Верхняя часть аппарата - грузовой отсек представляет собой туннель, в котором могут находиться лотки с замораживаемым продуктом. Лотки имеют сетчатое дно и могут перемещаться по направляющим. Между охлаждающими батареями и грузовым отсеком размещены два осевых вентилятора, обеспечивающих протяжку воздуха через слой замораживаемого продукта и интенсивную циркуляцию его в аппарате.

Скорость движения воздуха в скороморозильном аппарате можно изменять. Воздушные потоки организованы таким образом, что один вентилятор протягивает воздух через первый лоток по направлению перемещения, обеспечивая более интенсивный теплоотвод на начальном этапе низкотемпературной обработки.

Рис. 13. Принципиальная схема скороморозильного аппарата: 1- корпус; 2- теплоизоляция; 3- лотки для продукта; 4- диффузоры; 5- вентиляторы; 6- испаритель

Скорость движения воздуха через первый лоток можно задать в пределах до 5 м/с. Второй вентилятор протягивает воздух через два последующих лотка, скорость воздуха, проходящего через эти лотки, в 2 раза меньше скорости воздуха в первом лотке.

Такая схема движения воздуха позволяет оптимизировать процесс замораживания - обеспечить меньшие энергозатраты по сравнению с вариантом заморозки воздухом, имеющим постоянную скорость.

Хладоснабжение скороморозильного аппарата обеспечивает двухступенчатая холодильная машина, работающая на фреоне R-22. Температура воздуха в скороморозильном аппарате в процессе замораживания поддерживалась в диапазоне от минус 40 до минус 30 С. Термограммы замораживания ягод в скороморозильном аппарате приведены на рис. 14.

Рис. 14. Термограммы замораживания ягод черной смородины сорта Память Лисавенко в скороморозильном аппарате при скорости движения воздуха 5 м/с: 1 - замораживание при минус 30 С; 2 - замораживание при минус 42 С (скорость замораживания: 1_ 3, 25 см/час; 2_ 4,13 см/час)

Замораживание ягод от температуры 16ч18 С до температуры минус 18 С в геометрическом центре осуществлялось за 12ч18 минут в зависимости от режима низкотемпературной обработки. Скорость замораживания ягод при скорости движения воздуха 5 м/с и температуре воздуха в скороморозильном аппарате минус 42 С составила 4,13 см/час. Производительность скороморозильного аппарата в конвейерном режиме работы составляет 8ч9 кг/час.

Исследовали влияние режимов замораживания и низкотемпературного хранения на сохранность сахаров в плодах и ягодах. Установлено, что при замораживании и низкотемпературном хранении плодов во всех температурных режимах, наблюдается некоторое увеличение количества моносахаридов, общее же количество сахаров уменьшается (табл. 10).

Таблица 10 - Изменение содержания сахаров в замороженных ягодах черной смородины (ЕК - замораживание в условиях естественной конвекции, СКМ - замораживание в скороморозильном аппарате)

Состояние ягод	Массовая доля сахаров, % (0,02%)
	Исходное содержание	После замораживания	Через 3 месяца хранения	Через 6 месяцев хранения	Через 9 месяцев хранения
	моносахара	общие	моносахара	общие	моносахара	общие	моносахара	общие	моносахара	общие
Замороженные при минус 12°С	ЕК	10,07	11,67	9,61	10,7	9,40	10,10	8,12	8,50	5,21	5,37
	СКМ	10,07	11,67	9,55	10,98	9,57	10,33	8,51	8,99	5,82	6,05
Замороженные при минус 18°С	ЕК	10,07	11,67	9,99	11,30	9,95	10,90	9,16	9,6	7,22	7,41
	СКМ	10,07	11,67	10,05	11,44	10,01	11,20	9,33	10,14	7,58	8,06
Замороженные при минус 24°С	ЕК	10,07	11,67	10,02	11,57	9,92	11,36	9,44	10,48	8,33	8,57
	СКМ	10,07	11,67	10,03	11,65	9,94	11,49	9,64	10,87	8,72	9,27

В наибольшей степени на сохранность сахаров оказывает влияние температура хранения замороженных ягод. Потери сахаров при хранении замороженных ягод в течение 9 месяцев при температуре минус 12 С составили от 48 до 53%, в то же время потери сахаров у ягод, хранившихся при температуре минус 24 С составили 20ч26%, при температуре хранения минус 18 С общие потери сахаров составили 32ч38%. Условия замораживания не оказывают значительного влияния на сохранность сахаров. При быстром замораживании сохранность сахаров на 2ч4% выше, чем при замораживании в условиях естественной конвекции.

Потери моносахаров в замороженных ягодах при хранении выражены в значительно меньшей степени по сравнению с общими потерями сахаров, это объясняется гидролизом сахарозы и пектиновых веществ с образованием моносахаридов.

Изменение титруемой кислотности при замораживании и хранении для ягод черной смородины представлено на рисунке 15, а.

Титруемая кислотность при замораживании и низкотемпературном хранении увеличилась на 1,2ч14,7% от исходной величины. Через 9 месяцев хранения титруемая кислотность увеличилась на 16,5ч29,4% от исходной величины, в зависимости от условий замораживания и хранения. Активная кислотность (pH) при замораживании и хранении менялась незначительно.

