Контроль и измерение температуры

Контроль и измерение температуры[*]

М. Л. Вульф, Food Standards Agency, London

 Введение

Практика измерения и хранения записей температуры в пищевой промышленности не нова, и в определенных областях, таких как, например, консервирование, применяет­ся много лет. Тем не менее в охлаждении пищевых продуктов она широко применяет­ся сравнительно недавно, за исключением настройки аппаратуры измерения темпера­туры для холодильников. Основная причина внимания к контролю температуры — это возможность пищевого отравления и введение нового законодательства, касающегося контроля температуры охлажденных пищевых продуктов там, где отклонение темпера­туры и возможный рост патогенных микроорганизмов могут породить проблемы. Раз­витие Европейского сообщества привело к разработке и принятию согласованной ди­рективы по санитарии, которая охватывает изменения, сделанные в отдельных странах. В сочетании с директивами по санитарии производства продуктов животного проис­хождения это еще больше подчеркнуло важность управления рисками. Поэтому практическое использование контроля температуры за последние десять лет быстро развивалось, и такой контроль стал составляющей систем управления качеством и безопасностью.

 Изменения законодательства

В Великобритании Правила пищевой санитарии (поправка) (Food Hygiene (Amendment) Regulations) 1990 г. [1] и Акт по безопасности пищевых продуктов (Food Safety Act) 1990 г. [2] значительно изменили процесс охлаждения. Согласно [1] был внедрен кон­троль температуры для некоторых видов охлажденных продуктов, применяемый на всех этапах процесса охлаждения. Дополнительные небольшие изменения были сдела­ны в 1991 г. [3]. До настоящего времени очень немногие потребители холодильных установок использовали регулярный контроль (мониторинг) температуры, но когда они начали применять такой контроль, они осознали его достоинства и пользу для контроля качества.

Акт по безопасности пищевых продуктов 1990 г. дал правительству дополнитель­ные полномочия, позволяющие издавать законы по многим новым областям. Одно из значительных изменений Акта 1990 г. содержится в разделе 21. В нем описаны усло­вия, при которых возможна защита от обвинений, выдвинутых на основании Акта. Защита на основе гарантий по Акту 1984 г. была заменена защитой на основе «должной заботливости». Чтобы подтвердить «должную заботливость», компании должны про­демонстрировать, что они приняли все «разумные меры предосторожности» и «полно­стью проявили должную заботливость». Многие компании перешли на улучшенные системы контроля и проверки с учетом существующего параллельно в прецедентном праве закона о «должной заботливости».

Директива по санитарии (Hygiene Directive 93/43/EEC) [4] была введена в дей­ствие в Великобритании в 1995 г. (см. [5]), и в ней основной упор делался на анализ рисков по методу НАССР (указание 4 (3)), а не давались предписания или подробные указания по санитарно-гигиеническим требованиям и методам. Существует общее требование, что временные помещения и оборудование для транспорта должно быть в состоянии поддерживать пищевые продукты при соответствующих температурах, а при необходимости конструкция помещений и оборудования должна позволять контролировать эти температуры.

Требования Директивы, касающиеся контроля температуры, установлены в доку­менте от 1995 г. [6] Кроме того, для обеспечения безопасности пищевых продуктов и прогнозирования роста микроорганизмов при различных температурных условиях правительство смогло использовать математическую модель, разрабатывавшуюся в течение пяти лет (MAFFMicromodel). В результате ранее принятые указания по контро­лю температуры были упрощены.

Законодательство ЕС уже содержало требования по контролю в сфере пищевых продуктов животного происхождения, например, мяса, мясных продуктов, птицы и т. д. Для реализации концепции единого рынка после января 1993 г. было согласовано около десятка общих директив, касающихся гигиеничного производства продуктов животного происхождения — от свежего мяса до двустворчатых моллюсков. Некото­рые из этих директив были новыми, а остальные были заново согласованы на основе директив, действовавших в ЕС. Во всех этих директивах содержатся определенные требования по контролю температуры. Идет работа по объединению всех общих са­нитарных директив в одну упрощенную. Единственное обязательное требование по контролю и регистрации температуры основано на указании ЕС, требующем обеспе­чения холодильников и транспортных средств для хранения или транспортировки свежезамороженных пищевых продуктов контрольной аппаратурой [7]. Это требо­вание принято также в соглашении Европейской экономической комиссии ООН, которое упрощает транспортировку скоропортящихся пищевых продуктов между соседними странами [8] для согласования требований ЕС к транспортным средствам третьих стран.

 Системы управления рисками и качеством продукции

Когда компании стали исследовать и внедрять системы контроля (мониторинга) тем­пературы, вскоре стало ясно, что это позволяет компенсировать капитальные и трудо­затраты. Лучший контроль температуры способствует как повышению безопасности пищевых продуктов, так и улучшению их качества, и может дать экономические выго­ды за счет более эффективного использования энергии.

Изменения в законодательстве также потребовали внедрения соответствующих систем обеспечения безопасности пищевых продуктов. Все пищевые производства от­ветственны за определение критических моментов своих технологических процессов. В отдельных странах и в мировом сообществе принят метод НАССР {Hazard Analysis and Critical Control Points, анализ рисков по критическим контрольным точкам). При использовании этого метода определяются риски и контрольные точки технологичес­кого процесса для управления этими рисками. Здесь важно, что план НАССР опреде­ляется для конкретного продукта и технологического процесса, а также то, что он должен постоянно контролироваться. Реализовать НАССР помогает Директива по гигиене и санитарии, содержащая указания по конкретным направлениям (к 1990 г. было опубликовано шесть руководств) [9]. В зависимости от конкретного продукта и технологии контроль температуры может быть включен или не включен в план НАССР. Особого требования вести регистрацию проверок температуры нет, но эти записи мо­гут оказаться полезны, чтобы продемонстрировать, что требования законодательства выполняются. Важно, что контроль температуры связан с другими контрольными точ­ками и является частью общей системы НАССР.

Понятно, что НАССР редко реализуется изолированно — этот метод сочетается с системами контроля качества для обеспечения выпуска на технологическом оборудова­нии безопасных пищевых продуктов однородного качества. Существует много систем обеспечения качества, и наиболее широко используемые из них основаны или на ISO 9000 или на TQM (система общего управления качеством, Total Quality Management). Система ISO 9000 [10] содержит два основных стандарта (/509001 и 9002) и различные указания. Компании признаются соответствующими этим стандартам (путем аккре­дитации) после их внедрения. Система TQM в большей степени относится к культуре производства, мобилизуя всех сотрудников организации на достижение постоянства качества и удовлетворение потребителя, а также на постоянное совершенствование производства.

 Совершенствование технологии

Относительно дешевые средства микроэлектроники позволили производить относи­тельно небольшие устройства для хранения больших объемов информации. Эти уст­ройства в настоящее время широко применяют в сочетании с компьютеризированными системами управления. За последние несколько лет в компьютерной технологии и тех­нике связи сделан огромный шаг вперед. Спутниковые системы слежения могут отсле­живать положение транспортного средства и передавать на базу общую информацию о его холодильной установке и двигателе. Витрины также могут быть оснащены встроен­ными системами контроля температуры и влажности для обеспечения годности не расфасованных продуктов в течение всего срока хранения. Таким образом, там, где изме­рение температуры является частью системы обеспечения безопасности и качества, новая технология помогает накапливать и обрабатывать данные.

 Важность контроля (мониторинга) температуры

Требования по контролю температуры в Англии и Уэльсе применяются к тем пищевым продуктам, в которых велика вероятность роста микроорганизмов или образования токсинов.

Такие продукты должны храниться при температуре 8 °С или ниже, однако это требование должно быть реализовано в сочетании с другими условиями, заданными в общих положениях по гигиене и санитарии [5].

Очевидно, что если можно исключить попадание патогенных микроорганизмов в пищевые продукты, то контроль температуры необходим только для продления срока годности при хранении продукта. Однако так бывает редко, и подход, принятый в сис­теме НАССР, заключается в определении температуры на каждой стадии обработки продукта, где имеются риски, и возможностей их контроля. Снижение температуры не уничтожает микроорганизмы, а замедляет их рост, в связи с чем хранение сырья, про­межуточных и готовых продуктов при низких температурах играет свою роль в обеспечении безопасности пищевых продуктов. Другие важные области — это соот­ветствующая подготовка операторов, предотвращение механического загрязнения, применение соответствующей арматуры и оборудования, правильные режимы очист­ки и мойки, а также борьба с вредителями.

Холодильное оборудование создается для работы в течение длительного времени без участия человека, однако влиять на регулирование температуры могут разные события и помимо поломок. Важно контролировать правильную периодичность циклов оттайки и загрузку продуктов в холодильники, что принципиально важно для их нор­мальной работы и движения в них воздуха. Мониторинг температуры воздуха спосо­бен показать, правильно ли работает и управляется холодильное оборудование, хотя при этом может оказаться труднее определить температуру продуктов. В некоторых случаях мониторинг температуры воздуха невозможен, и требуется определять темпе­ратуру продуктов или модели продукта.

 Принципы мониторинга температуры

Выбор системы

В настоящее время многие различные системы мониторинга температуры выпускают­ся серийно — от простого термометра до полностью компьютеризованной системы, соединенной с локальной системой охлаждения или даже с центральной системой уп­равления. Выбор системы зависит от объема информации, которая необходима опера­тору, и стоимости получения этой информации. Если система мониторинга должна обеспечить подробную информацию о работе системы, соединенной с другими систе­мами регулирования, то очевидно, что требуется более совершенная и сложная систе­ма. Для получения полной картины распределения температуры в системе охлаждения она может содержать много датчиков. Система может содержать также датчики для получения другой информации — например, о циклах размораживания, давлениях компрессора и регулирующих вентилей, об открытии дверей и о потреблении энергии. Система может быть связана с системой аварийной сигнализации (и даже телефо­ном), содержать информацию о запасах и кодах партий продукта. С другой стороны, если нужно только проверять, находится ли температура хранения продукта в опреде­ленном диапазоне (критическая контрольная точка), то количество собираемой ин­формации можно уменьшить.

В опубликованной литературе по мониторингу температуры [11,12,13,14] содер­жится очень мало конкретных рекомендаций. Руководства, опубликованные IFST [ 15], дают информацию о мониторинге температуры воздуха и дополнены в руководствах Министерства здравоохранения [16]. Эти Руководства были позднее заменены Про­мышленными нормами и правилами [9]. Практические рекомендации по мониторингу температуры имеются в приложениях к некоторым из них (например, к нормам и пра­вилам розничной торговли и общественного питания), но они не являются их частью.

