Оптические и терморадиационные характеристики пенослоя томатной пасты с добавлением раствора ихтиожелатина
Автор: Дяченко В.П., Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Набатов Б.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевые системы
Статья в выпуске: 2 (108) т.88, 2026 года.
Бесплатный доступ
Томатная паста является важнейшим концентрированным продуктом переработки томатов, широко востребованным в пищевой промышленности в качестве полуфабриката для производства соусов, кетчупов, консервов и широкого спектра других продуктов питания. Перспективным направлением совершенствования технологии сушки томатной пасты является пеносушка с применением инфракрасного (радиационного) энергоподвода, позволяющая интенсифицировать процесс влагоудаления и сохранить качество готового продукта. В качестве пенообразователя и стабилизатора пены предложено использование раствора ихтиожелатина – биополимера, получаемого из отходов рыбопереработки. Рациональная реализация процесса конвективно-радиационной пеносушки требует комплексного изучения оптических и терморадиационных свойств обезвоживаемого материала. В настоящей работе представлены результаты исследования оптических и терморадиационных характеристик пенослоя томатной пасты с добавлением раствора ихтиожелатина в качестве пенообразователя и стабилизатора. Рассмотрены особенности поглощения тепловой энергии инфракрасного излучения оптически тонким слоем продукта (толщиной h ≤ 0,004 м) в диапазоне влажности 0,10 ≤ w ≤ 0,78 кг/кг, при его облучении различными генераторами излучения: кварцевой галогенной трубкой, нихромовой спиралью, металлической плиткой, плиткой газового инфракрасного излучения и трубчатым электронагревателем. Исследования выполнены экспериментально-аналитически с применением спектрофотометра UV-Vis-NIR Cary 5000 (Varian) с приставкой интегрирующей сферы DRA-2500 в спектральном диапазоне 800 ≤ λ ≤ 2 500 нм. Получены зависимости W = f(x, w), Вт/м³ распределения объёмной плотности поглощённой энергии излучения по глубине оптически тонкого пенослоя при объемном (двустороннем) подводе к продукту теплового потока с суммарной плотностью Е = 1680 Вт/м². По результатам анализа полученных зависимостей, а также сопоставления эмиссионных характеристик генераторов излучения и спектральной пропускательной способности пенослоя подтверждена целесообразность применения кварцевых галогенных трубок при напряжении 220 В для обеспечения наиболее равномерного распределения поглощённой энергии по глубине слоя в течение всего процесса влагоудаления. Полученные зависимости применимы для последующего моделирования нестационарных температурных полей в продукте в течение процесса пеносушки томатной пасты при конвективно-радиационном энергоподводе.
Томатная паста, ихтиожелатин, пенослой, пеносушка, инфракрасное излучение, оптические характеристики, терморадиационные характеристики, распределение поглощённой энергии
Короткий адрес: https://sciup.org/140315816
IDR: 140315816 | УДК: 664.8.047, 664.97 | DOI: 10.20914/2310-1202-2026-2-267-274
Optical and thermoradiation characteristics of tomato paste foam layer with the addition of ichthyogelatin solution
Tomato paste is a highly concentrated tomato processing product, widely used in the food industry as a semi-finished product for the production of sauces, ketchups, canned goods, and a wide range of other food products. A promising area for improving tomato paste drying technology is foam drying using infrared (radiation) energy supply, which allows for intensifying the moisture removal process and preserving the quality of the finished product. A solution of ichthyogelatin, a biopolymer obtained from fish processing waste, has been proposed as a foaming agent and foam stabilizer. Rational implementation of convective-radiation foam drying requires a comprehensive study of the optical and thermoradiation properties of the dehydrated material. This paper presents the results of a study of the optical and thermoradiation characteristics of a foam layer of tomato paste with the addition of a solution of ichthyogelatin as a foaming agent and stabilizer. The absorption of infrared thermal energy by an optically thin product layer (h ≤ 0.004 m thick) in the humidity range of 0.10 ≤ w ≤ 0.78 kg/kg was examined when irradiated with various radiation generators: a quartz halogen tube, a nichrome coil, a metal plate, a gas infrared radiation plate, and a tubular electric heater. The experimental and analytical studies were performed using a Varian Cary 5000 UV-Vis-NIR spectrophotometer with a DRA-2500 integrating sphere attachment in the spectral range of 800 ≤ λ ≤ 2500 nm. The dependences W=f(x,w), W/m³ of the distribution of the volumetric density of absorbed radiant energy by the depth of an optically thin foam layer with a volumetric (two-sided) supply of heat flow to the product with a total density of E=1680 W/m² were obtained. Based on the analysis of the obtained dependences, as well as a comparison of the emission characteristics of the radiation generators and the spectral transmittance of the foam layer, the feasibility of using quartz halogen tubes at 220V was confirmed to ensure the most uniform distribution of absorbed energy across the layer depth throughout the moisture removal process. The obtained dependences are applicable for subsequent modeling of transient temperature fields in the product during the foam drying process of tomato paste with convective-radiative energy supply.
