vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2020-58-3-373-384vestiag-513Research ArticleПЕРАПРАЦОЎКА І ЗАХАВАННЕ СЕЛЬСКАГАСПАДАРЧАЙ ПРАДУКЦЫІPROCESSING AND STORAGE OF AGRICULTURAL PRODUCTIONМетодики расчета продолжительности запекания изделий из мясного фарша при тепловой обработке в конвекционных печахMethods for calculating the duration of baking of minced meat products during heat treatment in convection ovensСмагинД. А.SmaginD. A.

Смагин Денис Алексеевич – кандидат технических наук, доцент

пр. Шмидта, 3, 212027 Могилев

Denis A. Smagin - Ph. D. (Engineering), Assistant Professor

3 Schmidt Ave., 212027 Mogilev

denis_smagin@mail.ruСмолякА. А.SmolyakA. A.

Смоляк Аркадий Арсентьевич – кандидат технических наук, доцент

пр. Шмидта, 3, 212027 Могилев

Arkadiy А. Smolyak - Ph. D. (Engineering), Assistant Professor

3 Schmidt Ave., 212027 Mogilev

СмагинаМ. Н.SmaginM. N.

Смагина Марина Николаевна – аспирант

пр. Шмидта, 3, 212027 Могилев

Marina N. Smagina - Postgraduate Student

3 Schmidt Ave., 212027 Mogilev

m-a-r-i-s-h-a88@mail.ruМогилевский государственный университет продовольствияMogilev State University of Food Technologies202004082020583373384Copyright © Смагин Д.А., Смоляк А.А., Смагина М.Н., 20202020Смагин Д.А., Смоляк А.А., Смагина М.Н.Smagin D.A., Smolyak A.A., Smagin M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/513

Экономия энергетических ресурсов, оптимизация производственных процессов и обеспечение высокого качество готовой продукции – важные задачи, стоящие перед пищевой промышленностью Республики Беларусь на современном этапе социально-экономического развития. С этой точки зрения актуальным направлением научной деятельности является разработка методик прогнозного определения продолжительности тепловой обработки пищевых продуктов, применение которых позволит повысить уровень планирования производства, рационально осуществлять производственные процессы, обеспечить получение готовой продукции с высокими потребительскими характеристиками без недогрева или перегрева материала обрабатываемых тел, оптимизировать затраты энергетических ресурсов на проведение тепловых процессов. В работе предлагается методика теоретического расчета продолжительности запекания изделий из мясного фарша при прямом контакте греющей среды с обрабатываемым телом в современных конвекционных аппаратах. При разработке теоретического расчета процессы теплообмена разделены на внутренние и внешние. При описании процессов внутреннего теплообмена учтены изменения теплофизических характеристик материала обрабатываемого тела, обусловленные протекающими массообменными процессами и наличием физико-химических изменений структурных элементов с преобразованием сырого фарша в готовый продукт с запеченной коркой. Процессы внешнего теплообмена описаны согласно режимным параметрам современных конвекционных печей, применяемых в малых и средних предприятиях пищевой промышленности и общественном питании. Получены значения продолжительности тепловой обработки на примере изделий из куриного фарша при различных температурах греющей среды. Разработаны специальные стержневые кассеты с конструкцией жесткого крепления термопар, обеспечивающие проведение корректного эксперимента. Отклонения значений продолжительности запекания между теоретически – рассчитанными и полученными экспериментально составляют от 1,49 до 4,44 % для различных температур греющей среды, что свидетельствует о эффективности разработанной методики. Предложенная методика расчета продолжительности процесса запекания изделий из мясного фарша при нагревании позволит оптимизировать производственные процессы, обеспечить экономию энергетических ресурсов и получать готовую продукцию с высокими потребительскими характеристиками. Благодарности. Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Качество и эффективность агропромышленного производства».

Saving energy resources, optimizing production processes and ensuring high quality of finished products are important tasks facing the food industry of the Republic of Belarus at the present stage of social and economic development. From this point of view, the current direction of scientific activity is development of methods for predicting duration of heat treatment of food products, which will allow to increase the level of production planning, implement production processes rationally, ensure production of finished products with high consumer parameters with no underheating or overheating of material of the processed bodies, and decrease the cost of energy resources for thermal processes. The paper proposes the method for theoretical calculation of baking duration for minced meat products in direct contact of the heating medium with the processed body in modern convection units. When developing a theoretical calculation, heat transfer processes are divided into internal and external. When describing internal heat transfer processes, changes in the thermal and physical characteristics of the material of the processed body are considered, determined by mass transfer processes and physical and chemical changes in structural elements with conversion of raw minced meat into finished product with baked crust. The processes of external heat exchange are described according to the operating parameters of modern convection ovens used in small and medium-sized enterprises of food industry and public catering. The values of duration of heat treatment on the example of products made of chicken mince at different temperatures of the heating medium are obtained. Special rod cassettes with a rigid thermocouple attachment design have been developed to ensure correct experiment. Deviations of baking duration values between the theoretically calculated and experimentally obtained values range from 1.49 to 4.44 % for different temperatures of heating medium, which indicates the efficiency of the developed technique. The proposed technique for calculating the duration of baking process for minced meat products when heated will allow optimizing production processes, saving energy resources and obtaining finished products with high consumer parameters. Acknowledgments. The research was carried out as part of the state program of scientific research “Quality and Efficiency of Agroindustrial Production”.