 Какую температуру контролировать?

При конструировании системы контроля (мониторинга) и при выборе температуры, измеряемой в системе охлаждения, следует учитывать следующее:

 выбор контролируемых температур (воздуха, продуктов или их моделей) зави­сит от конкретной системы и того, как она работает;

 желательно помещать датчики в такие места, где они не будут повреждены при работе; если показания считывает оператор, датчики должны быть доступны;

 выбранные температуры должны полно характеризовать и отражать работу систе­мы, и, следовательно, должны быть косвенно связаны с температурой продукта.

 Контроль (мониторинг) температуры воздуха

Для соответствующего регулирования и как часть НАССР следует контролировать тем­пературу пищевых продуктов, однако время хранения охлажденных продуктов от­носительно мало, что осложняет мониторинг их температуры без нарушения нормаль­ной коммерческой деятельности и необходимости вмешательства в работу системы опытных операторов. Проще установить датчики вне загружаемых продуктов и соеди­нить их с системами считывания, позволяющими записывать температуры автомати­чески или вручную.

Системы охлаждения преимущественно работают путем прохождения холодного воздуха через испаритель системы, а затем над загруженными пищевыми продуктами для отвода от них тепла. Движение воздуха осуществляется с помощью вентиляторов или в некоторых случаях под действием конвекции, то есть за счет большей плотности холодного воздуха по сравнению с теплым. В случае механической циркуляции воздух возвращается в испаритель после прохождения над продуктами, причем температура возвратного воздуха равна температуре охлаждаемых продуктов или выше ее. Мест­ные тепловые эффекты, например, от освещения могут привести к появлению горячих точек или неравномерному распределению температуры и сделать небольшую часть загруженного продукта теплее, чем возвратный воздух. В целом, связь между темпе­ратурами воздуха и продукта лучше всего устанавливается путем определения раз­ности температур холодного воздуха, выходящего из испарителя, и более теплого воздуха, возвращающегося в испаритель. Эта разность служит критерием оценки работы холодильной системы и ее эффективности для сохранения продуктов холод­ными [ 13], а также основой мониторинга (контроля) температуры воздуха. Вместе с тем для определения соотношения температуры воздуха и температуры продукта не­обходимо выполнить испытание под нагрузкой. Испытание под нагрузкой включает определение разности температур воздуха и сравнение их с температурой продукта в течение достаточного периода времени, чтобы убедиться в том, что система работает в нормальном режиме.

В закрытых системах, таких как холодильники и транспортные средства, где един­ственными причинами изменения режима являются циклы размораживания, откры­тие дверей и смена партий товаров, определение связи между температурами воздуха и продукта проще. Необходимо определить самые теплые места в системе и отслежи­вать температуры продуктов в течение некоторого времени, чтобы установить их связь с температурами воздуха.

Работа открытых систем, таких как прилавки-витрины, больше зависит от условий окружающей среды и расположения. Изменения температуры и влажности помеще­ния, нарушения воздушной завесы сквозняками или движением покупателей может изменить распределение температур. В этих условиях испытание под нагрузкой может оказаться сложнее.

Изготовители прилавков-витрин выполняют испытания под нагрузкой для про­верки эффективности своих изделий (BS EN441-5: 1996 [17]), используя заданную нагрузку в виде стандартизованных блоков геля (тилозы) BS EN            441-4:  1995 [18]

в регулируемой температуре окружающей среды при постоянном потоке воздуха вдоль передней поверхности прилавка-витрины. Будет ли испытание под нагрузкой, выполненное изготовителем, отличаться от испытания под нагрузкой на месте экс­плуатации, зависит от того, насколько условия и нагрузка соответствуют реальным условиям работы прилавка-витрины. Влияние расположения и окружающей среды (сквозняки, освещение) должны проверяться с использованием различных пищевых продуктов.

Альтернативы мониторингу температуры воздуха

Существуют ситуации, в которых мониторинг температуры воздуха неприемлем или требует модификации. В закрытых прилавках-витринах (например, использующих холодильное хранение с конвективным охлаждением) после открывания дверей для восстановления температуры воздуха требуется значительное время [19]. Поэтому пе­риодическое считывание температуры воздуха имело бы мало смысла и не было бы связано с температурами хранящихся продуктов. В таком случае было бы лучше конт­ролировать пробу продукта или ее модель (эквивалент). Тепловой поток пробы делает ее менее чувствительной к быстрым изменениям температуры воздуха. Можно также подобрать модель пищевого продукта (имитатор), обладающую сходным коэффици­ентом теплопередачи или сходной температуропроводностью с контролируемым пи­щевым продуктом [20]. Использование такого мониторинга было важно, например, там, где охлаждение происходит за счет теплопроводности, как в случае охлаждающе­го стола, используемого при раздаче в общественном питании, или там, где скорость воздушных потоков мала (прилавки с подачей самотеком).

Даже там, где система принудительно охлаждается воздухом, но изменения темпе­ратуры воздуха высоки — например, в небольших автомобилях для доставки и холо­дильниках витрин (прилавков), результаты контроля температуры воздуха интер­претировать сложно. Увеличивая время отклика или «демпфируя» датчик или измерительную систему, можно отслеживать направление изменения температуры воздуха, устраняя кратковременные изменения. «Демпфирование» может быть дос­тигнуто путем увеличения теплового потока через датчик или с помощью электроники за счет изменения электронной схемы считывания.

Реализация мониторинга (контроля) температуры

Холодильное хранение Малые холодильные камеры

Малые холодильные камеры состоят из изолированной камеры, в зависимости от раз­меров охлаждаемой одним или несколькими охлаждающими вентиляторами. Распо­ложение охлаждающих устройств в камере бывает разным, но обычно их располагают у потолка (рис. 5.1). Циркуляция воздуха должна быть такой, чтобы обеспечить соот­ветствующее распределение холода в камере и исключить любые горячие точки или возникновение воздушных слоев. Почти всегда восстановление температуры после открывания дверей или размораживания (оттаивания) происходит быстро, что делает температуру воздуха наиболее удобным контролируемым параметром. Сохранение холодного воздуха может быть дополнительно улучшено путем использования у двери кулисы из пластмассовых полос или воздушной завесы, сводящей к минимуму доступ теплого воздуха при открывании дверей.

Количество датчиков, используемых для контроля температуры воздуха в холодиль­ной камере, зависит от ее размера и количества охлаждающих установок. В табл. 5.1 указано минимальное количество датчиков в зависимости от объема камеры, причем при объеме камеры менее 500 м3 можно использовать для контроля температуры воз­духа один датчик. Его располагают так, что он контролирует самую высокую темпера-Циркуляция воздуха в холодильной камере

Рис. 5.1. Циркуляция воздуха в холодильной камере

Таблица 5.1. Количество датчиков, рекомендуемое для холодильной камеры

Объем камеры, м3, более

Кол-во датчиков

500 2
5 000 3
20 000 4
50 000 5
85 000 6

туру воздуха и, следовательно, самые теплые продукты в камере. Расположение в камере самого теплого места зави­сит от ее конструкции, особенно от местоположения холо­дильной установки.

На рис. 5.2 представлена температура воздуха в течение 24 ч работы большой холодильной камеры. График позво­ляет сравнить изменения температуры при наиболее актив­ных перемещениях охлажденных продуктов днем, вечером и утром, в период менее активной загрузки.

В этом случае различия между показаниями настенных датчиков и температурой возвратного воздуха очень малы и могут зависеть от расположения датчиков в камере. Для холодильных камер объемом менее 500 м3 можно использовать один датчик, помещен­ный на пути возвратного воздуха холодильной установки. В замкнутой системе (та­кой, как камера с надлежащим распределением воздуха), температурные показания для возвратного воздуха приблизительно равны средней температуре загруженного продукта. Если хорошего распределения воздуха нет, может оказаться предпочтитель­ным поместить один датчик в точку с наиболее высокой температурой воздуха. Эта точка может находиться в следующих местах:

 на максимальной высоте загруженных продуктов, в максимальном удалении от холодильной установки;

 на высоте примерно две трети высоты камеры, вдали от двери и прямого движе­ния воздуха от холодильной установки;

 на высоте два метра от пола, непосредственно напротив холодильной установки.Запись контроля температуры воздуха большой холодильной камеры (40 000 м3)

Рис. 5.2. Запись контроля температуры воздуха большой холодильной камеры (40 000 м3)

Если охлаждающее устройство размещено над дверью, разрежение, создаваемое вентилятором, может увеличить количество всасываемого в камеру воздуха при от­крывании дверей. Поэтому контроль температуры возвратного воздуха (исходящей вентиляционной струи) в этом случае зачастую неприемлем. Для больших камер (хра­нилищ) для определения температур в разных частях камеры могут использоваться разные датчики. Кроме того, размещение дополнительных датчиков на выходе воздуха и воздухозаборниках одной или нескольких холодильных установок дает дополни­тельную информацию о работе холодильной системы.

Шкафы-холодильники

Шкафы-холодильники — это автономные установки небольшого размера с одной или двумя дверями. Эти шкафы могут охлаждаться холодным воздухом с помощью венти­ляторов или за счет естественной циркуляции от встроенного воздухоохладителя или охлаждаемой плиты (рис. 5.3, а, б и в). Как отмечалось выше, контроль температуры воздуха для холодильных систем этого типа не столь пригоден, как для малых холо­дильных камер.

Холодильные шкафы с вентиляторами относительно быстро восстанавливают тем­пературу после открывания дверей, но частое открывание дверей особенно в периоды активного использования делают сложной интерпретацию любых показаний темпера­туры. Контроль (мониторинг) температуры воздуха может быть более осмысленным, если используется демпфированный датчик с интервалом около 15 мин, расположен­ный на пути возвратного воздуха (рис. 5.3, а). Демпфировать датчик можно с помо­щью металлической или пластмассовой оболочки, а также помещая датчик в воду, масло или глицерин. На рис. 5.4 показан эффект демпфирования датчика путем поме-Шкафы-холодильники: а) холодильник с принудительной циркуляцией воздуха; б) холодильник с холодильным агрегатом; в) холодильник с охлаждаемыми плитами

Рис. 5.3. Шкафы-холодильники: а) холодильник с принудительной циркуляцией воздуха; б) холодильник с холодильным агрегатом; в) холодильник с охлаждаемыми плитамиЭффект демпфирования датчика температуры воздуха

Рис. 5.4. Эффект демпфирования датчика температуры воздуха

щения его в центр пластмассовой ванночки, при этом показания сравниваются с темпе­ратурой воздуха после открывания дверей.