Во время хранения изменяется витаминный состав плодов и ягод. Наибольшим изменениям подвержен витамин С. Динамика изменения содержания витамина С в замороженных ягодах черной смородины приведена на рис. 15, б. Потери витамина С непосредственно при замораживании составили от 6,5 до 11%. Степень разрушения витамина С зависела от конечной температуры замораживания: чем она ниже, тем лучше он сохраняется. Наиболее полно (до 68% от первоначального содержания) сохраняется витамин С у плодов и ягод, замороженных и хранившихся при температуре минус 24° С. Наименьшее содержание витамина С отмечено у плодов и ягод замороженных в условиях естественной конвекции при температуре минус 12° С, через 9 месяцев хранения оно составило 28,4% от исходного состояния.

При замораживании в условиях естественной конвекции наблюдается значительное увеличение свободной влаги до 67% при температуре замораживания минус 12° C, при быстром замораживании изменения в содержании свободной влаги незначительны, и они тем меньше, чем ниже температура замораживания.

а)	б)
в)
Рис. 15. Изменение физико-химических показателей замороженных ягод черной смородины сорта Память Лисавенко в процессе низкотемпературного хранения: а) изменение титруемой кислотности; б) изменение содержания витамина С; в) изменение содержания свободной влаги (1- ЕК минус 12 С; 2- СКМ минус 12 С; 3- ЕК минус 18 С; 4- СКМ минус 18 С; 5- ЕК минус 24 С; 6- СКМ минус 24 С, ЕК - замораживание в условиях естественной конвекции, СКМ - замораживание в скороморозильном аппарате)

Установлено, что на содержание свободной влаги существенно влияет не только скорость замораживания, но и температура хранения замороженных плодов и ягод, чем она ниже, тем меньше рост содержания свободной влаги.

Содержание свободной влаги в свежих и замороженных ягодах черной смородины представлено на рис 15, в.

Таким образом, наилучшему сохранению качественных показателей плодов и ягод способствует замораживание их в скороморозильном аппарате до температуры от минус 24 до минус 18° C и хранение герметично упакованной ягоды в температурном режиме от минус 24 до минус 18 С, причем колебания температуры хранения должны быть минимальными.

Натуральные плодово-ягодные соки являются продуктом, обладающим высокой пищевой и биологической ценностью. Соки можно получать не только из свежих, но и из замороженной ягоды, что позволяет уйти от сезонного характера их производства.

Была исследована сокоотдача свежих и замороженных ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко», а также плодов облепихи сорта «Дар Катуни».

Определяли выход сока из свежих, а также из предварительно замороженных плодов и ягод. Перед сокоотделением плоды и ягоды измельчались в дезинтеграторе до размера частиц 2ч3 миллиметра.

Производили замораживание плодов и ягод в скороморозильном аппарате при температуре минус 40 С, скорости движения воздуха 5 м/с, а также замораживание в условиях естественной конвекции при температуре минус 12 С в слое толщиной 8 сантиметров.

Замораживание в условиях естественной конвекции осуществляли 2 суток. Сок после измельчения отделялся центрифугированием, пропускался через сетчатый фильтр с отверстиями 0,4 миллиметра. Результаты исследований приведены в табл. 11.

Таблица 11 - Влияние методов обработки плодов и ягод на выход сока

Сырьё	Выход сока, % при обработке
	Измельчением 2-3 мм	Замораживанием и измельчением
		ЕК минус 12° С	СКМ минус 40° С
Облепиха	58±0,5	77±0,5	58,5±0,5
Черная смородина	56±0,5	75±0,5	57±0,5

Замораживание плодов и ягод при естественной конвекции с последующим измельчением увеличило выход сока на 18ч19%. Это связано с тем, что при температуре замораживания минус 12 С скорость образования кристаллов льда в тканях мала. Кристаллы льда образуются в межклеточном пространстве, где концентрация сока меньше, чем в клетках. Происходит диффузия влаги из клетки в межклеточное пространство через клеточные мембраны и намерзание ее на ранее образовавшихся кристаллах льда. Рост кристаллов приводит к разрушению стенок мембран, что способствует лучшему сокоотделению.

Глава 8.Анализ энергетической эффективности замораживания плодов и ягод

Замораживание и низкотемпературное хранение требует значительных энергетических затрат. Важным вопросом для разработки энергоэффективных технологий замораживания является рассмотрение влияния режимов низкотемпературной обработки - температуры охлаждающего воздуха и его скорости, а также способа получения искусственного холода на энергетические затраты процессов низкотемпературной обработки.

При расчетах процессов замораживания необходимы данные, характеризующие массовые и объемные показатели плодов и ягод. Такие характеристики исследованных сортов приведены в табл. 12.

Таблица 12 - Средние значения массовых и геометрических характеристик плодов и ягод

Сорт	Масса единичного продукта, г	Плотность продукта, кг/м3	Насыпная плотность, кг/м3	Пористость слоя	Средний диаметр единичного продукта, мм
Память Лисавенко	1,4	1067	741	0,298	13,5
Сеянец Голубки	1,1	1082	751	0,293	12,5
Память Шукшина	0,9	1070	743	0,290	12
Черный жемчуг	1,7	1075	746	0,306	15
Краса Алтая	1,1	1059	735	0,295	13
Пушистая	0,8	1063	738	0,291	11,2
Чуйская	0,6	943	662	0,301	10/12
Дар Катуни	0,6	957	672	0,309	9/12
Масляничная	0,4	932	654	0,311	9/11
Золотой Початок	0,7	960	674	0,310	11/11
Пантелеевская	0,8	968	679	0,315	10/15
жимолость	0,6	932	643	0,321	8/18
ирга	0,7	1024	719	0,303	11

Диапазон скоростей воздуха, в котором возникает и устойчиво протекает явление флюидизации, является 2ч11,5 м/с для всех исследованных сортов.

