Analysis of fish thermal processing using automatically controlled heating and dehydration methods | Исследование способов тепловой обработки рыбы при автоматическом управлении процессами её нагрева и обезвоживания

English. The small-size drying plant built in Murmansk State Technical University was used to study advantages and disadvantages of traditional methods of fish thermal processing: convective and infrared. In the course of study the temperature values corresponded to those in technological processes of drying, curing and smoking fish (20-120 deg. C). Poutassou carcasses were taken as raw material (specific surface - 0.2 m2/kg, average weight - 280 g). The processing parameters are presented: starting weight and end weight, weight loss, processing length, average speed of dehydration, average power supply, energy costs at 30, 50, 80 deg. C. At convective type of processing temperature of fish skin didn't reach 50 deg. C. Experiment lasted 6.5 hours, average speed of dehydration was 37.8%/h, energy costs – 6.6 kWt*h. During infrared type of processing the desired temperature was kept both on the fish skin and in the heat chamber for one hour, after which temperature in the chamber decreased due to fish warming-up and decreasing power supply to infrared lamps. Experiment lasted 5 hours, average speed of dehydration was 51%/h, energy costs - 5.6 kWt/h. The obtained results served as a basis for developing energy efficient combined method of thermal processing which had a two-circuit automatic control system: the first circuit controlled temperature in the heat chamber and regulated power in pipe electric heater; the second circuit controlled the temperature of the fish and regulated power of the infrared radiation. This method is characterized by higher speed of dehydration (51%/h), less duration of the process (more than 4 hours) and lower energy costs (4.86 kWt/h). The higher temperature of raw material processing, the less energy intensive the combined method.

Russian. На малогабаритной сушильной установке, созданной в Мурманском государственном техническом университете, исследовались положительные и отрицательные стороны традиционных способов тепловой обработки рыбы – конвективного и инфракрасного. Диапазон значений температуры в процессе исследования соответствовал значениям температуры технологических процессов сушки, вяления и горячего копчения рыбы (20–120 град. С). Сырьё – образцы путассу (удельная поверхность 0,2 м2/кг, средняя масса 280 г). Приводятся параметры процесса (начальная и конечная масса; массопотери; продолжительность; средний темп обезвоживания; средняя подаваемая мощность; затраты электроэнергии) при 30, 50 и 80 град. С. При конвективном способе температура поверхности рыбы так и не достигла 50 град. С. Продолжительность эксперимента составила 6,5 ч, средний темп обезвоживания – 37,8%/ч, затраты электроэнергии – 6,6 кВт*ч. При инфракрасной обработке заданная температура поддерживалась и на поверхности рыбы, и в самой термокамере примерно в течение 1 ч, затем температура в термокамере начинала падать в связи с прогревом рыбы и, как следствие, уменьшением необходимой мощности инфракрасных ламп. Продолжительность эксперимента составила 5 ч, средний темп обезвоживания – 51%/ч, затраты электроэнергии – 5,6 кВт/ч. Полученные данные стали основой для разработки энергоэффективного комбинированного способа тепловой обработки, реализуемого с использованием двухконтурной системы автоматического управления: первый контур контролирует температуру в термокамере и управляет мощностью трубчатого электронагревателя, второй контролирует температуру поверхности рыбы и управляет мощностью инфракрасного излучения. Способ характеризуется более высоким средним темпом обезвоживания (51%/ч), меньшей продолжительностью процесса (чуть более 4 ч) и более низкими затратами электроэнергии (4,86 кВт/ч). Установлено, что чем выше температура тепловой обработки сырья, тем менее энергозатратным будет комбинированный способ.