Поскольку шкафы-холодильники, охлаждаемые с помощью охлаждаемых плит (па­нелей) или холодильного агрегата, имеют слабую циркуляцию воздуха и длительные периоды восстановления после открывания дверей, более правильно контролировать их температуру, используя температуру продуктов или, что еще лучше, температуру модельных продуктов.

Поскольку пищевые продукты микробиологически нестабильны, контроль темпе­ратуры продуктов требует использования различных продуктов каждый день и может вести к потерям. Постоянная установка датчика требует наличия стабильной модели пищевого продукта. При выборе модели продукта важно, чтобы он вел себя подобно контролируемому продукту и был устойчив к различным условиям работы. Рекомен­дуется определить коэффициент теплопроводности конкретной упаковки или порции продукта и подобрать модель с соответствующими характеристиками, или подобрать модель, соответствующую продукту по коэффициенту температуропроводности [20]. В литературе имеются значения коэффициентов теплопроводности для различных продуктов и размеров упаковок, а также коэффициенты температуропроводности ряда пластмассовых материалов [20]. Чтобы убедиться в том, что датчик, помещенный в модель, функционирует нормально и дает правильные показания, а также в том, что модель ведет себя нормально, необходимо проводить регулярные проверки системы с моделью пищевого продукта.

Холодильный транспорт

Загрузка охлажденных продуктов выполняется в различные транспортные средства — от больших 40-футовых (12 м) автомобилей большой грузоподъемности с автоном­ными холодильными агрегатами, до автомобилей малой грузоподъемности, в которых температура предварительно охлажденных продуктов поддерживается только за счет изотермических контейнеров. Так как конструкция большинства холодильных уста­новок рассчитана на поддержание температуры, а не на охлаждение груза, необходимо предварительное его охлаждение до соответствующей температуры.

Транспорт с регулируемой температурой

Автономная холодильная установка, обычно получающая энергию от дизеля (часто с дополнительным электродвигателем), обеспечивает в холодильной камере циркуля­цию холодного воздуха от испарителя, находящегося в передней части автомобиля. Зачастую в автопарках, занятых перевозкой различных грузов, используют транспорт с подвижными перегородками, что делает возможной одновременную перевозку за­мороженных и охлажденных продуктов при различной температуре. Каждый отсек (камера) при этом оснащен собственным испарителем, который может регулировать температуру независимо.

Холодный воздух распределяется в разных транспортных средствах различными способами, но в большинстве случаев холодный воздух выходит сверху воздухоохла­дителя рядом с крышей и возвращается через основание в переднюю часть автомобиля в заборник возвратного воздуха (рис. 5.5). Правильная загрузка и расположение в ав­томобиле частей груза на соответствующем расстоянии принципиально важно для обеспечения правильного распределения холодного воздуха в камере. Если нужные расстояния отсутствуют, циркуляция может быть затруднена, и могут возникнуть го­рячие точки. Максимальная длина и ширина транспортных средств задается правила­ми, и поэтому свободное пространство для груза в изотермической камере создает дополнительные ограничения для достижения правильной загрузки. СуществуетКонтроль температуры воздуха в транспорте с регулируемой температурой

Рис. 5.5. Контроль температуры воздуха в транспорте с регулируемой температурой

транспорт, охлаждаемый непосредственным испарением жидкого азота из резервуара на транспортном средстве. Преимущество таких транспортных средств в том, что они работают значительно тише, чем транспорт с механическим охлаждением, а регули­рование температуры в них может быть лучше. Однако при транспортировке необхо­дима соответствующая подача жидкого азота, что может ограничить дальность и коли­чество остановок такого транспорта.

Из-за необходимости считывания показаний температуры и использования на ав­торефрижераторах в течение многих лет одноканальных самописцев датчик помещали так, чтобы измерять температуру возвратного воздуха. Этот возвратный воздух харак­теризует среднюю температуру груза при условии хорошего доступа воздуха ко всем его частям. Малый круг обращения воздуха может привести к более низким темпера­турам возвратного воздуха.

Длинные рефрижераторы (особенно без распределения холодного воздуха по воз­духоводам у потолка камеры) рекомендуется оборудовать вторым датчиком, располо­женным ближе к задней части машины (см. рис. 5.5). Добавления второго датчика недостаточно, чтобы дать полную и точную картину распределения температуры в ка­мере, но измеряя температуру выходящего из испарителя холодного воздуха с помо­щью этого датчика, можно получить более полную картину циркуляции холодного воздуха в камере. Второй датчик служит для контроля работы измерительной систе­мы и затрудняет фальсификацию. С помощью этого датчика можно убедиться, что испаритель и вентилятор функционируют нормально, а холодный воздух достигает задней части рефрижератора. Этот датчик дает базовую температуру для измерения температуры возвратного воздуха и упрощает фиксацию моментов отключения ох­лаждающей установки или добавления недостаточно охлажденного груза. Кроме того, с помощью этого датчика легче предотвратить замораживание части груза. Сравнение разности температур заднего датчика и датчика возвратного воздуха с нормальной разностью может также выявить плохое воздухораспределение в камере.

Частота записи для электронных устройств зависит от длительности рейса. Мак­симальный рекомендуемый интервал для рейсов длительностью до 8 ч составляет 15 мин. Для более длительных рейсов могут использоваться более длительные интер­валы. Может потребоваться и другая информация, например, о циклах оттайки, от­крывании дверей и данные о грузе. Важно, чтобы водитель знал о возникновении лю­бых проблем, связанных с температурой груза. Температурные показания часто видны водителю в зеркале заднего вида, и в некоторых случаях показание присутствует в виде зеркального изображения. Очевидно, что внимание водителя должно быть пол­ностью направлено на дорогу, и лучше, чтобы была установлена специальная система сигнализации, предупреждающая водителя о различных нарушениях.

На рис. 5.6, а, иллюстрирующем мониторинг температуры в автомобиле, обору­дованном двумя датчиками, виден эффект открывания дверей. Рис 5.6, б показывает, как осторожно следует интерпретировать записи температуры воздуха. Система рабо­тает нормально до загрузки камеры. С этого момента датчик возвратного воздуха дает приемлемые показания, но несколько более длительные циклы. При этом датчик в задней части камеры индуцирует подъем температуры, который указывает на то, что груз ограничивает движение потока холодного воздуха. Это вызывает движение хо­лодного воздуха от испарителя по малому кругу и, следовательно, более длительные циклы включения термореле.Мониторинг температуры в автомобиле: а) запись нормальной температуры воздуха; б) запись температуры воздуха в плохо загруженном рефрижераторе с охлажденным пищевым продуктом (публикуется с разрешения Cold Chain Instruments)

Рис. 5.6. Мониторинг температуры в автомобиле: а) запись нормальной температуры воздуха; б) запись температуры воздуха в плохо загруженном рефрижераторе с охлажденным пищевым продуктом (публикуется с разрешения Cold Chain Instruments)

Сразу после перестановки груза водителем для возоб­новления потока воздуха в заднюю часть камеры температура падает. Это проблема не была бы очевидна при наличии только датчика в потоке возвратного воздуха.

Мониторинг в автомобилях с подвижными перегородками требует больше датчи­ков, чтобы обеспечить запись температуры в каждом отсеке. Этого можно добиться несколькими способами. Самый простой — это контролировать приток воздуха каж­дой холодильной установки. Другой вариант — это крепление большего количества датчиков на крыше камеры, чтобы сделать возможным контроль температур в отсе­ках, независимо от положения перегородки, дополнительно к измерению температу­ры возвратного воздуха. Другим решением является использование небольших ре­гистраторов температуры, положение которых можно менять с учетом расположения перегородок.

В рефрижераторах, охлаждаемых жидким азотом, датчики должны быть установ­лены так, чтобы определять любые градиенты температуры, возникающие в камере. Принудительная циркуляция воздуха должна исключать градиенты. Если вентиляторы не используются, датчики должны размещаться над грузом и под ним.

Небольшие средства доставки

Многие небольшие автомобили, перевозящие охлажденные пищевые продукты, обо­рудованы холодильными установками, работающими от двигателя автомобиля или трансмиссии. Это значит, что охлаждение невозможно, когда автомобиль не движет­ся. Достижения холодильной техники сделали возможным переоборудование авто­мобилей объемом менее 3 м3 эффективными холодильными установками, работаю­щими от аккумулятора автомобиля.

Качество регулирования температуры зависит от количества и продолжительно­сти открываний дверей при подготовке и доставке заказов. Типичная система достав­ки в центре города может вести к тому, что двери открыты 40% рабочего времени, что может сделать регулирование температуры очень сложным, а также сделать неприем­лемым использование контроля температуры воздуха. Укрепление над дверью кулисы из пластмассовых полосок может помочь уменьшить поступление внутрь теплого воз­духа при открытых дверях. Тем не менее информация может быть получена, если дат­чики температуры воздуха демпфированы путем подвешивания их в бутылочках с жидкостью типа масла или глицерина. Большой разброс в записях температуры при этом устраняется, и отслеживается направление изменения общей температуры в ка­мере. Пример использования этого способа контроля показан на рис. 5.7.

В автомобилях с эвтектическими аккумуляционными плитами (типа «зеротор») или боксами с термоизоляцией для перевозки продуктов обычно для контроля темпе­ратуры в рейсе используют модель пищевого продукта или реальный продукт. Разме­щение датчика при этом должно как можно лучше отражать состояние груза. Значения температуры может считывать человек, но можно также подключить датчики к само­писцу или регистрирующей системе.Запись температуры воздуха в небольшом автомобиле для доставки продуктов

Рис. 5.7. Запись температуры воздуха в небольшом автомобиле для доставки продуктов

 Прилавки-витрины

Охлажденные продукты в основном выкладывают в открытых витринах. В некоторых случаях используют закрытые прилавки-витрины; с точки зрения мониторинга их можно рассматривать как шкафы для холодильного хранения (см. выше раздел «Шка­фы-холодильники»). Открытые витрины можно разделить на две основные группы — многоэтажные открытые витрины (типа «multi-deck») и витрины для самообслужи­вания.