Результаты расчетов критических скоростей флюидизации для ягод жимолости и плодов ирги приведены на рис. 16.

Продолжительность замораживания плодов и ягод зависит от режимов замораживания, от их размеров, формы, а также от их компонентного состава.

Время замораживания некоторых исследованных сортов плодов и ягод в зависимости от режимов низкотемпературной обработки приведено на рис. 17.

а)	б)
Рис. 16. Зависимости критических скоростей движения воздуха для плодов 1- ирги, 2- жимолости: а) скорость начала флюидизации; б) скорость, при которой возможен унос ягод

Рис. 17. Продолжительность замораживания плодов и ягод от начальной температуры 10 С до температуры минус 18 С во флюидизационном скороморозильном аппарате в зависимости от температуры и скорости движения воздуха

Определяли энергозатраты производства искусственного холода в одноступенчатых и двухступенчатых холодильных машинах с холодильным агентом: R-134a, R-22, R-404a, R-717, а также в каскадных холодильных машинах с R-22 в верхней ветви каскада и R-23 в нижней, в зависимости от конечной температуры охлаждаемого воздуха и температуры окружающей среды (рис. 18).

Из рассмотренных схем хладоснабжения наилучшими энергетическими показателями обладает каскадная холодильная машина с R-22 в верхней и R-23 нижней ветви каскада. При получении температур в охлаждаемом объеме до минус 30 С энергозатраты в каскадной и двухступенчатой (R-22) холодильной машине отличаются незначительно (15ч17% при минус 30 С).

Для более низкого температурного уровня энергетическая эффективность каскадной холодильной машины более существенна (27ч31% при минус 40 С). Проведенные исследования показали, что наилучшая энергетическая эффективность при быстром замораживании плодов и ягод может быть достигнута при оптимальном значении скорости воздушной среды. Изменение скорости движения воздуха относительно оптимального значения приводит к увеличению энергозатрат на организацию теплоотвода.

Понижение температуры воздуха в скороморозильном аппарате приводит к повышению эффективности теплоотвода, в то же время сопровождается ростом энергозатрат на привод холодильной машины. На рис. 19 показано совокупное действие этих двух факторов.

При замораживании ягод в условиях естественной конвекции энергия тратится только на привод холодильной машины. Отличия в энергозатратах замораживания в условиях естественной конвекции при температуре минус 20 С в одно- и двухступенчатой холодильной машине с R-22 не столь велики 1,5ч13,3% при температуре окружающей среды 15ч35.

а)	б)
в)	г)
д)	е)
ж)	з)
Рис. 18. Энергетические затраты на производство искусственного холода, необходимого для замораживания 1 кг ягод черной смородины Память Лисавенко от 10 С до температуры минус 18 С в зависимости от температуры воздуха в скороморозильном аппарате и температуры окружающей среды: а) одноступенчатая на R-134a; б) двухступенчатая на R-134a; в) одноступенчатая на R-22; г) двухступенчатая на R-22; д) одноступенчатая на R-404a; е) двухступенчатая на R-404a; ж) двухступенчатая на R-717; з) каскадная на R-22/ R-23

	Каскадная R-22/R-23	Двухступенчатая R-22
Пантелеевская
Память Лисавенко
Рис. 19. Суммарные затраты энергии (кДж/кг), расходуемые на замораживание 1 кг плодов в скороморозильном аппарате, в зависимости от температуры и скорости движения воздуха в аппарате. Температура окружающей среды 25 С

Энергозатраты при производстве искусственного холода в двухступенчатой аммиачной холодильной машине меньше по сравнению с двухступенчатой холодильной машиной работающей на R-22 и составляют 9,1ч3,5% при температурах окружающей среды 15ч35 С.

В табл. 13 приведены оптимальные по энергозатратам режимы замораживания исследованных сортов плодов и ягод при различных температурах окружающей среды для каскадной (R-22/R-23) холодильной машины и двухступенчатой (R-22) холодильной машины.

Из приведенных результатов видно, что замораживание ягод черной смородины при скорости движения воздуха 6 м/с в флюидизационном скороморозильном аппарате является Оптимальным температурным режимом быстрого замораживания является температура воздуха в аппарате минус 39 С при хладоснабжении от каскадной холодильной машины. наименее энергозатратной.

Таблица 13 - Режимы замораживания плодов и ягод в скороморозильном аппарате, соответствующие минимальным энергозатратам

