Задание:

Исходные данные:

- - масса автоклава, кг

- вид продукта

- - производительность, банок/с

Основные параметры тары

Обозначение банки	Вместимость, дм3	- масса банки, кг	- высота банки, м	- диаметр банки, м
№9	0,375	0,164	0,0968	0,0761
СКО 83-1	0,5	0,27	0,1060	0,095
СКО 83-2	1,0	0,43	0,15	0,11

Режимы стерилизации для видов банок

Обозначение банки	Режимы стерилизации, мин при температуре			Противодавление, МПа
	113	115	120
№9	20-90-20	-	20-40-25	-
СКО 83-1	-	25-115-30	25-75-30	0,25
СКО 83-2	-	30-125-40	30-100-40	0,25

Варианты заданий

Вариант	, кг	Обозначение банки	Вид продукта	, банок/с
1	1130	№9	Свинина	3,0
2	1160	СКО 83-1	Говядина	3,1
3	1750	СКО 83-2	Говядина	3,2
4	1140	№9	Молоко	6,0
5	1710	№9	Рыба	5,0

Характеристики сырья

Наименование продукта	Удельная теплоемкость, Дж/(кг К)	Плотность, кг/м3
Свинина	3865	1130
Говядина	4007	1038
Молоко сгущенное	2261	1240
Рыба	3601…4145	1050

1. Методика расчета

Число банок в одной сетке, шт

, где , м – высота сетки, - высота банки, м; м – диаметр сетки автоклава.

Время заполнения банками одной сетки, с

.

Число сеток в автоклаве, шт

, где с. – максимальная длительность выдержки банок до их стерилизации после укупоривания.

Число банок в автоклаве, шт

.

Длительность цикла работы автоклава, с

, где = = 15…25 мин - время загрузки и разгрузки автоклава соответственно, - время нагрева, стерилизации и снижения температуры и давления в автоклаве (см. исходные данные по режимам стерилизации банок).

Производительность автоклава, банок/с

.

1.1.Тепловой расчет автоклава

Расход теплоты на нагрев автоклава, Дж

, где - масса автоклава, кг, Дж/(кг К) – удельная теплоемкость стали; - температура стерилизации; - начальная температура автоклава.

Расход теплоты на нагрев сеток, Дж

, где - масса сеток, кг; - температура сетки; ; кг – масса одной сетки.

Расход теплоты на нагрев банок, Дж

, где - масса банок, кг; ; = 0,670…0,835 КДж/(кг К) - удельная теплоемкость материала стеклянных банок; = 0,482 кДж/ (кг К) - удельная теплоемкость жестяных банок; - начальная температура банок (равна начальной температуре продукта).

Расход теплоты на нагрев продукта в автоклаве, Дж

, где - масса продукта, кг; - плотность продукта, кг/м³; - объем одной банки, м³; = 25⁰С- температура продукта.

Расход теплоты на нагрев воды в автоклаве

, где - масса воды в автоклаве, кг; кг/м³- плотность воды; Дж/(кг К) удельная теплоемкость воды; - объем автоклава, м³; = 20⁰С - начальная температура воды в автоклаве.

Потери теплоты в окружающую среду принимаем равными 5% от общего расхода теплоты

.

Расход пара в первый период работы, кг/с

, где кДж/кг – энтальпия пара, - энтальпия конденсата, - температура конденсата.

Интенсивность расхода пара в первый период работы, кг/с

.

Во втором периоде работы автоклава тепловая энергия расходуется на компенсацию потерь теплоты в окружающую среду (расчет в данной работе не проводится).

2. Выполнить чертеж общего вида вертикального автоклава и составить спецификацию сборочной единицы

Контрольные вопросы

1.Что понимается под стерилизацией пищевых продуктов?

2.Какие факторы определяют длительность стерилизации?

3.Какова структура процесса стерилизации?

4.Какие аппараты применяются в промышленности для стерилизации пищевых продуктов?

5.В чем состоят преимущества и недостатки автоклавов периодического действия?

6.Из каких операций состоит технологический процесс стерилизации консервов на автоклавах периодического действия?

Лабораторная работа № 5

Исследование тепловых процессов при выпечке хлебобулочных изделий на пароконвектомате

Цель работы:

- изучение тепловых процессов при выпечке хлебобулочных изделий в пекарной камере конвектомата,

- ознакомление с конструкцией и принципом работы пароконвектомата,

- проведение экспериментальных исследований при выпечке хлеба в формах в пекарной камере конвектомта

Теоретическая часть

Выпечка хлебобулочных и других мучных изделий относится к нестационарным тепломассообменным процессам с изменением агрегатного и коллоидного состояния материала, сопровождающегося перемещением и испарением влаги из тестовой массы [7].

В пекарной камере печи или конвектомата происходят все виды передачи теплоты к тестовым заготовкам: излучение от поверхности нагрева, конвекция от парогазовой среды камеры, кондукция от поверхности пода к нижней поверхности тестовой заготовки.

Длительность и интенсивность процессов, протекающих в слое тестовой массы, зависит от температуры в этом слое. Под воздействием теплоты и влаги в тесте, являющемся коллоидным материалом, одновременно протекают физические, биохимические, химические, микробиологические и коллоидные процессы.

Биохимические процессы усиливаются в начальной стадии выпечки и замедляются в ее конце. Коллоидные процессы непрерывно развиваются в течение времени выпечки, обуславливая ряд свойств, характерных для готового хлеба. Физические процессы, обуславливаемые выделением диоксида углерода в результате действия бродильной микрофлоры, приводят к увеличению объема теста. Биохимические процессы обуславливают клейстеризацию крахмала при повышении температуры и образование декстринов и мальтозы.

При повышении температуры до 35…40⁰С в начале выпечки интенсифицируются микробиологические процессы, при этом усиливается деятельность дрожжевых клеток и кислотообразующих бактерий. При повышении температуры свыше 45⁰ газообразование снижается и при температуре 60⁰С деятельность бродильной микрофлоры прекращается.

Коллоидные процессы обуславливают образование мякиша хлеба. Клейковина теста имеет максимум набухаемости при 28…30⁰С. При более высокой температуре белковые вещества теста денатурируются и свертываются, освобождая при этом влагу, поглощенную при набухании.

Клейстеризация крахмала при температурах 50…60⁰С происходит с эндотермическим эффектом – энергия тратится на разрушение внутренней структуры крахмала. Процессы клейстериации крахмала и коагуляции белков обуславливают переход теста в мякиш хлеба.

Консистенция теста с повышением температуры выпечки уменьшается, ее максимум наблюдается при температуре 55…57⁰С. Для повышения упругости мякиша необходимо выдерживать хлеб в печи, пока температура в центре тестовой заготовки не достигнет 96…98⁰С и процессы клейстеризации крахмала полностью завершаться.

Для выпечки хлеба и хлебобулочных изделий используются универсальные и специализированные печи и печные агрегаты с различными способами обогрева пекарной камеры.

Конвектоматы относятся ….