Многоэтажные витрины

Вентилятор втягивает воздух от передней решетки витрины и, проходя через испари­тель, охлаждается. Для охлаждения продуктов холодный воздух выходит в задней части полок и из верхней решетки для образования воздушной завесы перед полками (рис. 5.8, а). В конструировании витрин сделан ряд усовершенствований, среди кото­рых — снижение теплопритока от внутреннего освещения и стабилизация воздушной завесы за счет улучшенной конструкции или добавления второй завесы. Простота кон­троля температуры в многоэтажных витринах определяется их конструкцией и рабо­той. В принципе, показателем эффективности витрины служит разность температур воздуха, возвращающегося с полок, и воздуха, поступающего на полки. Размещение датчиков или считывание температуры производится вверху решетки воздушной за­весы (выход воздуха) и нижней решетки возвратного воздуха (возвратный воздух) (рис. 5.8, а).

Если типичную картину изменений температуры можно связать с температурой продукта на полках, то мониторинг (контроль) температуры воздуха можно использо­вать в повседневной работе. Если на изменение температуры воздуха влияют и другие факторы (например, избыточное поглощение инфракрасного излучения) или устано­вить связь между температурами воздуха и продукта невозможно, может оказаться необходимым измерять температуру продукта или его модели.

На рис. 5.9 показаны два варианта изменений температуры воздуха. На рис. 5.9, а видны регулярные циклические изменения температуры воздуха, а на рис. 5.9, б тем­пература значительно более стабильна (за исключением времени цикла оттаивания). В обоих случаях определение связи между диапазоном изменений температуры воз­духа и самыми высокими температурами продукта делает возможным эффективный мониторинг температуры воздуха.

 Витрины для самообслуживания

В этой группе много различных витрин для выкладки мяса, рыбы, деликатесов, конди­терских изделий, пирожных, сыров и готовых к употреблению продуктов. Во многих случаях продукт охлаждается холодным воздухом от холодильной установки, но иног­да, особенно в общественном питании, пищевой продукт охлаждается за счет контакта с охлаждающей плитой (холодным столом), отсеком или дробленым льдом. Влияние инфракрасного излучения от освещения или солнечного света может быть более выра­женным в случае витрин самообслуживания и существенно влиять на температуру пищевых продуктов.Мониторинг температуры воздуха в витринах для розничной продажи: а) многоэтажная витрина; б) витрина для раздачи

Рис. 5.8. Мониторинг температуры воздуха в витринах для розничной продажи: а) многоэтажная витрина; б) витрина для раздачи

На рис. 5.8, б показана типичная витрина самообслуживания для розничной прода­жи деликатесных продуктов с подачей холодного воздуха вентилятором. Воздух из зад­ней решетки подается к продукту и возвращается через переднюю решетку. В случае витрин с подачей самотеком, где воздух поступает в заднюю решетку и выходит у нижней полки, решетка для возвратного воздуха отсутствует. Скорости воздуха в вит­ринах самообслуживания малы для уменьшения обезвоживания продуктов в витрине; это еще более затрудняет измерение температуры воздуха. Положение датчиков или места измерения вручную температуры воздуха также показаны на рис. 5.8, б. Для ве­дения повседневных измерений температуры воздуха необходимо, чтобы между тем­пературами продукта и воздуха была установлена связь.Записи мониторинга температуры для двух различных витрин (публикуется с разрешения Бристольского университета)

Рис. 5.9. Записи мониторинга температуры для двух различных витрин (публикуется с разрешения Бристольского университета)

Во многих случаях проще контролировать температуру витрины по температуре продуктов или их моделей. Температура в передней части витрины обычно характери­зует самые теплые места и, следовательно, самые теплые продукты в витрине. Монито­ринг температуры воздуха не годится для витрин, охлаждаемых за счет теплопровод­ности (в отсеках или при охлаждении дробленым льдом). В этом случае следует вести прямые измерения температуры продуктов, для которых, как и для всех измерений подобного рода, необходимо использовать чистый хорошо дезинфицированный зонд.

Cредства мониторинга температуры

Европейский стандарт для термографов и термометров

Учитывая многообразие национальных требований и методов испытаний термогра­фов (регистраторов температуры) и термометров, применяемых при транспортировке быстрозамороженных продуктов в странах-членах ЕС в рамках Директивы 92/1/ЕС [7], и растущую важность контроля температуры у охлажденных и замороженных пи­щевых продуктов, Европейский центр по стандартам (European Centre for Standards, CEN) согласовал стандарт для термографов. Стандарт BSEN12830:1999 [21] и проект стандартаprEN 13485 [22] касаются термографов, применяемых для транспортировки, хранения и распределения охлажденных, замороженных, быстро/свежезамороженных пищевых продуктов и мороженого, а также термометров, применяемых в той же обла­сти. Существует проект третьего стандартаprENl3486 [23], который устанавливает процедуру для периодической поверки термографов и термометров в предыдущих стандартах.

Термографы

Стандарт CEN [21 ] устанавливает требования по электрической безопасности, устойчи­вость к механическим вибрациям и эксплуатационные характеристики в заданных кли­матических условиях. Стандарт также задает минимальные требования к точности, инер­ционности, интервалам записи и максимальной относительной ошибке регистрации времени. В табл. 5.2 приведены климатические условия, в которых должны работать термографы и термометры для измерения температур воздуха (даже при хранении

Таблица 5.2. Климатические условия, в которых должны работать термографы и термометры для измерения температур воздуха

Регистратор или термометр
для складов и оптовых баз, расположенный вне холодильника в обогреваемом или кондиционируемом помещении; с внешним датчиком для транспорта, расположенный внутри или вне транспортного средства с внешним датчиком для складов и оптовых баз, расположенный в холодильнике; с внешним или внутренним датчиком для транспорта, расположенный в холодильнике; с внешним или внутренним датчиком
1 2 3 4

Номинальные

условия

эксплуатации[†]

термометра, регистратора и устройства индикации

+5 °С...+40 °С -30 °С...+65 °С -30°С...+30°С -30 °С ...+30 °С
1 2 3 4

Диапазон

Измерениятермометра, регистратора и устройства индикации

0 °С ...+50 °С -30°С ...+70 °С -40 °С ...+50 °С -40 °С ...+70 °С

Условия хранения или транспорти­ровки***

термометра, регистратора и устройства индикации

-20 °С ...+60 °С -40 °С ...+85 °С -40 °С ...+60 °С -40 °С ...+85 °С

* Условия, в которых устройство функционирует в соответствии с техническими условиями.

** Условия, которые устройство может выдерживать при работе так, чтобы впоследствии оно работало в номинальных условиях эксплуатации в соответствии с техническими условиями.

*** Условия, которые устройство может выдерживать в неработающем состоянии так, чтобы впоследствии оно могло работать в номинальных условиях эксплуатации в соответствии с техническими условиями.

или работе В этих условиях в течение короткого времени). Очевидно, ЧТО ЭТИ условия различны при работе устройств в холодильной камере и снаружи, где они подвержены воздействию изменчивых внешних погодных условий, и внутри зданий или транспорт­ных средств. Стандарт СЕЫ [21 ] также устанавливает условия проведения испытаний, в которых определяется соответствие термографов заданным требованиям.

Термометры

Проект стандарта     ргЕN13485 [22] определяет требования к термометрам для измерения температур воздуха при транспортировке, хранении и распределении, а также из­мерения температур охлажденных или замороженных пищевых продуктов. В табл. 5.2 приведены условия окружающей среды, в которых термометры для измерения темпе­ратуры воздуха должны работать в различных случаях их применения, а в табл. 5.3 —

Таблица 5.3. Время реакции* для датчиков термографов

Тип устройства Транспортировка Хранение Все виды применения

Внешний датчик

Внутренний датчик

Закрепленные термометры

Переносные термометры

Термометр для измерения температуры

продуктов

10 мин макс. 10 мин макс. 20 мин макс. 20 мин макс.

60 мин макс.

3 мин макс. 3 мин макс.


соответствующие значения инерци­онности этих термометров. В табл.

Таблица 5.4. Климатические условия, в которых должны работать переносные термометры и термометры для измерения температуры продуктов

Термометры для измерения температуры продуктов
Номинальные условия -20 °С...+30 °С* Предельные условия эксплуатации -30 °С...+50 °С Условия хранения -30 °С...+70 °С

* Для измерений, сделанных в данном диапазоне температур окружающей среды, погрешность измерения не должна составлять более чем 0,3°С.

Таблица 5.5. Классы точности для термометров, измеряющих температуры воздуха или пищевых продуктов

Температура
воздуха продукта
Класс 1 2 0,5 1

Максимальная

допустимая

погрешность

Размягчающая

способность

±1°С <0,5 °С ±2 °С <1 °С ±0,5 °С <0,1 °С ±1°С <0,5 °С

5.4 приведены условия окружающей среды, в которых должны работать переносные термометры для измере­ния температуры воздуха и пищевых продуктов. Для термометров, при­меняемых для пищевых продуктов, существует также предел измерения точности -0,3 °С при работе во всем диапазоне температур окружающей среды (от -20 °С до +30 °С). Классы точности для термометров, измеря­ющих температуру воздуха и пище­вых продуктов, приведены в табл.

5.5.Проект стандарта [22] также уста­навливает методики испытаний для определения погрешности измерения температуры и времени отклика.

Датчики Точность (погрешность)

Независимо от системы сбора или регистрации температур общими у них являются датчик или термочувствительная часть. Три основных типа широко применяемых дат­чиков — это термопары, платиновое сопротивление и полупроводниковый прибор (термистор). Выбор типа датчика зависит от требований к точности и инерционности, к диапазону температур, прочности и цене.

До недавнего времени большинство универсальных термометров и измерительных систем использовали в термочувствительной части системы термопару. Термопара — это пара различных металлов, соединенных с одной стороны спаем. Цепь замыкается другим соединением, которое поддерживается при известной температуре (иногда это соединение называют свободным или холодным спаем термопары). Для измерений, связанных с пищевыми продуктами, температуры которых относительно близки к окружающей, преобладают два вида термопар: термопары типа К, в которых исполь­зуется проволока из хромеля (хромоникелевый сплав) и алюмеля (никель-алюминиевый сплав), и термопары типа Т, использующие проволоку из меди и Константина (медно-никелевый сплав). Преимуществами термопар являются их низкая стоимость, возможность изготовления вручную из проволоки и очень широкий диапазон измере­ния температуры (от-184 °Сдо 1600 °С).

В табл. 5.6 приведены возможные допустимые погрешности для трех типов датчи­ков, которые для термопар и платиновых датчиков сопротивления соответствуют стан­дартным требованиям.

Погрешности, °С Тип К Тип Т Платиновые резистивные Термистор
Датчика ±1,5* ±0,5** +0 2*** ±0,1
Прибора (инструментальная погрешность)* ±0,3 ±0,3 ±0,2 ±0,2
Системы ±1,8 ±0,8 ±0,4 ±0,3

* Стандарт Великобритании ВS 4937: Класс А24.

