способ контроля режима стерилизации консервов

Формула изобретения

Способ контроля режима стерилизации консервов, отличающийся тем, что он предусматривает измерение начальной температуры стерилизуемого продукта и температуры стерилизующей среды, по значениям которых по уравнению нестационарной теплопроводности при граничных условиях первого рода рассчитывают изменение во времени температурного поля стерилизуемого продукта, в каждой точке которого по уравнению Аррениуса рассчитывают фактическую летальность, и расчет среднеобъемной летальности, по достижению которой значения не менее заданной фиксированной величины судят о завершении стерилизации консервов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическому контролю микробиологической обсемененности пищевых продуктов в процессе тепловой обработки в стерилизаторах и автоклавах.

Известен способ контроля режима стерилизации консервов, предусматривающий измерение температуры в наименее прогреваемой точке консервов для расчета фактической летальности микроорганизмов, по достижении которой значения не менее заданной фиксированной величины судят о завершении стерилизации консервов (Бабарин В.П., Стерилизация консервов. Справочник - СПб.: ГИОРД, 23.06.2006, с.9-51).

Недостатком этого способа является низкая точность из-за трудности определения наименее прогреваемой точки, трудности размещения в ней измерительного инструмента и определения фактической летальности по изменению температуры в одной точке при относительно равномерном распределении микроорганизмов по всему объему стерилизуемого продукта, что приводит к увеличению энергоемкости контролируемого процесса стерилизации.

Техническим результатом изобретения является упрощение и повышение точности контроля режима стерилизации, позволяющее сократить энергоемкость процесса.

Этот результат достигается тем, что способ контроля режима стерилизации консервов, согласно изобретению, предусматривает измерение начальной температуры стерилизуемого продукта и температуры стерилизующей среды, по значениям которых по уравнению нестационарной теплопроводности при граничных условиях первого рода рассчитывают изменение во времени температурного поля стерилизуемого продукта, в каждой точке которого по уравнению Аррениуса рассчитывают фактическую летальность, и расчет среднеобъемной летальности, по достижении которой значения не менее заданной фиксированной величины судят о завершении стерилизации консервов.

Способ реализуется следующим образом.

Температуру стерилизуемого продукта измеряют непосредственно перед герметизацией тары или на ее стенке при использовании тары из материала с высокой температуропроводностью, как жесть или алюминий, или малой толщиной стенки, как у пленочных материалов. Герметизированный продукт помещают в автоклав или стерилизатор непрерывного действия. Температуру стерилизующей среды измеряют непосредственно в течение всего процесса стерилизации. По измеренным значениям рассчитывают изменение во времени температурного поля продукта. Например, для жестебанок с однородным густым продуктом типа томатной пасты или фруктового пюре уравнение нестационарной теплопроводности, записанное в цилиндрических координатах с точкой отсчета, размещенной в геометрическом центре банки, имеет следующий вид:

,

при начальных условиях:

>0;

0 r r_б;

-l<z<l;

Т(r, z, 0)=Т₀;

при граничных условиях первого рода:

Т(r, ±l, )=Т_с;

Т(r_б , z, )=Т_с;

где Т - текущая температура продукта:

r, z - цилиндрические координаты;

- время;

а - коэффициент температуропроводности стерилизуемого продукта;

r_б - радиус банки;

l - половина высоты банки;

Т ₀ - измеренная начальная температура продукта;

Т _с - измеряемая температура стерилизующей среды.

При подстановке (1) в уравнение Аррениуса расчетная формула фактической летальности в каждой точке продукта имеет вид:

;

где Е_акт - эффективная энергия активации гибели микроорганизмов;

R - универсальная газовая постоянная;

из которого среднеобъемная фактическая летальность может быть рассчитана по формуле:

;

по достижении которой значения не менее заданной фиксированной величины судят о завершении процесса стерилизации.

Для подтверждения достижения технического результата была проведена серия опытов по тепловой обработке томатной пасты, расфасованной в жестебанки различной вместимости. Тепловую обработку осуществляли по традиционным и энергосберегающим режимам и контролировали каждый из них по известному и предлагаемому способу. Результаты опытной проверки сведены в таблицу.

Результаты контроля режимов стерилизации томатной пасты в жестебанках различной вместимости.
жестебанка	вместимость, см 3	требуемая летальность, усл. мин.	режим	фактическая летальность, определенная по		режим	фактическая летальность, определенная по
				известному способу	предлагаемому способу		известному способу	предлагаемому способу
№24	95	335		770	2686		263	1008
№4	260	354		385	2613		38	681
№9	370	369		430	3375		23	706
№12	580	375		450	4902		9	682
№13	895	381		456	3930		5	740

Обработанные по указанным в таблице режимам консервы подвергали микробиологическому контролю, который показал промышленную стерильность всех образцов, в то время, как при контроле режимов стерилизации по известному способу все консервы, подвергнутые обработке по энергосберегающим режимам, приведенным в правой части таблицы, не должны были оказаться стерильными.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность контроля режимов стерилизации консервов, за счет чего обеспечивает сокращение энергоемкости стерилизации.