сорт	Температура воздуха в аппарате, С	Скорость движения воздуха, м/с	Энергозатраты на замораживание 1 кг ягод, кДж/кг	Время замораживания, с
	Температура окружающей среды, С
	15	25	30	15	25	35	15	25	35	15	25	35
каскадная R-22/R-23 двухступенчатая R-22
Память Лисавенко	-39	-39	-39	6	6	6	379,2	416,7	458,9	695	695	695
	-31	-31	-31	6	6	6	428,7	473,0	524,4	912,8	912,8	912,8
Сеянец Голубки	-39	-39	-39	6	6	6	398,5	436,1	478,5	645,2	645,2	645,2
	-35	-31	-31	6	6	6	452,6	498,6	550,1	733,8	845,5	845,5
Память Шукшина	-43	-39	-39	6	6	6	409,9	448,4	491,1	527,2	593,1	593,1
	-35	-31	-31	6	6	6	466,4	514,6	566,5	675,0	778,4	778,4
Черный жемчуг	-39	39	-35	6	6	6	368,7	405,8	447,1	761,1	761,1	866,1
	-31	-31	-31	6	6	6	415,8	459,5	510,2	998,4	998,4	998,4
Краса Алтая	-43	-39	-39	6	6	6	409,9	448,4	491,4	578,4	651,4	651,4
	-35	-31	-31	6	6	6	466,1	514,5	566,8	742,3	857,3	857,3
Пушистая	-43	-39	-39	6	6	6	406,3	444,4	487,1	529,3	595,9	595,9
	-35	-31	-31	6	6	6	461,9	509,5	561,5	678,9	783,7	783,7
Чуйская	-39	-39	-39	4,4	4,4	4,4	410,1	449,4	493,6	678,9	678,9	678,9
	-31	-31	-31	4,4	4,4	4,4	464,9	511,3	565,1	893,5	893,5	893,5
Дар Катуни	-39	-39	-39	2,8	2,8	2,8	392,4	431,5	475,5	995,9	995,9	995,9
	-31	-31	-31	2,8	2,8	2,8	440,3	486,5	540,0	1313	1313	1313
Масличная	-39	-39	-39	4,4	4,4	4,4	418,4	457,5	501,5	624,4	624,4	624,4
	-35	-31	-31	4,4	4,4	4,4	475,3	524,4	578,0	714,6	829,8	829,8
Золотой початок	-39	-39	-39	5,2	5,2	5,2	412,8	451,2	494,3	593,2	593,2	593,2
	-31	-31	-31	5,2	5,2	5,2	471,6	516,9	569,4	780,0	780,0	780,0
Пантелеев.	-35	-35	-35	2,8	2,8	2,8	358,3	395,5	437,8	1321,6	1321,6	1321,6
	-31	-31	-31	2,8	2,8	2,8	401,4	447,2	500,4	1527,8	1527,8	1527,8
жимолость	-23	-23	-23	2	2	2	251,9	284,3	321,3	2687,3	2687,3	2687,3
	-23	-23	-23	2	2	2	271,0	309,4	354,4	2687,3	2687,3	2687,3
ирга	-43	-43	-43	6	6	6	431,3	470,6	515,3	509,7	509,7	509,7
	-39	-39	-39	6	6	6	498,2	564,0	612,2	577,9	577,9	577,9

Для двухступенчатой холодильной машины (R-22) оптимальным температурным режимом низкотемпературной обработки является минус 31 С. Оптимальные режимы быстрого замораживания плодов облепихи отличаются значительно большим разбросом данных в зависимости от сортового состава. Это объясняется, по-видимому, большими различиями геометрических параметров самих плодов различных сортов.

Глава 9.Технология замораживания плодов и ягод и практическая реализация результатов работы

Одной из основных предпосылок данной работы являлась выработка технологических принципов замораживания и низкотемпературного хранения плодов и ягод, обеспечивающих наилучшую сохранность их качественных показателей при минимальных энергетических затратах.

Технологический процесс производства замороженных плодов и ягод рассматривался как совокупность простых операций, каждая из которых имеет свою физико-химическую, теплофизическую, энергетическую основу. На рис. 20 изображена модель технологического потока быстрого замораживания плодов и ягод. Функция технологического потока представляет собой интерактивную совокупность отдельных операций, образующих технологическую систему. Определяющую роль в ней играют операции и процессы, происходящие в главных подсистемах потока K, I, а также E. Именно в этих системах определяются качественные показатели замороженных плодов и ягод. Поэтому исследовалось влияние технологических факторов, определяющих работу выделенных подсистем для выстраивания производственного технологического процесса. Для эффективной эксплуатации производственной технологической линии замораживания плов и ягод необходимо исследовать влияние технологических режимов низкотемпературной обработки на энергетическую эффективность, продолжительность низкотемпературной обработки, а также сохранность сырья.

Рис. 20. Модель технологической схемы производства быстрозамороженных плодов и ягод: A - хранение замороженных и упакованных плодов и ягод; B - упаковка замороженных плодов и ягод в тару; D - сортировка и калибровка, воздуходувная очистка, отделение плодоножек от быстрозамороженных плодов и ягод; E- замораживание плодов и ягод в флюидизационном скороморозильном аппарате; F- мойка и сушка; G- инспекция; I- хранение плодов и ягод на сырьевых площадках предприятия до начала переработки; J- транспортировка плодов и ягод со сборных пунктов на перерабатывающие предприятия; K- заготовка плодов и ягод, хранение в заготовительных пунктах; L- производство искусственного холода для хладоснабжения скороморозильного аппарата; M- производство искусственного холода для хладоснабжения камер хранения замороженной продукции; N- производство искусственного холода для охлаждения и хранения охлажденных свежих плодов и ягод на заготовительных площадках и сырьевых площадках предприятий

На рис. 21 приведены совокупные зависимости энергозатрат и продолжительности низкотемпературной обработки плодов ирги от режимов низкотемпературной обработки и вида холодильной машины, обеспечивающей хладоснабжение скороморозильного аппарата.