** ВS 1904: Класс А25.

*** Включает точность коррекции холодного спая [26].

Различие инструментальной погрешности возникает из-за того, что электронная схема должна компенсировать изменения температуры эталонного или холодного спая (обычно это температура окружающей среды). Эта температура измеряется встроен­ным полупроводниковым датчиком, и изменения в окружающей температуре автома­тически компенсируются.

Погрешность при использовании термопар возрастает, если температура окружаю­щей среды меняется значительно, например, при перемещении из холодной среды в теплую. Ошибки при измерении с помощью термопар возможны также из-за наведен­ных напряжений от двигателей, влаги и градиентов температуры в других спаях. Для повышения точности измерения и контроля следует ограничиться применением дат­чиков на основе термопар типа Т, что обычно позволяет удовлетворить основные тре­бования к контролю температуры воздуха [21].

Сопротивление термисторных датчиков меняется с температурой, но обычно мо­жет использоваться для измерения лишь в более узком диапазоне температур по срав­нению с термопарами (от - 40°С до 140°С). Применение таких датчиков для измерения температуры пищевых продуктов расширилось с введением требований к измеритель­ным системам для определения температуры пищевых продуктов давать погрешность ±1 °С, что подкреплено проектом стандарта CENдля термометров [22]. Эти датчики прочные, обеспечивают хорошую точность и воспроизводимость результатов, а также незначительно подвержены действию изменений окружающих температур.

Платиновые термометры сопротивления также дают точность системы, отвечаю­щую требованиям проекта стандарта CEN[22]. Они могут использоваться в широком диапазоне температур (от -270 °С до 850 °С). Обычно их инерционность (табл. 5.7) больше, если их конструкции не защищены специальными мерами предосторожности. Должна выполняться коррекция сопротивления проводов и эффекта саморазогрева. Более высокая стоимость ограничила их применение случаями, когда требуется высо­кая точность в стационарных системах управления технологическим процессом.

Таблица 5.7. Типовая инерционность (с) в воздухе и воде [26]

* Неподвижный воздух Принудительно подаваемый воздух Вода*
Открытая термопара 20 5 -
Покрытая оболочкой термопара 150 40 6
Открытый термистор 45 20 -
Покрытый оболочкой термистор 260 50 12
Покрытая оболочкой платина 365 65 15

* Датчик типа зонда, установленный в кожух в воде; время для изменения на 20 °С до уровня 99%.

Калибрование и периодическая поверка

При изготовлении каждый датчик и прибор проверяется, чтобы удостовериться в его соответствии требованиям и обеспечении точности в пределах допуска, задаваемого изготовителем и в соответствии с BS ЕN 12830:1999 [21] и ргЕN 13485:1999 [22]. Во многих случаях для измерений к системе подключаются разные датчики, которые обыч­но считаются взаимозаменяемыми, однако если необходимы более точные измерения, выполняется индивидуальная калибровка датчика вместе с прибором (в системе).

При этом определяют показания системы в диапазоне прилагаемых температур. Дол­жна иметься возможность проконтролировать эти температуры по государственному эталону (например, Государственной физической лабораторией). Полученная таблица или график в поверочном сертификате позволяет скорректировать результаты измере­ний с помощью системы до истинных значений (в пределах допусков калибровки).

Чтобы гарантировать правильную работу аппаратуры и ее соответствие тем же усло­виям, что и при ее покупке, как указано в [23], после установки системы мониторинга температуры необходимо выполнять периодические поверки. Частота поверок зависит от применения аппаратуры. Изготовителем (или правомочной лабораторией) должны проводиться текущие проверки функционирования аппаратуры. Проверки, выполняе­мые изготовителем, рекомендуется проводить не реже одного раза в год, а также после длительного периода бездействия или отказа. Аппаратура обычно проверяется по друго­му термометру, который был калиброван по стандарту. Обычно также проверяют точ­ность и работоспособность часов или продолжительность записи.

Оболочки датчиков и зонды

Для использования в контроле температуры чувствительный элемент (датчик) дол­жен быть защищен от повреждения или поломки. Для этого применяют различные способы — от покрытия эпоксидной смолой до помещения в кожух из нержавеющей стали. Если необходим быстрый отклик, тепловой поток должен быть как можно мень­ше. Важно, чтобы датчики для измерения температуры воздуха, устанавливаемые в камеры или транспортные средства, были защищены от повреждений во время загруз­ки и выгрузки продуктов, но так, чтобы не препятствовать движению воздуха.

Для мониторинга и измерений температуры пищевых продуктов часто требуются датчики, размещенные в ручных зондах. Конструкция зонда зависит от его примене­ния. Наиболее распространенный зонд служит для введения в пищевые продукты и поэтому заострен (рис. 5.10, а). Если требуются неразрушающие измерения темпера­туры, то нужен зонд, который может быть введен между упаковками или коробками с продуктами. Для сведения к минимуму погрешности таких измерений важны хоро­ший контакт между упаковкой и зондом, а также приемлемое время достижения уста­новившихся показаний. Примеры зондов для измерений между упаковками и короб­ками показаны на рис. 5.10 бив.

Системы индикации и регистрации Системы с одним показанием

Измерительная аппаратура от первых ртутных и спиртовых термометров в стеклянной трубочке, показывающих одно значение температуры, прошла большой путь. СозданиеРучные температурные зонды: а) различные зонды для измерения температуры воздуха и продуктов; б) зонд для измерения температуры между упаковками; в) зонд для измерения температуры между коробками

Рис. 5.10. Ручные температурные зонды: а) различные зонды для измерения температуры воздуха и продуктов; б) зонд для измерения температуры между упаковками; в) зонд для измерения температуры между коробками

стрелочных и стержневых термометров с аналоговым или цифровым дисплеем устра­няет опасность поломки, но их применение может быть ограничено большой погрешно­стью (особенно это относится к термометрам на основе биметаллических пластин). Стрелочные термометры, применявшиеся для индикации температуры в витринах, заменены в основном цифровыми термометрами.

Термохромные жидкие кристаллы меняют ориентацию и прозрачность в зависи­мости от своего состава и температуры. Расположенные в виде полосок, они показыва­ют соответствующие температуры, напечатанные под ними. Их точность ограничена, но может достигать ±1 °С.

Более распространены электронные приборы с цифровой индикацией, питающиеся от аккумуляторов. Разрешение и интервалы отображаемой температуры меняются в зависимости от модели и типа датчика. Температуру можно запомнить и даже напеча­тать, а при выходе температуры за заданный предел может подаваться аварийный сигнал.

Диаграммные самописцы

Исторически запись на движущейся ленте была единственным существующим мето­дом фиксации истории изменения температуры. Использование диаграммных само­писцев в настоящее время распространено меньше, и они уступают место электронным приборам, но некоторые до сих пор присутствуют в таких системах, как холодильные камеры и транспортные средства. Диаграммы могут быть круговыми или установлен­ными на катушке (для получения прямоугольного графика), а записи оставляются чер­нилами (за счет давления) или на термочувствительной бумаге. Преимуществом са­мописцев с круговыми диаграммами является то, что видны температурная история и резкие изменения, а также то, что диаграмма может быть легко сохранена для исполь­зования в дальнейшем. Шкала времени диаграммы обычно более суток, недели или месяца, но некоторые морские самописцы могут работать 6-8 недель. Тактовый генера­тор и электронная схема могут работать от аккумулятора, что дает мобильность, или от электросети (для некоторых стационарных применений). Погрешность определения длительности записи в соответствии с BSЕN12830:1999 [21] должна составлять 0,2% от времени записи, если оно меньше 31 дня, и 0,1 % времени записи, если она превышает 31 день. Погрешность системы зависит от датчика, но более современные диаграммные самописцы имеют погрешность в диапазоне 0-25 °С ниже 0,5 °С. Зачастую ограниче­нием для них является степень разрешения на диаграммной бумаге и толщина записи. Некоторые системы записи диаграмм — это сложные приборы, позволяющие записы­вать 30 и более каналов различными цветами и видами печати.

Диаграммные самописцы, устанавливаемые на транспортные средства (чаще — на трейлеры), должны иметь более прочную конструкцию и выдерживать трудности до­роги в любой местности и в любых погодных условиях. Существуют самописцы, даю­щие две и более записей, которые могут быть дополнены указателями событий (напри­мер, отмечающими открывание дверей).

Стационарная система для холодильных камер

Сложность интерпретации большого числа различных записей и быстрое развитие микроэлектроники и компьютерной технологии способствовало замене диаграммных самописцев системами регистрации данных, которые позволяют не только хранить большие объемы данных, но и осуществлять их обработку и анализ, что дает возмож­ность использовать их в системах управления.

В холодильной камере, где каждый день в течение всего года выполняется множе­ство измерений температуры, все чаще устанавливают компьютеризированную систе­му обработки данных. На блоке управления рядом с холодильной системой может находиться цифровой индикатор температуры, но чаще информация может быть вы­ведена на дисплей, расположенный в диспетчерской. При выходе каких-либо контро­лируемых параметров за заданные пределы может быть подан сигнал системе сигнали­зации. Аварийный сигнал может быть передан по системе связи обслуживающему персоналу, располагающемуся на территории или вне ее.

Системы регистрации температуры на транспорте

Некоторые компании разработали специализированные системы для контроля темпе­ратуры (мониторинга) в средствах транспорта. Эти системы сконструированы так, что­бы выдерживать вибрацию и тяжелые условия, возникающие на транспорте и огово­ренные в BS ЕN12830:1999 [21]. Данные собираются в течение всего рейса от загрузки до разгрузки, а аварийные сигналы подаются, если температуры оказываются вне за­данных пределов. Это оборудование может быть установлено как в кабине транспорт­ного средства (зачастую оно имеет размер автомобильной радиосистемы), так и снару­жи (иногда рядом с блоком управления охлаждением).

Кроме того, клиенты, к которым доставляется груз, все чаще требуют записи «тем­пературной истории» получаемых ими пищевых продуктов. Для включения в доку­ментацию по доставке разработаны системы, дающие немедленную распечатку темпе­ратур до точки разгрузки. Другие возможные характеристики подобных систем — это способность регистрации в течение разных периодов времени, память с возможностью хранения данных до одного года, регистраторы событий для регистрации разморажи­ваний и открывания дверей, а также наличие каналов для мониторинга состояния раз­ных отсеков. Совершенствуется выборка информации, и появилась возможность за­грузки данных, полученных по радио, инфракрасной или спутниковой связи, в память офисных персональных компьютеров.

