115 -117. 2. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583675C2 (en) * | 2012-06-19 | 2016-05-10 | Магомед Эминович Ахмедов | Method for sterilisation of preserved "puree of pumpkin with rice" |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017210524B2 (en) | Heat exchange and transport system for retorting apparatus | |
| US4346650A (en) | Continuous-processing type hot-water sterilizer and food cooker | |
| DK2532247T3 (en) | Produktforvarmning with heat pump | |
| US5750966A (en) | Plant for pasteurizing or sterilising solid or liquid food products using microwaves | |
| JP2004529768A (en) | Method and apparatus for high temperature processing of a substance under controlled temperature conditions | |
| RU2179808C2 (en) | Method and apparatus for thermal treatment of food products in the process of obtaining canned foods from frozen raw material | |
| US20150374864A1 (en) | Sterilizing device and sterilization method having energy recovery | |
| RO125073B1 (en) | Process and plant for the thermal processing of milk | |
| GB2061484A (en) | Method and apparatus for alternately heating and cooling a heat exchanger | |
| CN1774182A (en) | Continuous thermal process for treating a flow comprising coarse food particles, and food particles obtainable with the process according to the invention | |
| CN101605562B (en) | A method of presterilizing an aseptic tank and connecting conduits | |
| JP2004305001A (en) | Method for retort sterilization of beverage packed in resealable container and apparatus therefor | |
| AU659511B2 (en) | Apparatus for effecting heat exchange between a liquid and a particulate material | |
| RU2651271C1 (en) | Method for the grape compote preservation | |
| RU2338436C1 (en) | Method for cooling of compotes in tin containers | |
| RU2336786C1 (en) | Method of cooling fruit-berry juices in tin package | |
| US20140248573A1 (en) | Device for heat treatment, and heat treatment method | |
| DK3328802T3 (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR SEMI-CONTINUOUS THERMAL SLAM HYDROLYSE | |
| JPH0576328A (en) | High-pressure sterilization apparatus having temperature-control function | |
| RU2027372C1 (en) | Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk | |
| JPS6024700B2 (en) | Canned food sterilization equipment | |
| JP2012220123A (en) | Method of generating clean steam using discharged low pressure steam as heat source, and device therefor | |
| KR20090019757A (en) | Process for producing packaged pasta product storable at room temperature | |
| CN115211519B (en) | Sterilization tank capable of continuously sterilizing during movement | |
| RU1829915C (en) | Line for production of canned vegetables and fruits |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060304 |