Каскадная R-22/R-23
Двухступенчатая R-22
Рис. 21. Совокупная зависимость энергозатрат (сплошная линия, кДж/кг) и продолжительности замораживания (пунктирная линия, минуты) плодов ирги от режимов замораживания и типа холодильной установки, используемой для хладоснабжения скороморозильного аппарата при температуре окружающей среды 25 С

Таким образом можно подобрать температурные режимы низкотемпературной обработки в воздушном скороморозильном аппарате, обеспечивающие необходимую производительность скороморозильного аппарата при минимальных энергозатратах.

Предварительное охлаждение позволяет в короткие сроки достигнуть оптимальных температурно-влажностных параметров хранения и перевозок и, тем самым, понизить потери сырья от порчи и усушки.

Для того, чтобы эффект от предварительного охлаждения плодов и ягод был максимальным, необходимо подвергать их холодильной обработке как можно скорее после сбора - в течение 1ч4 часов.

Если временной промежуток между заготовкой и переработкой ягод непродолжительный, то осуществление предварительного охлаждения нецелесообразно.

Проведенные исследования позволили установить зависимость сохранности ягод от времени в процессе хранения при соответствующем температурном режиме (рис. 22).

а)	б)
Рис. 22. Сохранность свежих плодов и ягод: а) черная смородина сорт «Память Лисавенко»; б) ирга (1 хранение быстроохлажденных плодов и ягод при температуре 1ч3 С; 2 хранение при температуре 16ч19 С)

Приведенные зависимости могут служить основанием, с учетом технологических возможностей предприятия и уровня развития его сырьевой базы, для обоснования необходимости использования предварительного охлаждения плодов и ягод при их заготовке, транспортировке и хранении.

На основании комплекса проведенных исследований были разработаны технические условия и технологические инструкции для производства быстрозамороженных плодов и ягод, плодов и ягод технологической заморозки, а также нормативная документация для низкотемпературного хранения ягод черной смородины, облепихи, жимолости и ирги.

Технологическая схема производства быстрозамороженных плодов и ягод включает в себя следующие этапы: заготовка и первичное хранение сырья; транспортировка сырья; хранение ягод на заготовительных площадках перерабатывающего предприятия; инспекция сырья; мойка и сушка сырья; замораживание сырья в флюидизационном скороморозильном аппарате; удаление плодоножек; воздуходувная очистка; сортировка и калибровка; упаковка и хранение.

Технологическая схема производства плодов и ягод технологической заморозки включает в себя следующие этапы: заготовка и первичное хранение сырья; транспортировка сырья; хранение ягод на заготовительных площадках перерабатывающего предприятия; сортировка и калибровка; удаление плодоножек; мойка, сушка и инспекция сырья; замораживание сырья при естественной конвекции; упаковка и хранение.

Совокупная продолжительность хранения плодов и ягод до замораживания должна составлять (суток) при температуре 16ч19 С не более: черной смородины - 2; облепихи - 2,5; жимолости - 2; ирги - 3, при температуре 1ч3 С не более: черной смородины - 7; облепихи - 8; жимолости - 8; ирги - 9.

Режимы низкотемпературной обработки плодов и ягод приведены в табл. 14ч15.

Таблица 14 - Режимы замораживания плодов и ягод в флюидизационном скороморозильном аппарате

Вид ягоды	Температура замораживания, C	Скорость движения воздуха, м/с	Толщина слоя ягоды, мм	Продолжительность замораживания, минут
черная смородина	минус 30 минус 40	5 ч 7	40	10 ч 20
облепиха	минус 30 минус 40	3 ч 5	40	10 ч 25
жимолость	минус 25 минус 35	2 ч 4	40	15 ч 30
ирга	минус 30 минус 40	5 ч 7	40	8 ч 18

Таблица 15 - Режимы технологического замораживания плодов и ягод

Вид ягоды	Температура замораживания, C	Толщина слоя ягоды, см	Время замораживания, часы
черная смородина	минус 12	4 ч 8	20ч30
	минус 18	4 ч 8	14ч20
облепиха	минус 12	4 ч 8	20ч30
	минус 18	4 ч 8	14ч20
жимолость	минус 12	4 ч 8	20ч30
	минус 18	4 ч 8	14ч20
ирга	минус 12	4 ч 8	20ч30
	минус 18	4 ч 8	14ч20

Хранение замороженных ягод осуществляется в паронепроницаемой таре при стабильном температурном режиме, при температуре не выше минус 18 ± 0,5 С. Срок хранения замороженных плодов и ягод при соблюдении условий хранения - не более 9 месяцев.

ВЫВОДЫ

1.Разработано лабораторное оборудование и методики для комплексного определения теплофизических характеристик влагосодержащих пищевых продуктов в температурном диапазоне от минус 20 до 40 С. Разработана методика исследования процессов кристаллизации влаги при замораживании пищевых продуктов. Разработанные методики и экспериментальные средства позволяют производить комплексные исследования теплофизических процессов низкотемпературной обработки пищевых продуктов. Новизна предлагаемых технических решений подтверждена патентами РФ.

2.Определены теплофизические характеристики ягод черной смородины сортов: «Черный жемчуг», «Память Лисавенко», «Память Шукшина», «Пушистая», «Сеянец голубки», «Краса Алтая», а также ягод жимолости (сортосмесь); плодов облепихи сортов: «Пантелеевская», «Масличная», «Чуйская», «Дар Катуни», «Золотой початок», а также плодов ирги в свежем и замороженном состоянии.