Портативные системы регистрации данных

Миниатюризация электронных схем привела к созданию очень компактных и емких систем регистрации данных, некоторые из которых достаточно малы, чтобы «путеше­ствовать» с коробками продуктов или поддонами и постоянно регистрировать темпе­ратуру пищевых продуктов. Такие устройства могут также использоваться в системах, постоянно установленных в хранилищах и транспортных средствах. Это удобно, если положение закрепленных датчиков должно время от времени изменяться (например, во временных хранилищах охлажденных продуктов или при перемещении перегоро­док в транспортных средствах с несколькими отсеками). Выбор системы зависит от вида конкретного применения, удобства использования и цены. В работе [21] описа­ны два таких устройства, которые использовались в крупных системах общественно­го питания, и показана их полезность для регистрации в критических контрольных точках.

Другой тип регистратора данных полезен для мониторинга витрин. Регистратор помещается на полке и регистрирует температуры модели продукта, находящейся в регистраторе и имеющей те же теплофизические свойства, что и пищевой продукт, выставленный на полке. Такой регистратор снабжен аварийным световым индикато­ром, который позволяет легко выявить и устранить возникающие проблемы. Через инфракрасный порт данные регистратора передаются для отображения и анализа.

Характеристики выпускаемых систем с развитием микроэлектроники меняю очевидно, что миниатюризация регистраторов будет продолжаться. Современные и стемы в основном еще слишком велики, чтобы их помещать в коробки с продуктами, не убирая из них одну упаковку; устройства, которые станут значительно меньше и тоньше, можно быть помещать между упаковками продуктов.

Дистанционные датчики — бесконтактные термометры

Все объекты при температуре выше абсолютного нуля излучают энергию в виде инф­ракрасного излучения. С ростом температуры интенсивность излучения увеличивает­ся, но уменьшается его длина волны. В диапазоне температур охлажденных продуктов инфракрасное излучение для определения температуры может быть измерено. С рос­том температуры его интенсивность растет, и пик энергии смещается в сторону более коротких длин волн. Поэтому большинство серийно выпускаемых низкотемператур­ных инфракрасных термометров фильтруют излучение в инфракрасной области спек­тра (в диапазоне 8-14 мкм) и измеряют его интенсивность. Использование такого ди­апазона уменьшает дистанционную чувствительность прибора за счет атмосферного поглощения (парами воды, углекислым газом). Для получения большей точности при очень высоких температурах можно использовать очень узкие диапазоны (2,2; 5,2 и 7,9 мкм), но сигналы очень малы и требуют дорогих усилителей с большим коэффици­ентом усиления.

Не все материалы излучают одинаковую энергию при одинаковых температурах. Соотношение энергии, излучаемой материалом и идеальным излучателем (абсолютно черным телом), известно как коэффициент излучения (излучательная способность). Коэффициенты излучения варьируются от 0 до 1,0, при этом у большинства органиче­ских веществ коэффициент излучения составляет около 0,95. Вещества отличаются по количеству энергии, которое они поглощают, отражают и излучают. Инфракрасные термометры имеют компенсаторы коэффициента излучения, которые для учета этих различий должны быть установлены на разные значения (0,1-1,0). Важен также раз­мер объекта. Прибор усредняет все температуры, попадающие в его поле зрения. Если объект не закрывает все поле зрения прибора, показания температуры будут являться средним температуры объекта и его окружения. Фокусное расстояние меняется в за­висимости от устройства, измерение возможно с очень близкого расстояния (до 50 м). Чем больше расстояние, тем сложнее точно нацелиться на объект, и во многих моделях используются лазерные прицелы (визиры).

Существует два основных типа аппаратуры для дистанционного измерения. Один тип — это прибор в форме пистолета, который нацеливают на объект; при этом показа­ния температуры считывают с цифрового индикатора в задней части прибора. Лазер­ный прицел может быть встроен в пистолет для сквозного прицеливания (через объек­тив) для определения цели, и приборы для измерения на большом расстоянии зачастую снабжают устройствами оптического визирования. Погрешность приборов такого типа составляет около ± 1 °С.

Исследование девяти промышленно выпускаемых инфракрасных термометров, выполненное в Бристольском университете [28], показало, что к их показаниям следу­ет относиться осторожно. Температура поверхности может сильно отличаться от внут­ренней температуры продуктов. Эта проблема наиболее остра для замороженных про­дуктов, у которых различие между температурой поверхности и внутренней темпера­турой может быть весьма большим (особенно, когда продукт транспортируют при тем­пературе окружающей среды выше -18 °С). Датчик инфракрасного излучения изме­ряет не только излучение поверхности, зависящее от ее температуры, но и излучение за счет отражения от окружающих продукт предметов (например, освещения).

В зависимости от типа упаковки отраженное излучение может быть весьма значи­тельным и, следовательно, искажать результаты измерения температуры поверхности.

Работа этих девяти приборов при использовании их в серийной розничной витри­не в розничном магазине сильно отличалась. В табл. 5.8 показаны результаты использо­вания этих приборов для шести различных видов упаковки. Результаты измерений по инфракрасному излучению сравнивали с полученными с помощью калиброванной термопары, помещенной под упаковку. Два из пяти приборов (Ь и g) давали ошибку менее 1 °С, пять приборов — менее 2,5 °С и еще два давали неприемлемые ошибки. Самые большие ошибки все приборы давали на упаковке из фольги с нанесенной на нее печатью, отраженное излучение которой было самым большим. Рекомендуется не проводить инфракрасные измерения на упаковках с ярко освещенными поверхнос­тями, расположенными под углом, а выбирать горизонтально и вертикально располо­женные упаковки в витрине — так, чтобы прибор был расположен вертикально к верхней поверхности. Для увеличения точности освещение должно быть как можно слабее, расстояние для измерений — как можно меньше, а продукт расположен мак­симально ровно.

Если термометр перемещают из среды с одной температурой в среду с другой (например, из помещения с комнатной температурой в холодильную камеру), для достижения наилучшей воспроизводимости измерений рекомендуется выдержать прибор при новой температуре окружающей среды не менее 30 мин. Термометр сле­дует также регулярно проверять на поверхности с известной температурой. Можно сделать относительно дешевую камеру для калибровки по абсолютно черному телу с

Таблица 5.8. Средняя погрешность в °С со стандартным отклонением (в скобках) для разных упаковочных материалов

Прибор Прозрачная упаковка в РГС*

Глянцевый

картон

Полиэти­

леновый

пакет

Ламинированная фольга с нанесенной печатью Упаковка в РГС* с нанесенной печатью Вакуумная упаковка с нанесенной печатью

Средний

модуль

а 0,6 (0,1) 1,7 (0,1) 1,1 (0,6) 6,6 (0,6) 1,9 (0,5) 1,3 (0,1) 2,2
b -0,3 (0,0) 0,7 (0,0) 0,8 (0,6) 5,3 (0,6) 0,6 (0,1) 1,4 (0,1) 1,5
с 0,7 (ОД) 0,6 (0,0) 0,5 (0,0) 6,0 (0,1) 0,4 (0,6) 0,4 (0,0) 1,4
d -3,3 (0,3) -4,5 (0,5) -5,1 (0,4) 7,0 (0,2) -9,1 (1,0) -7,2 (0,2) 6,0
е -1,9 (0,6) -2,3 (0,1) -2,5 (0,0) 4,1 (0,0) 1,8 (0,1) -0,6 (0,1) 2,2
f 0,8 (0,1) 0,9 (0,4) 1,0 (0,5) 4,2 (3,0) 2,9 (0,3) 2,3 (0,1) 2,2
g -0,1 (0,1) -0,5 (0,6) 0,4 (0,6) 6,2 (0,5) 0,2 (0,2) 0,6 (0,1) 1,3
h 0,5 (0,4) 3,8 (0,3) 6,4 (0,7) 10,4 (0,9) 6,1 (0,8) 4,0 (1,4) 5,5
i -2,2 (0,0) -1,2 (0,0) -0,8 (0,6) 3,2 (0,0) -0,9 (0,6) -1,0 (0,6) 1,5

Средний

модуль

1,4 1,3 2,1 5,9 2,7 2,1

* РГС - упаковка в регулируемой газовой среде.

помощью трубы из черного поливинилхлорида и медной болванки. Существуют так­же промышленно выпускаемые устройства.

Другой тип приборов основан на устройствах, подобных инфракрасной видеокаме­ре. Тепловые изображения отображаются на цветном или монохромном дисплее, тем­пературная шкала которого дает температуру, соответствующую определенному цвету или оттенку. Приборы могут быть различными — от устройств с низким разрешением, используемых зачастую для обнаружения заваленных в разрушенных зданиях постра­давших, до сложных систем с высоким разрешением, позволяющих вести компьюте­ризованную обработку данных. Было обнаружено, что инфракрасные системы очень полезны для промышленного контроля и контроля эффективности энергопотребле­ния, поскольку они могут выявить перегретые компоненты и тепловые потери. Кроме того, для непрерывной работы в пищевой промышленности все шире применяют руч­ные или специальные модели. Например, можно вести мониторинг герметизирующих роликов для пластиковых лотков, подвергаемых микроволновой обработке для обес­печения равномерности нагрева; можно также проверять равномерность нагрева или охлаждения пищевых продуктов, выходящих из туннельных сушилок или холодиль­ных камер. В этих случаях объект постоянен и более важны относительные температу­ры, чем точные. Результаты выдаются мгновенно, и информация может быть передана непосредственно в системы регулирования.

Измерения температуры по инфракрасному излучению никогда не заменит электри­ческие измерения температуры для точных определений в соответствии с требования­ми законодательства о регулировании температуры. Тем не менее имеются прекрасные возможности для использования таких измерений в повседневном мониторинге и кон­троле температуры, где очень важны относительные изменения температуры и необхо­дима осторожность в интерпретации результатов. Ручные устройства могут быть ис­пользованы для мониторинга температуры поверхности коробок, выгружаемых с транспортного средства для принятия груза или отказа от него, или для сканирования витрины для обнаружения в ней более теплых участков.

Индикаторы температуры или температуры/времени

Работа индикаторов

Выше мониторинг температуры обсуждался с точки зрения отображения показаний температуры окружающего воздуха, пищевых продуктов или их моделей, но можно использовать также изменение физико-химических свойств, приводящих к измене­нию показаний индикатора, для отображения а) изменяющейся температуры, 6) пере­сечения порога температуры или в) одновременно температуры и времени ее воздей­ствия после активации. Устройства, основанные на этом принципе, в первых двух случаях называют термоиндикаторами (индикаторами температуры, 77) или, в после­днем случае, индикаторами времени и температуры (777).

