Пристрій для збереження продуктів харчування при низьких температурах

1. Пристрій для збереження харчових продуктів при температурі склування від 0°С до -100°С, що містить низькотемпературну робочу камеру, який відрізняється тим, що робоча камера знаходиться всередині посудини Дьюара, яка наполовину заповнена рідким азотом. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що необхідна температура в робочій камері автоматично підтримується нагрівачем і термометром опору з електронним регулятором температури. Корисна модель належить до апаратів для збереження заморожених харчових продуктів в інтервалі температур від 0°С до -100°С і може бути використаний на підприємствах харчування, та й побуті для збереження харчових продуктів при низьких температурах. Відомо тунельно-морозильний апарат TROLL&Freeze фірми "Frigoscandia" (прототип) [1], у яких загрузка відбувається за допомогою пересувних візків, на яких підготовлений, розфасований і упакований продукт розміщають на піддонах у вигляді блоків в металевих формах. Піддони та форми укладають на рами або візки. Температура повітря -ЗО...-38°С. Недоліком конструктивного рішення апарата є значні витрати енергії на одержання холоду і харчових продуктів при заморожуванні. Метою корисної моделі є створення холодильного пристрою (термостата) для тривалого зберігання харчових продуктів при оптимальних умовах - температурі склування. Поставлене завдання вирішується тим, що пропонований пристрій виготовлений на основі сосуда Дьюара типу АСД-30 з широкою горловиною, в якому над парою азоту розміщено теплоізоляційну камеру. При цьому, температуру всередині камери можна регулювати за допомогою спірального нагрівача і автоматично, в необхідному режимі, регулятором температури РТ-049А. Для зменшення градієнтів температури всередині камери використовують алюмінієвий теплопровідний циліндр. Існуючі низькотемпературні виділення побутових і промислових приладів розраховані на підтримку температур збереження харчових продуктів при -18°С...-27°С. В той же час відомо, що під час зниження температури (росту льодоутворення) значно збільшується стійкість продукту під час збереження, за рахунок уповільнення біохімічних ферментативних процесів. Найбільшого уповільнення ці процеси досягають у харчових продуктах при температурі склування, коли рідка фаза в продуктах цілком відсутня. Ця температура рекомендується як робоча температура низькотемпературних камер під час тривалого зберігання (до 12 місяців та більше) продуктів, і як показують дослідження, для більшості харчових продуктів сягає таких значень: -(50-70)°С. Суть корисної моделі пояснюється кресленням (див. Фіг.1), на якому зображено схематичний повздовжний переріз пристрою. Низькотемпературний пристрій складається з посудини Дьюара 1 з рідким азотом 2, в якому розташована камера З для збереження харчових продуктів. Камера З зовні має теплоізолюючий кожух 4 із пінопласту і обмотана спіральним нагрівачем 5. В камері розміщується термометр опору 6. Камера закривається кришкою 7 із пінопласту для завантаження харчових продуктів. Камера підтримується в необхідному положенні над поверхнею рідкого азоту за допомогою трубки 8, яка виведена назовні із посудини Дьюара. Для зменшення градієнтів температури всередині камери встановлено теплопровідний циліндр 9 із алюмінію. Всередині трубки розміщені провідники, які з'єднують нагрівач і термометр опору з електронним регулятором температури 10 типу РТ-049А. Виходячи з того, що для охолодження камери використовуються пари рідкого азоту, у камері можна встановити і автоматично підтримувати температуру в інтервалі від 0°С до -100°С. Необхідне значення температури о> О) 10109 зумовлені, імовірно, процесами окислювання та гідролізу, оскільки за цієї температури в пастах не вся вода переходить у кристалічний стан, а частина речовини залишається у вигляді рідких переохолоджених фаз. Біологічно активні речовини витісняються зростаючими кристалами льоду в рідкі некрижані фази та перетерплюють