3.Исследованы процессы кристаллизации влаги при замораживании плодов и ягод, а также выявлены закономерности, определяющие характер кристаллизации. Установлено, что процесс замораживания плодов и ягод подобен процессу кристаллизации трехкомпонентного раствора сахарозы, фруктозы, глюкозы в воде. На основании выявленных закономерностей разработана модель замораживания плодов и ягод, которая адекватно описывает процессы замораживания.

4.Определены физико-химические и органолептические показатели плодов и ягод в свежем и замороженном состоянии. Исследована динамика изменения этих показателей в процессе хранения. Установлена максимальная продолжительность хранения свежих плодов и ягод без существенного изменения их потребительских свойств (5 суток для ягод черной смородины, 7 суток для плодов облепихи и ягод жимолости, 8 суток для плодов ирги - хранение при температуре 1ч3 С и относительной влажности 90ч95%).

5.Исследовано изменение физико-химических свойств замороженных плодов и ягод в процессе хранения. Определены сорта, наилучшим образом сохраняющие исходные физико-химические и органолептические показатели при замораживании и низкотемпературном хранении. Это ягоды черной смородины сортов: «Память Лисавенко», «Краса Алтая», «Память Шукшина»; плоды облепихи сортов: «Пантелеевская», «Дар Катуни», «Чуйская».

6.Исследовано влияние технологических режимов замораживания и низкотемпературного хранения на физико-химические показатели плодов и ягод. Доказано, что медленное замораживание (скорость замораживания менее 0,5 см/час) способствует переходу влаги, содержащейся в плодах и ягодах, из связанного состояния в свободное. Это дает возможность производить более глубокую переработку плодов и ягод, в частности увеличивает выработку сока из единицы массы перерабатываемого сырья. Быстрое замораживание (скорость замораживания выше 4ч5 см/час) способствует более полному сохранению исходных свойств продукта.

7.Разработана методика оценки энергетических затрат совокупного процесса производства искусственного холода и организации процесса замораживания плодов и ягод. Определены зависимости продолжительности замораживания плодов и ягод от режимов замораживания. Определены режимы низкотемпературной обработки, обеспечивающие минимальные энергетические затраты замораживания плодов и ягод в воздушном флюидизационном скороморозильном аппарате. Для черной смородины и ирги температура воздуха в скороморозильном аппарате должна быть от минус 40 до минус 30 С, скорость движения воздуха 5ч7 м/с; для жимолости и облепихи, в зависимости от сорта: температура воздуха от минус 35 до минус 25 С, скорость движения воздуха 2ч6 м/с.

8.Исследована эффективность применения различных типов холодильных машин и различных холодильных агентов, используемых при производстве искусственного холода для замораживания плодов и ягод. Наименее энергоемким для быстрого замораживания является использование каскадной холодильной машины с R-22 в верхней и R-23 в нижней ветви каскада. Для замораживания в условиях естественной конвекции более предпочтительно использование двухступенчатых аммиачных холодильных машин, а также одноступенчатых холодильных машин, работающих на R-22. Для хранения замороженной ягоды, в зависимости от холодопроизводительности установки, оптимальными холодильными схемами являются двухступенчатая аммиачная, либо одноступенчатая холодильная машина, работающая на R-22.

9.Исследовано влияние технологических факторов на производственный технологический процесс замораживания плодов и ягод. Выявлены способы регулирования производственного процесса для его оптимизации и снижения энергетических затрат производства. Даны рекомендации по организации ключевых технологических операций, а также для принятия оптимальных технических решений.

На основании проведенных исследований разработаны энергоэффективные технологии производства быстрозамороженных плодов и ягод, а также плодов и ягод технологической заморозки. Разработанные технологические решения прошли апробацию на перерабатывающих предприятиях Кемеровской области. Основные технологические принципы внедрены в производственные технологические процессы замораживания плодов и ягод.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Монографии

1.Короткий, И.А. Машины низкотемпературной техники. Часть I./ И.А. Короткий. -Кемерово: Изд-во КемТИПП, 2004. -127с.

2.Короткий, И.А. Научные основы криологии. / И.А. Короткий. Кемерово: Изд-во КемТИПП, 2005. 104с.

3.Короткий, И.А. Сибирская ягода. Физико-химические основы технологий низкотемпературного консервирования. / И.А. Короткий. -Кемерово, 2007. -146с.

4.Короткий, И.А. Машины низкотемпературной техники. Часть II./ И.А. Короткий, О.В. Иваненко -Кемерово: Изд-во КемТИПП, 2008. -124с.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

5.Короткий, И.А. Криоскопические температуры сибирских ягод / И.А. Короткий // Известия вузов. Пищевая технология. -2008, №1. -С. 66-68.

6.Короткая, Е.В. Исследование физико-химических показателей свежих и замороженных плодов облепихи / Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Известия вузов. Пищевая технология. -2008, №1. -С. 116-117.

7.Короткая, Е.В. Изменение физико-химических показателей ягод черной смородины при замораживании / Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Известия вузов. Пищевая технология. -2008, №2-3. -С. 36-37.

8.Короткий, И.А. Применение метода двух температурно-временных интервалов для определения теплофизических характеристик пищевых продуктов и материалов // И.А. Короткий, Е.В. Короткая //Известия вузов. Пищевая технология. -2008, №2-3. -С. 109-111.

9.Усов, А.В. Определение скорости замораживания некоторых видов натуральных сыров/ А.В. Усов, И.А. Короткий // Хранение и переработка сельхозсырья. -2003, № 1. -С. 11-12.