Индикаторы обычно соединены с упаковочным материалом, который может быть прикреплен к упаковке продукта, или располагаются снаружи рядом с упакованным или неупакованным продуктом. Таким образом, индикатор может сопровождать про­дукт по всему маршруту холодильной цепи и давать следующую информацию (один показатель или несколько):

 отказ или прием на основе изменения цвета;

 переход температуры через заданный порог;

 частичная история изменений температуры во времени при переходе темпера­туры через заданный порог;

 полная история изменений температуры во времени, связанная со сроком хра­нения.

Чтобы устройства могли коммерчески использоваться в мониторинге, они должны обладать следующими характеристиками и поставляться со следующей информацией от изготовителя [29]:

 способы крепления к упаковке продукта;

 инструкции по активации 777 перед употреблением, включая температуру, при которой устройство должно храниться после выпуска до использования при низких температурах;

 пороговая температура и допустимые пределы ее изменения (3 стандартных отклонения) в °С и время инерционности в мин (для TI);

 максимальный и минимальный пределы температуры в °С, в которых устрой­ство будет функционировать (для TTI), а также время достижения температуры в конечной точке с допусками при достаточном количестве температур в диа­пазоне, указанном изготовителем (выше критической реперной точки в слу­чае TTI с частичной температурной историей); количество комбинаций темпе­ратур и времени до конечной точки должно быть не менее пяти;

 допуск времени достижения температуры до конечной точки в соответствии с BS7908:1999:

категория Л (до ±2,5%), категория В (до ±5%), категория С (до ±10%), категория В (до ±20%);

 для TTIс частичной температурной историей — критическая реперная темпера­тура, то есть температура (°С), при которой активируется физико-химическое изменение, приводящее к необратимому изменению;

 условия хранения устройств должны быть указаны так, чтобы их работоспособ­ность не изменялась; кроме того, должны быть указаны любые другие возмож­ные воздействия (кроме температуры), которые могут повлиять на работу уст­ройств (например, степень освещенности);

 устройства должны исключать возможность фальсификации.

Важно понимать, что действие TTI основано на физических изменениях, химиче­ских или биохимических реакциях. Их работа обычно имитирует не микробиологи­ческие изменения в пищевом продукте, а биохимические или химические реакции, вызывающие ухудшение органолептических свойств пищевого продукта. Обычно био­химические реакции проходят быстрее химических, но у каждого продукта свое соче­тание реакций, и, следовательно, различная скорость порчи. При конструировании индикатора может оказаться важным, чтобы он обладал такой же энергией активации и скоростью порчи, как у пищевого продукта [30,31].

На процессы, которые могут быть положены в основу работы индикаторов, выдано более 100 патентов, основанных на точке плавления, ферментативной реакции, поли­меризации, электрохимической коррозии и т. п. Результатом изменения является обыч­но изменение цвета, которое может быть представлено как статическое изменение или движущаяся полоска. Промышленно выпускаемые устройства для контроля температу­ры и изменения температуры во времени описаны в литературе [32-34]. За последние 10-15 лет был начат серийный выпуск многих температурных и временно-температур­ных индикаторов, но продолжают выпускаться до сих пор очень немногие. Поэтому ниже мы остановимся лишь на нескольких наиболее удачных устройствах.

Индикаторы ЗМ     MonitorMark™

Эти TTI состоят из фильтровальной бумаги и направляющего устройства, отделенных слоем полиэфирной пленки. Бумага пропитана реактивами с определенной температу­рой плавления и синей краской. При достижении заданной пороговой температуры реактивы плавятся, и поэтому такие индикаторы являются TTI с частичной темпера­турной историей. Индикатор активируется удалением пленки. В устройстве имеется пять окошек, которые, становясь синими, позволяют оценить воздействие температу­ры. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры выше температуры плав­ления. Выпускаются различные индикаторы, соответствующие различной температу­ре плавления (в диапазоне от-15 °Сдо ±31 °С).

Индикаторы Lifelines

Компания Lifelines разработала несколько индикаторов, которые показывают полную временно-температурную историю. Индикаторная часть основана на полимерных со­единениях, которые изменяют цвет в результате суммарного воздействия температу­ры. Изменение цвета основано на полимеризации ацетиленовых мономеров, которые при более высоких температурах двигаются быстрее, что ведет к более быстрому по­темнению индикатора.

Первый тип индикаторов состоит из двух частей — стандартного штрихового кода и индикаторной полосы. Для считывания индикатора используется портативный ком­пьютер со световым карандашом, давая показания отражательной способности. Снача­ла отражательная способность высока (95-100%), а в ходе эксплуатации она падает по мере протекания реакции, и цвет становится более темным (отражательная способ­ность 50%). Компьютер связывает изменение отражательной способности с временно­температурными характеристиками, которые сравниваются с информацией о продук­те в штриховом коде, на основе чего могут быть сделаны прогнозы относительно срока хранения с надлежащим качеством.

Развитие технологии Lifelines привело к выпуску индикатора Fresh-Check, пред­назначенного для использования потребителями. Этот индикатор состоит из двух кру­гов — маленького внутреннего круга, содержащего полимер, и напечатанного темного или черного наружного кольца. Внутренний круг со временем темнеет от воздействия температуры со скоростью, заданной в зависимости от сохранности пищевого продук­та. Потребителю рекомендуется не употреблять в пищу продукт, когда внутренний круг станет темнее надпечатанного внешнего кольца (рис. 5.11).Индикатор Fresh-Check компании Lifelines — примеры стадий изменения

Рис. 5.11. Индикатор Fresh-Check компании Lifelines — примеры стадий изменения

Чтобы связать индикацию как с ухудшением качества, так и с микробиологической безопасностью, следующим шагом стало введение в центральный круг второй поли­мерной системы. Если индикатор остается при температуре ниже заданного макси­мального уровня, полимер изменяет цвет, и это изменение связано со сроком годности продукта. Если температура поднимается выше максимума, начинает полимеризиро­ваться вторая система, и центр по истечении заданного интервала времени резко темне­ет. Этикетки компании Lifelines физически не активируются и после изготовления реа­гируют на любые температуры, действию которых они подвергаются, в связи с чем до использования индикаторы должны всегда храниться при температуре -18°С или ниже.

Индикаторы Vitsab®

Ряд TTI выпускает шведская компания Visual Indicator Tab Systems. Эти временно-тем­пературные индикаторы основаны на ферментном высвобождении протонов, кото­рое изменяет цвет индикатора pH с зеленого на желтый. Скорость высвобождения, зависящую от температуры, можно изменять так, чтобы она соответствовала сроку годности при хранении и температуре охлажденных и замороженных продуктов. Ин­дикатор может храниться при комнатной температуре и активироваться с помощью давления, разрушающего внутренний пакет, давая возможность компонентам смешать­ся. Кольцевой индикатор может быть напечатан на гибкой или полужесткой упаковке, включен в герметичный шов или помещен на него. Активация может производиться при герметизации. Существуют также TTIна карточке, которая может быть помещена между упаковок на поддоне или внутри насыпного продукта.

Применение временно-температурных индикаторов (TTI)

По сравнению с другими методами мониторинга использование TTI сопряжено с неко­торыми сложностями. То, что большинство их крепится к наружной поверхности упа­ковки, означает, что изменения индикатора происходят под воздействием температу­ры наружной поверхности. Когда упаковки с пищевыми продуктами находятся в ко­робках, это, вероятно, хороший показатель температуры продукта с определенным до­пуском, но для продуктов, выложенных на витрине, он может дать ошибочную индика­цию срока хранения из-за поглощения инфракрасного излучения (если его действие не исключено или не скомпенсировано). Поэтому как средство соблюдения непрерыв­ности холодильной цепи от изготовления до витрины TTI могут иметь практическое преимущество по сравнению с некоторыми другими видами мониторинга, так как они дают простую и индивидуальную индикацию нарушения температуры.

Опрос 511 потребителей [35] показал, что почти все респонденты (95%) считают, что применение TTI— это хорошая идея, но поняли их смысл они только после некото­рого разъяснения. Это свидетельствует о том, что необходим значительный объем рекламы или особая образовательная кампания. Использоваться TTI должны наряду с указанием даты истечения срока годности и ясными указаниями, что делать, когда индикатор изменит свой цвет.

Определенную проблему представляло соотношение и возможное противоречие между показаниями TTI и сроком годности, указанным на этикетке. В розничной про­даже, если индикация не изменилась, а указанный срок годности продукта прошел, почти половина опрошенных доверяла бы TTI. Если бы индикация изменилась до истечения срока годности при хранении в домашних условиях, большинство респон­дентов (57%) сами судили бы о безопасности употребления продукта, а по меньшей мере 25% возлагало бы какую-то вину на поставщика продукта. Вместе с тем призна­валась ценность TTI как средства увеличения доверия розничной торговле и улучше­ния гигиены и санитарии при транспортировке ее домой и хранении в холодильниках. Потребителями была выражена озабоченность техническим качеством (точностью и воспроизводимостью), а также поднимался вопрос о возможности фальсификации или нарушения работы индикаторов. Эта озабоченность разделяется пищевой про­мышленностью, и для разъяснения этого вопроса технические характеристики вре­менно-температурных индикаторов были опубликованы [29-36].

Нежелание розничной торговли применять на розничных упаковках индикаторы для использования их потребителем понятно и обусловлено проблемами, которые вызывает использование индикаторов. В настоящее время в Великобритании индика­торы TTI на розничных упаковках при серийном производстве пищевых продуктов не нашли постоянного применения. Во Франции и Испании сети супермаркетов исполь­зовали индикаторы Fresh-Check компании Lifelines на некоторых охлажденных про­дуктах в течение весьма продолжительного времени, но было принято решение в даль­нейшем их не использовать. TTI нашли более широкое применение в медицине для обеспечения правильной транспортировки и хранения вакцин и лекарств. Кроме того, использование индикаторов для обеспечения непрерывности холодильной цепи до розничной продажи с помощью индикаторов на внешней упаковке или на поддонах для дополнительного контроля изучается производителями охлажденных и заморо­женных продуктов и розничной торговлей. Преимущество TTI по сравнению с другими видами аппаратуры для мониторинга заключается в том, что они дают простые и ясные ответы на вопрос, имело ли место нарушение температурного режима. Это делает та­кие индикаторы привлекательной дополнительной гарантией безопасности и качества продукта для потребителя.

