Розробка мікрохвильової технології вибіркового нагріву компонентів гетерогенних середовищ
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253329Ключові слова:
гетерогенне середовище, мікрохвильовий нагрів, інактивація мікрофлори, нерезонансна камера, рівномірне електромагнітне полеАнотація
Обґрунтована актуальність вирішення технологічної проблеми гарантованої інактивації мікрофлори нагрівом колоїдних середовищ та збереження їх корисних компонентів, зокрема, у виноматеріалах. Традиційна термічна обробка з нагрівом до температур 70…75 °С приводить до погіршення властивостей середовища внаслідок термічного розкладу його корисних компонентів. Більш новою є технологія нагріву енергією мікрохвильового поля у робочій камері. Але її суттєвим недоліком є утворення у металевій камері стоячих хвиль, які викликають локальні зони перегріву у місцях максимумів та недогріву у місцях мінімумів хвиль. Наслідком є погіршення хімічного складу продукції та незадовільна інактивація мікрофлори.
Усунення цих недоліків мікрохвильової обробки середовищ пропонується здійснювати у камері нерезонансного типу, що розроблена авторами. Вибірковий нагрів в новій камері здійснюється енергією рівномірного мікрохвильового поля. При цьому відсутні локальні перегріви та недогріви продукції. Технічна реалізації камери нерезонансного типу передбачає концентрацію енергії поля в обсягу продукції, перетворення баластної енергії поля в теплову та її утилізацію.
Робота містить теоретичне обґрунтування та експериментальне підтвердження переваг нової технології в порівнянні з традиційною. Вибірковий нагрів продукції в нерезонансній робочій камері має наслідком можливість зниження температури, що необхідна для гарантованої інактивації мікрофлори, на 25...30 °С. Це сприяє збереженню компонентів продукції через відсутність перегрівів та зниженню енерговитрат. Крім того, забезпечує: виключення шкідливого випромінювання із робочої камери; запобігання самоперегрівам генератора та виключення залежності енергетичній ефективності камери від рівня її завантаження продукцією
Посилання
- Imenohoev, I., Vindskhaymer, H., Vaytts, R., Kintsel', N., Linn, H. Tekhnologiya SVCh-Nagreva: potentsial i granitsy. Available at: https://www.linn-high-therm.de/fileadmin/user_upload/pages/about_us/download/publications/white_papers/MikrowellenerwaermungRus.pdf
- Bur'yan, N. I., Tyurina, D. V. (1979). Mikrobiologiya vinodeliya. Moscow: Pischevaya promyshlennost', 271.
- Klokov, Yu. V., Ostapenkov, A. M. (1988). O glubine proniknoveniya EMP SVCh v dielektricheskie sredy. Elektronnaya obrabotka materialov, 5, 65–68.
- Dem'yanchuk, B. A. (2011). Mikrovolnovyy nagrev. Novaya tekhnologiya. Teoriya i praktika. LAMBERT Academic Publishing, 164.
- Zahoruiko, V. O., Shablia, O. P., Demianchuk, B. O., Huliiev, S. R. (2010). Pat. No. 91625 UA. Device for microwave stabilization of wine materials. No. a200814965; declareted: 25.12.2008; published: 10.08.2010, Bul. No. 15. Available at: https://uapatents.com/4-91625-pristrijj-mikrokhvilovo-stabilizaci-vinomaterialiv.html
- Peng, J., Tang, J., Luan, D., Liu, F., Tang, Z., Li, F., Zhang, W. (2017). Microwave pasteurization of pre-packaged carrots. Journal of Food Engineering, 202, 56–64. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.01.003
- Arjmandi, M., Otón, M., Artés, F., Artés-Hernández, F., Gómez, P. A., Aguayo, E. (2016). Microwave flow and conventional heating effects on the physicochemical properties, bioactive compounds and enzymatic activity of tomato puree. Journal of the Science of Food and Agriculture, 97 (3), 984–990. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.7824
- Azadova, E. F., Radzhabova, E. M., Akhmedov, M. E., Demirova, A. F. (2017). Improvement of grape juice production technology for baby food. Proceedings of universities applied chemistry and biotechnology, 7 (1), 169–176. doi: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-1-169-176
- Inanoglu, S., Barbosa-Cánovas, G. V., Patel, J., Zhu, M.-J., Sablani, S. S., Liu, F. et. al. (2021). Impact of high-pressure and microwave-assisted thermal pasteurization on inactivation of Listeria innocua and quality attributes of green beans. Journal of Food Engineering, 288, 110162. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110162
- Klug, T. V., Collado, E., Martínez-Sánchez, A., Gómez, P. A., Aguayo, E., Otón, M. et. al. (2018). Innovative Quality Improvement by Continuous Microwave Processing of a Faba Beans Pesto Sauce. Food and Bioprocess Technology, 11 (3), 561–571. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-017-2024-y
- Siguemoto, É. S., Purgatto, E., Hassimotto, N. M. A., Gut, J. A. W. (2019). Comparative evaluation of flavour and nutritional quality after conventional and microwave-assisted pasteurization of cloudy apple juice. LWT, 111, 853–860. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.05.111
- Dag, D., Singh, R. K., Kong, F. (2019). Dielectric properties, effect of geometry, and quality changes of whole, nonfat milk powder and their mixtures associated with radio frequency heating. Journal of Food Engineering, 261, 40–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.04.017
- Taghian Dinani, S., Jenn, A., Kulozik, U. (2021). Effect of Vertical and Horizontal Sample Orientations on Uniformity of Microwave Heating Produced by Magnetron and Solid-State Generators. Foods, 10 (9), 1986. doi: https://doi.org/10.3390/foods10091986
- Altemimi, A., Aziz, S. N., Al-HiIphy, A. R. S., Lakhssassi, N., Watson, D. G., Ibrahim, S. A. (2019). Critical review of radio-frequency (RF) heating applications in food processing. Food Quality and Safety, 3 (2), 81–91. doi: https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyz002
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Boris Demianchuk, Shota Guliiev, Alexander Ugol’nikov, Yurii Kliat, Artem Kosenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