10.Остроумов, Л.А. Исследование теплофизических свойств сыров / Л.А.Остроумов, И.А. Короткий, А.В.Попов, М.И. Ибрагимов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2005, № 3. -С. 20-23.

11.Короткий, И.А. Определение температуры замерзания черной смородины/ И.А. Короткий, Е.В. Короткая // Хранение и переработка сельхозсырья. -2005, № 4. -С. 30.

12.Короткая, Е.В. Изменение физико-химических показателей плодов облепихи при замораживании/ Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2006, № 2. -С. 35-36.

13.Короткая, Е.В. Влияние замораживания на физико-химические показатели ягод черной смородины/ Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Хранение и переработка сельхозсырья. -2006, № 3. -С. 15-17.

14.Остроумов, Л.А. Метод двух температурно-временных интервалов для определения теплофизических характеристик твердообразных, жидких и сыпучих пищевых продуктов и материалов/Л.А. Остроумов, И.А. Короткий, М.И. Ибрагимов//Хранение и переработка сельхозсырья. -2007, № 1. -С. 69-72.

15.Короткий, И.А. Определение температуры замерзания плодов облепихи/ И.А. Короткий, Е.В. Короткая//Хранение и переработка сельхозсырья. -2008, № 1. -С. 30.

16.Короткий, И.А. Теплофизические характеристики ягод черной смородины/ И.А. Короткий, Е.В. Короткая//Хранение и переработка сельхозсырья. -2008, № 4. -С. 30.

17.Короткая, Е.В. Качественные изменения ягод черной смородины при замораживании и хранении / / Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Хранение и переработка сельхозсырья. -2008, № 10. -С. 7-8.

18.Короткий, И.А. Теплофизические характеристики ягод облепихи / И.А. Короткий // Вестник КрасГАУ. -2008, Выпуск 2. - С. 287-290.

19.Короткий, И.А. Исследование влияния режимов замораживания и низкотемпературного хранения на качественные показатели ягод черной смородины / И.А. Короткий // Вестник КрасГАУ. -2008, Выпуск 2. - С. 291-294.

Статьи в центральных журналах

20.Короткий, И.А. Исследование замерзания влаги при низкотемпературной обработке сыров / И.А Короткий, Л.А. Остроумов, А.В. Попов // Вестник международной академии холода. -1999, № 2. -С. 30-33.

21.Короткий, И.А. Исследование процессов замораживания ягод черной смородины в воздушном скороморозильном аппарате / И.А. Короткий // Деп. в ВИНИТИ 31.01.2006, № 96-В2006.

22.Короткий, И.А. Состояние и перспективы развития рынка замороженных плодов и ягод в России / И.А. Короткий // Деп. в ВИНИТИ 31.01.2006, № 97-В2006.

23.Короткий, И.А. Влияние замораживания и низкотемпературного хранения картофеля на активность полифенолоксидазы / И.А. Короткий, Р.З. Григорьева // Деп. в ВИНИТИ 31.01.2006, № 98-В2006.

24.Короткий, И.А. Анализ работы поршневого детандер-компрессорного агрегата в составе воздушной холодильной машины / И.А. Короткий // Деп. в ВИНИТИ 31.01.2006, № 99-В2006.

Материалы конференций, симпозиумов, конгрессов,

сборников научных работ и тезисов докладов

25. Бобылин, В.В. К методике определения теплофизических характеристик мягких кислотно - сычужных сыров / В.В. Бобылин, И.А. Короткий // Новые технологии: Тезисы научных работ. -Кемерово, КемТИПП, 1996. -С. 30.

26. Короткий, И.А. Расчетный способ определения криоскопической температуры сыров / В.В. Бобылин, И.А. Короткий // Новые технологии: тезисы научных работ. - Кемерово, КемТИПП, 1996. -С. 31.

27. Столетов, В.М. Проблемы исследования криоскопической температуры сыров / В.М. Столетов, А.В. Усов, И.А. Короткий // Новые технологии: тезисы научных работ. - Кемерово, КемТИПП, 1996. - С. 29.

28. Короткий, И.А. Градуировка самопишущего автоматического потенциометра / О.Н. Буянов, И.А. Короткий //Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тезисы Российской научно - практической конференции. - Кемерово, КемТИПП, 1997. - С. 150.

29. Короткий, И.А. Метод исследования теплофизических свойств пищевых продуктов / И.А. Короткий, Л.М. Короткая // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тезисы Российской научно - практической конференции. - Кемерово, КемТИПП, 1997. - С. 149.

30. Короткий, И.А. Измерение собственных характеристик жидкостного калориметра / И.А. Короткий, Л.М. Короткая // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тезисы Российской научно - практической конференции. - Кемерово: КемТИПП, 1997. - С. 148.

31. Короткий, И.А. Перспективы исследования теплофизических свойств пищевых продуктов / И.А. Короткий, А.В. Усов // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тезисы Российской научно - практической конференции. - Кемерово, КемТИПП, 1997. - С. 147.

32. Усов А.В. Отработка методик измерения криоскопических температур жидких и пастообразных продуктов / А.В. Усов, И.А. Короткий // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тезисы Российской научно - практической конференции. - Кемерово, 1997. - С. 146.

33. Усов, А.В. Определение режима замораживания мягких сыров расчетным путем / А.В. Усов, И.А. Короткий, И.Е. Ратьков // Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: тезисы научных работ. - Кемерово, 1997. - С. 14.

34. Короткий, И.А. Теплоемкость и плотность этилового спирта / И.А. Короткий // Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: тезисы научных работ. - Кемерово, 1997. - С. 44.

35. Короткий, И.А. К вопросу о сублимационной сушке сыров / И.А. Короткий, Л.М. Короткая, Л.М. Архипова // Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: тезисы научных работ. - Кемерово, 1997. - С. 64.

36. Ратьков, И.Е. Разработка экспериментальной установки для замораживания пищевых продуктов / И.Е. Ратьков, И.А. Короткий, А.В. Усов // Новые технологии и продукты: сборник научных работ. - Кемерово, 1998. - С. 173.

37. Короткая, Л.М. Теплофизические свойства молочного жира / Л.М. Короткая, И.А. Короткий, М.Л.Фукс // Новые технологии и продукты: сборник научных работ. _ Кемерово, 1998. - С. 207.

38. Усов, А.В. Теплофизические свойства отдельных видов натуральных сыров / А.В. Усов, И.А. Короткий // Пищевые продукты и экология: сборник научных работ. _ Кемерово, 1998. - С. 211.

39. Усов, А.В. Разработка технологии длительного хранения мягких сыров / А.В. Усов, И.А. Короткий // Пищевые продукты и экология: сборник научных работ. _ Кемерово, 1998. - С. 212-216.

40. Короткий, И.А. Кристаллизация влаги при замораживании сыров / И.А. Короткий, А.В. Попов // Биотехнология и процессы пищевых производств: сборник научных работ. _ Кемерово, 2000. - С. 56.

41. Короткий, И.А. Криоскопические температуры натуральных сыров / И.А. Короткий, Е.В. Короткая, Л.М. Короткая // Биотехнология и процессы пищевых производств: сборник научных работ. Кемерово, 2000. - С.57.

42. Короткий И.А. К вопросу об определении ТФХ продуктов переработки сои / И.А. Короткий, Д.В. Мальцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 1. -Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 112.

43. Расщепкина, Е.А. Экспериментальный стенд для исследования вакуумной сушки / Е.А. Расщепкина, М.А. Субботина, А.Н. Расщепкин, И.А. Короткий // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 1. - Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 132.

44. Остроумов, Л.А. Обоснование режимов низкотемпературной обработки плавленых сыров / Л.А. Остроумов, И.А. Короткий, А.В. Томиленко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 1. - Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 23.

45. Остроумов, Л.А. Перспективы низкотемпературных технологий консервирования плавленых сыров / Л.А. Остроумов, И.А. Короткий, А.В. Томиленко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 1. - Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 24.

46. Комарова, Н.А. Влияние технологических параметров на формирование воздушной дисперсной фазы и взбитость мороженого / Н.А. Комарова, В.М. Столетов, И.А. Короткий // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 1. - Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 25.

47. Короткий, И.А. Методика определения микроструктуры плавленых сыров / И.А. Короткий, А.В. Томиленко, А.В. Усов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 3. - Кемерово, КемТИПП, 2001. - С. 25.

48. Усов, А.В. Оценка стабильности работы низкотемпературной установки / А.В. Усов, А.Д. Тюнин, И.А. Короткий, А.В. Томиленко, А.В. Усов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 3. _ Кемерово: КемТИПП, 2001. - С. 110.

49. Короткий, И.А. Методика определения криоскопической температуры плавленых сыров / И.А. Короткий, А.В. Томиленко, А.Д. Тюнин // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 5. _ Кемерово, КемТИПП, 2002. - С. 37.

50. Короткий, И.А. Экспериментальный стенд для исследования режимов замораживания плавленых сыров / И.А. Короткий, А.В. Усов, М.И. Ибрагимов, А.В. Томиленко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 5. - Кемерово, КемТИПП, 2002. -С. 86.

51. Короткий, И.А. Градуировка электронного устройства контроля температуры УКТ -38 / И.А. Короткий, Е.В. Короткая, М.И. Ибрагимов, А.В. Томиленко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 5. - Кемерово, КемТИПП, 2002. - С. 98.

52. Бахтин, Н.А. Определение теплофизических характеристик методом двух температурно-временных интервалов / Н.А. Бахтин, И.А. Короткий, М.И. Ибрагимов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 7. - Кемерово, КемТИПП, 2004. - С. 113.

53. Бахтин, Н.А. Экспериментальный стенд для комплексного определения теплофизических характеристик / Н.А. Бахтин, И.А. Короткий, М.И. Ибрагимов, О.В. Иваненко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 7. - Кемерово, КемТИПП, 2004. - С. 114.

54. Короткий, И.А. Теоретический анализ работы воздушной холодильной машины с поршневым детандер-компрессорным агрегатом / И.А. Короткий // Интеграция науки, производства и образования: тезисы докладов научно-практической конференции. _ Кемерово, 2005. - С. 55.

55. Короткий, И.А. Криоскопические температуры черной смородины / И.А. Короткий, Е.В. Короткая // Интеграция науки, производства и образования: тезисы докладов научно-практической конференции. _ Кемерово, 2005. - С. 56.

56. Бахтин, Н.А. Экспериментальная методика определения температуропроводности и теплопроводности методом двух температурно-временных интервалов / Н.А. Бахтин, И.А. Короткий, М.И. Ибрагимов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, № 9. - Кемерово, КемТИПП, 2005. - С. 7.

57. Бахтин, Н.А. Градуировка нагревателя прибора для определения теплофизических характеристик / Н.А. Бахтин, И.А. Короткий, М.И. Ибрагимов...