фізикохімічні зміни протягом часу зберігання. Так, наприклад, зменшення вмісту аскорбінової кислоти вважається індикатором окисного процесу. Під час зберігання заморожених паст незначно збільшується кислотність паст, що можливо зумовлено частковим гідролізом дубильних пектинових речовин з утворенням продуктів кислотного походження. Порівнюючи дані таблиць 1 і 2, можна бачити, що за температури зберігання -30°С кислотність збільшується на 0,33%, а за температури -70°С на 0,15%. Звідси випливає, що останній режим зберігання є більш кращим. Кількість цукрів, особливо на першому етапі збереження може зрости за рахунок гідролізу крохмалю в глюкозу. Далі вміст цукрів (редукуючих речовин) і сахарози в замороженій пасті в процесі зберігання зменшується, це може відбуватися за рахунок протікання реакції меланоїдиноутворення. встановлюється на електронному регуляторі, який працює разом з термометром опору. Підтримка необхідної температури відбувається шляхом автоматичної подачі напруги на нагрівач. Під час роботи низькотемпературного пристрою необхідно періодично доливати в посудину Дьюара рідкий азот через його випарювання (приблизно один раз на 10 діб). За допомогою описаної установки досліджували зберігання паст із суміші винограду і яблук за різних температурах. Температури склування в пастах визначали методом диференціальної скануючої калориметрії, як описано в роботі. Нами було встановлено, що склування досліджуваних паст протікає в діапазоні температур від -60 до -н 70°С. Як показник товарознавчих характеристик паст використовували ступінь зміни деяких фізикохімічних показників при збереженні заморожених паст із суміші винограду та яблук. При цьому зіставляли значення фізико-хімічних показників після збереження паст за температури вище температури склування (-30°С) і нижче температури склування (-70°С). Результати досліджень наведені в таблицях 1 і 2. З наведених у таблиці 1 даних видно, що протягом тривалого зберігання за -30° С заморожених паст у них відбуваються значні зміни, Таблиця 1 Зміна фізико-хімічних показників якості пасти із суміші винограду та яблук в процесі зберігання за температури -30°С Якість Масова частка сухих речовин Масова частка вітаміну С мг% Кислотність % (вперерахунку на лимонну кислоту) Вміст цукрів. % редукуючі властивості Вміст сахарози, о/ /о Вихідний зразок 1 3 33.0±0.2 32.6±0.2 32.2±0.2 1.50±0.0 1 1.30±0.01 0.3±0.01 t=-30°C 6 9 12 31.6±0.2 31.0±0.2 30.6±0.2 1.1±0.01 0.92±0.01 0.80+0.01 0.70±0.01 0.34±0.01 0.44±0.01 0.5±0.01 0.54+0.01 0.60±0.01 4.62±0.0 1 4.66±0.01 4.7+0.01 4.75±0.01 4.74±0.01 4.6±0.01 17.20±0. 01 16.90±0.01 16.4±0.01 16.0+0.01 15.4±0.01 15.0+0.01 Таблиця 2 Зміна фізико-хімічних показників якості пасти із суміші винограду та яблук в процесі зберігання за температури -70°С Якість 1 Масова частка сухих речовин Масова частка вітаміну С мг% Вихідний зразок 2 1 3 3 4 t=-70°C 6 5 9 6 12 7 33.0±0.2 32.9±0.2 32.9±0.2 32.8±0.2 32.7±0.2 32.5±0.2 1.50±0.01 1.40±0.01 1.35±0.01 1.3 6±0.01 1.25±0.01 0.98±0.01 10109 Продовження табл.2 1 Кислотність % (вперерахунку на лимонну ислоту) Вміст укрів. % реду куючі властивості Вміст сахарози,% 2 3 4 5 6 7 0.3±0.01 0.32±0.01 0.34±0.01 0.36±0.01 0.38±0.01 0.40±0.01 4.62±0.01 4.62±0.01 4.62±0.01 4.64±0.01 4.62±0.01 4.58±0.01 17.20±0.01 17.01 ±0.01 16.82±0.01 16.5±0.01 16.22±0.01 16.01+0.01 На підставі отриманих результатів можна зробити висновок, що фізико-хімічні показники якостей замороженої пасти краще зберігаються під час зберігання їхній у парах азоту за температури 70°С, оскільки при цьому режимі збереження протягом 12 місяців якість паст практично мало змінюється. Комп'ютерна верстка Д. Шеверун Таким чином, пристрій (термостат) для збереження продуктів харчування дає можливість підвищити якість паст. Джерела інформації 1. Грубы Я. Производство замороженных продуктов /Пер. с чешского, ред. и пред. д-ра техн. наук проф. И.Ф.Бугаенко.- М.: Агрпромиздат, 1990с.90-91. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601