изделия из мясного фаршазапеканиепродолжительность тепловой обработкинестационарная теплопроводностьтеплофизические характеристикивынужденная циркуляциятеплообменпароконвектоматminced meat productsbakingduration of heat treatmentnon-stationary thermal conductivitythermal-and-physical parametersforced circulationheat exchangeconvection steamerРабота выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Качество и эффективность агропромышленного производства», 3.75 «Исследования и оптимизация процесса запекания изделий из мясного фарша в паровоздушных средах»ReferencesФейнер, Г. Мясные продукты: научные основы, технологии, практические рекомендации / Г. Фейнер ; пер. с англ. Н.В. Магды. – СПб. : Профессия, 2010. – 719 с. https://doi.org/10.1533/9781845691721Feiner G. Meat products handbook: practical science and thechnology. Cambridge, Woodhead Publishers, 2006. 719 p. https://doi.org/10.1533/9781845691721Рогов, И.А. Технология мяса и мясных продуктов : учебник / И.А. Рогов, А.Г. Забашта, Г.П. Казюлин. – М.: КолосС, 2009. – Кн. 2 : Технология мясных продуктов. – 710 с.Rogov I. A., Zabashta A. G., Kazyulin G. P. Technology of meat and meat products. Book 2. Technology of meat products. Moscow, KolosS Publ., 2009. 710 p. (in Russian).Пелеев, А.И. Тепловое оборудование колбасного производства / А.И. Пелеев, А.М. Бражников, В.А. Гаврилова. – М. : Пищевая пром-сть, 1970. – 384 с.Peleev A. I., Brazhnikov A. M., Gavrilova V. A. Heating equipment for sausage production. Moscow, Pishchevaya promyshlennost’ Publ., 1970. 384 p. (in Russian).Бражников, А.М. Теория термической обработки мясопродуктов / А.М. Бражников. – М.: Агропромиздат, 1987. – 271 с.Brazhnikov A. M. Theory of heat treatment of meat products. Moscow, Agropromizdat Publ., 1987. 271 p. (in Russian).Тышкевич, А.С. Исследование физических свойств мяса / А.С. Тышкевич ; пер. с пол. Т.С. Клоссовского ; под ред. А.А. Соколова. – М. : Пищевая пром-сть, 1972. – 96 с.Tyszkiewicz S. Badanie fizycznych właściwości mięsa [Study of physical properties of meat]. Warszawa, WNT, 1969. 110 p. (in Polish).Липатов, Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств / Н.Н. Липатов. – М. : Экономика, 1987. – 272 с.Lipatov N. N. Processes and apparatuses of food production. Moscow, Ekonomika Publ., 1987. 272 p. (in Russian).Кэйс, В.М. Конвективный тепло- и массообмен / В.М. Кэйс ; пер. с англ. И.Н. Дулькина. – М. : Энергия, 1972. – 446 с.Kays W. M. Convective heat and mass transfer. New York, McGraw-Hill, 1966. 387 p.Математическое моделирование процессов нагрева и охлаждения колбасных изделий / A.B. Жучков [и др.] // Вестн. Воронеж. гос. ун-та инженер. технологий. – 2013. – №4 (58). – С. 100–105.Zhuchkov A. V., Ryazanov A. N., Urazov D. Yu., Shitov V. V. Mathematical modeling of heating and cooling of sausages. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologii = Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 2013, no. 4 (58), pp. 100-105 (in Russian).Вороненко, Б.А. Аналитическое решение задачи тепломассопереноса в колбасных изделиях при их тепловой обработке / Б.А. Вороненко, В.В. Пеленко, В.В. Стариков // Изв. высш. учеб. заведений. Пищевая технология. – 2009. – №4 (310). – С. 102–104.Voronenko B. A., Pelenko V. V., Starikov V. V. Analytical task solution heat-mass carry in sausage items at their thermal processing. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Pishchevaya tekhnologiya = News of Institutes of Higher Education. Food Technology, 2009, no. 4 (310), pp. 102-104 (in Russian).Жукаускас, А.А. Конвективный перенос в теплообменниках / А.А. Жукаускас. – М. : Наука, 1982. – 472 с.Zhukauskas, A. A. Convective transport in heat exchangers. Moscow, Nauka Publ, 1982. 472 p. (in Russian).Jihan, F. Modeling heat transfer during cooling of ready-to-eat meat and poultry products using three-dimensional finite element analysis and web-based simulation : Ph.D. Thesis / F. Jihan. – Nebraska, 2010. – 231 p.Jihan F. Modeling heat transfer during cooling of ready-to-eat meat and poultry products using three-dimensional finite element analysis and web-based simulation. Ph.D. Thesis. Nebraska, 2010. 231 p.Kondjoyan, A. Comparison of calculated and experimental heat transfer coefficients at the surface of circular cylinders placed in a turbulent cross-flow of air / А. Kondjoyan, H.C. Boisson // J. of Food Engineering. – 2005. – Vol. 34, №2. – P. 123–143. https://doi.org/10.1016/s0260-8774(97)00103-9Kondjoyan A., Boisson H. C. Comparison of calculated and experimental heat transfer coefficients at the surface of circular cylinders placed in a turbulent cross-flow of air. Journal of Food Engineering, 2005, vol. 34, no. 2, pp. 123-143. https://doi.org/10.1016/s0260-8774(97)00103-9Elansari, A. Effect of temperature and moisture content on thermal conductivity of four types of meat / A. Elansari, A. Hobani // Intern. J. of Food Properties. – 2002. – Vol. 12, №2. – P. 308–315. https://doi.org/10.1080/10942910701687519Elansari A., Hobani A. Effect of temperature and moisture content on thermal conductivity of four types of meat. International Journal of Food Properties, 2002, vol. 12, no. 2, pp. 308-315. https://doi.org/10.1080/10942910701687519Горбатов, В.М. Совершенствование тепловой обработки мясных продуктов / В.М. Горбатов, С.А. Александров, Л.А. Цария // Мяс. индустрия СССР. – 1986. - №7. – С. 28–29.Gorbatov V. M., Aleksandrov S. A., Tsariya L. A. Improving the heat treatment of meat products. Myasnaya industriya SSSR [Meat Industry of the USSR], 1986, no. 7, pp. 28-29 (in Russian).Расчет и проектирование печей хлебопекарного и кондитерского производств / А.А. Михелев [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Пищевая пром-сть, 1979. – 326 с.Mikhelev A. A., Itskovich N. M., Sigal M. N., Volodarskii A. V. Calculation and design of ovens for bakery and confectionery industries. 3nd ed. Moscow, Pishchevaya promyshlennost’ Publ., 1979. 326 p. (in Russian).Кирик, И. М Экспериментальное исследование процесса тепловой обработки тестовых заготовок в пароконвектомате / И.М. Кирик, А.В. Кирик // Пр. Тавр. держ. агротехнол. ун-ту. – 2012. – Вип. 12, т. 2. – С. 189–202.Kirik I. M., Kirik A. V. Experimental investigation of the dough thermal processing in the steam convection apparatus. Pratsі Tavrіis’kogo derzhavnogo agrotekhnologіchnogo unіversitetu = Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University, 2012, iss. 12, vol. 2, pp. 189-202 (in Russian).Коршунов, Н.П. Тепловые процессы в жарочных и пекарных шкафах предприятий общественного питания : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.18.12 / Н.П. Коршунов. – М., 1982. – 25 с.Korshunov N. P. Thermal processes in frying and baking cabinets of public catering enterprises. Abstract of Ph.D. diss. Moscow, 1982. 25 p. (in Russian).Вазагов, В.М. Разработка и обоснование технологии жаренья крупнокусковых мясных полуфабрикатов на предприятиях общественного питания : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.18.16 / В.М. Вазагов ; Моск. ин-т нар. хоз-ва им. Г.В. Плеханова. – М., 1977. – 24 с.Vazagov V. M. Development and justification of roasting technology of large-sized semi-finished meat products at public catering enterprises. Abstract of Ph.D. diss. Moscow, 1977. 24 p. (in Russian).Давыдов, Д.М. Разработка режимов и аппаратов для размораживания и разогрева кулинарных изделий при конвективном теплообмене : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.18.12 / Д.М. Давыдов ; Рос. экон. акад. им. Г.В. Плеханова. – Москва, 2005. – 21 с.Davydov D. M. Development of modes and apparatuses for defrosting and heating culinary products with convective heat exchange. Abstract of Ph.D. diss. Moscow, 2005. 21 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.