Tемпературное моделирование и регулирование

Использование компьютерного моделирования как средства комплексного прогнози­рования процессов широко применяется при производстве охлажденных продуктов. Это позволило прогнозировать температуру продуктов при известных условиях экс­плуатации холодильных систем.

 Транспорт для доставки на короткие расстояния

Проблемы мониторинга и поддержания температуры пищевых продуктов в фургонах для небольших партий продукта, имеющих маршрут со многими остановками у роз­ничных магазинов, исследовались в Бристольском университете [37]. Была разработа­на коммерческая компьютерная программа (Соо1Уап), помогающая конструировать и эксплуатировать такие фургоны. Эта программа анализирует изменения температуры воздуха внутри фургона с учетом поступления тепла через теплоизоляцию от наруж­ного воздуха, солнечного излучения и поступления воздуха через заднюю дверь (когда фургон движется и когда стоит с открытой дверью). Тепловые свойства новой тепло­изоляции фургона и его возраст позволяют прогнозировать уменьшение коэффициент теплопередачи стен, причем каждая сторона фургона может рассматриваться отдель­но. Поступление воздуха при открывании дверей — один из основных факторов притока теплоты, и для снижения поступления воздуха рекомендованы прозрачные завесы из пластмассовых полосок. Замеры показали, что подача воздуха от системы охлаждения непосредственно на завесы препятствовало поступлению теплого воздуха в щели в вер­хней части завесы.

На всех этапах разработки программы она проверялась по данным измерений. Про­грамма позволяла прогнозировать в любой момент рейса среднюю температуру про­дукта в фургоне с погрешностью менее 1 °С, однако температура в фургоне фактически менялась более чем на 5 °С за счет различий температуры внутри фургона.

 Витрины для розничной торговли

Разработаны программы для компьютерного моделирования условий в витринах для розничной торговли в целях улучшения их конструкции. Чтобы увидеть, какие воз­действия дают лучшие результаты перед проверкой по натурным измерениям, вычис­лительная газо- и гидродинамика позволяет менять компьютерную модель. Этот ме­тод применялся для изучения влияния охлаждаемых витрин на окружающую среду в супермаркете, в частности, утечки холодного воздуха из витрин с замороженными продуктами в проходы [39]. С помощью модели был сделан прогноз температуры на уровне пола между 5 и 15 °С, тогда как измеренные значения находились в диапазоне от 13 до 22 °С. Оказалось, что лучше использовать эту модель для указания направле­ния изменений, чем для прогнозирования фактической температуры.

Очевидно, что для использования компьютерных моделей в целях улучшения кон­струкции всего холодильного оборудования в цепи движения продукта и повышения эффективности энергопотребления при поддержании надлежащей температуры пи­щевых продуктов имеются прекрасные перспективы.

Дополнительная литература

  1. JABLONSKIJ, R., TQM implementation // Implementing Total Quality Management: an Overview. — San Diego (Ca): Pfeiffer and Co., 1991.
  2. WEBB, N. B. and MARSDEN J. L., Relationship of the HACCP system to Total Quality Management // HACCP in Meat, Poultry and Fish Processing/ Ed. by Pearson A. M. and Dutson T. R. — Advances in Food Research, Vol. 10. — London: Blackie Academic and Professional; Chapman and Hall, 1995.
  3. JAMES, S. J., Controlling food temperature during production, distribution and retail // New Food, 1999,1(3), pp. 35-45.
  4. HRPERC Publication No. 584. MAFF Awareness Initiative: Computational Fluid Dynamics for the Food Industry. — University of Bristol, 1994.

Литература

  1. Food Hygiene (Amendment) Regulations 1990, SI 1990 No. 1431. — London: HMSO.
  2. Food Safety Act 1990, Chapter 16. — London: HMSO.
  3. Food Hygiene (Amendment) Regulations 1991, SI 1991 No. 1343. — London HMSO.
  4. Council Directive 93/43/EEC on the hygiene of foodstuffs. — OJ No L 175, 19.7.93, pp. 1-11.
  5. The Food Safety (General Food Hygiene) Regulations 1995, SI 1995 No. 1763. — London: HMSO.
  6. The Food Safety (Temperature Control) Regulations 1995, SI 1995 No. 2200. — London: HMSO.
  7. Commission Directive 92/1/EEC on the monitoring of temperatures in the means of transport, warehousing and storage of quick-frozen foods for human consumption // OJ No.L 34, 11.2.92, pp. 28-29.
  8. Agreement on the International Carriage of Perishable Foodstuffs and on the Special Equipment to be used for such Carriage (ATP) 1970 United Nations, New York. E/ECE 810 Rev. 1, Е/ ECE/TRANS/563 Rev. 1.
  9. Industry Guides to Good Hygienic Practice: Baking Guide, Catering Guide, Markets and Fairs Guide, Retail Guide, Wholesale Distributors Guide, Fresh Produce Guide. — Chadwick House Group Ltd, 1997-1999.
  10. ISO (International Standards Organisation) 9000 Series of Standards 1994. ISO 9000: Quality Management and Quality Assurance Standards, Part 1: Guidelines for Selection and Use; ISO 9001: Quality Systems — Model for Quality Assurance in Design/Development, Production, Installation and Servicing. ISO 9002: Quality Systems — Model for Quality Assurance in production and Installation.
  11. International Institute of Refrigeration, Recommendations for chilled storage of perishable produce. — Paris, 1979.
  12. Shipowners Refrigerated Cargo Research Association, The transport of perishable foodstuffs. — 2nd ed. — Cambridge, 1991.
  13. British Refrigeration Association, Testing of food temperatures in retail establishments, 1986.
  14. RFIC (Refrigerated Food Industry Confederation), Guide to the Storage & Handling of Frozen Foods. — Methyr Tydfil, Stephens & George Ltd, 1994.
  15. Institute of Food Science & Technology, Guidelines for the Handling of Chilled Foods. — 2nd ed. - 1990.
  16. Department of Health, Guidelines on the Food Hygiene (Amendment) Regulations 1990, London: HMSO, 1991.
  17. BS EN 441-5: 1996 Refrigerated display cabinets: Part 5. Temperature test. — London, British Standards Institution.
  18. BS EN 441-4: 1995 Refrigerated display cabinets: Part 4. General test conditions. — London: British Standards Institution.
  19. JAMES, S. J., EVANS, J. A. and STANTON J., Performance of Domestic Refrigerators // Proceedings of 11th International Conference on Home Economics, 13-15 Sept., Middlesex Polytechnic, UK. — 1989.
  20. TUCKER G., Guideline No. 1: Guidelines for the use of thermal simulation systems in the chilled food industry. — Campden and Chorleywood Food Research Association, 1995.
  21. British Standard BS EN 12830:1999, Temperature recorders for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen/quick frozen food and ice cream — tests, performance and suitability. — London: BSI, 1999.
  22. Draft CEN Standard prEN 13485, Thermometers for measuring air and product temperature for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen/quick frozen food and ice cream — tests, performance and suitability. — Brussels: CEN, March 1999.
  23. Draft CEN Standard prEN 13486, Temperature recorders and thermometers for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen/ quick frozen food and ice cream — periodic verification. — Brussels: CEN, March 1999.
  24. BS 4937: Part 20. Specifications for thermocouple tolerances. — London: BSI, 1983.
  25. BS 1904:1984. Specification for industrial platinum resistance thermometer sensors. —London: BSI, 1984.
  26. FAIRHURST, D., Temperature monitoring in the cold and chill chain: (A one-day Seminar sponsored by MAFF, 30.01.1990) // Food Science Division Report. — London: MAFF, 1990.
  27. KLEER, J., PASTARI, A., WIEGNER, J. and SINELL, H., Recording temperature patterns with modern recording systems (на нем. яз.) // Fleisch-wirtschaft, 1991, 71(6), pp. 698-704.
  28. JAMES, S. J. and EVANS, J. A., The accuracy of non contact temperature measurement of chilled and frozen food // IChemE Food Engineering Symposium, University of Bath, 19-21 Sept. 1994. — Publication No. 106, FPERC, University of Bristol, 1994.
  29. British Standard BS 7908: 1999 Packaging — temperature and time-temperature indicator- performance specification and reference testing. — London: BSI, 1999.
  30. TAOUKIS, P. S. and LABUZA, T. P., Application of time-temperature indicators as shelf-life monitors of food products // J. of Food Science, 1989, 54(4), pp. 783—788.
  31. TAOUKIS, P. S. and LABUZA, T. P., Reliability of time-temperature indicators as food quality monitors under non-isothermal conditions //J. of Food Science, 1989, 54(4), pp. 789-792.
  32. BALLANTYNE, A., An evaluation of time-temperature indicators: Technical Memorandum No. 473. — Campden and Chorleywood Food Research Association, 1988.
  33. SELMAN, J. D. and BALLANTYNE, A., Time-temperature indicators: Do they work? // Food Manufacture, 1988, 63(12), pp. 36-38, 49.
  34. SELMAN, J. D., Time-temperature indicators: how they work // Food Manufacture, 1990, 65(8), pp. 30-31,33.
  35. Time-temperature indicators: Research into consumer attitudes and behaviour. — Ministry of Agriculture, Fisheries and Food Publication, National Consumer Council, 1991.
  36. GEORGE, R. M. and SHAW, R. A., Food industry specification for defining the technical standards and procedures for the evaluation of temperature and time-temperature indicators. — Technical Manual No. 35, Campden and Chorleywood Food Research Association, 1992.
  37. GIGIEL, A. J., JAMES, S. J. and EVANS, J. A., Controlling Temperature During Distribution and Retail // Proceeding of the 3rd Karlsruhe Nutrition Symposium, European Research towards Safer and Better Food, 18-20 October 1998 / Ed. by Gaukel V. and Speiss W. E. L. - 1998, pp. 284-292.
  38. Predicting food temperatures in refrigerated transport // FRPERC Newsletter № 17 / University of Bristol, May 1997, pp. 4-5.
  39. FOSTER, A. M. and QUARINI, G. L., Using advanced modelling techniques to reduce the cold spillage from retail display cabinets into supermarket stores // FRPERC Publication No. 586, ICR/IIR Conference, Refrigerated Transport, Storage and Retail Display / University of Bristol. — Cambridge, 29 March - 1 April 1998.

[*] В данной главе выражены взгляды автора, и их не следует рассматривать как официальную полити­ку британского правительства.

[†] Время реакции — это время, необходимое для достижения измеряемой или записываемой

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы