Bodringni konservalash jarayonida noan’anaviy usulda issiqlik ishlov berish jarayonini nazariy asoslari

Kirish. Zamonaviy oziq-ovqat sanoatida an’anaviy issiqlik ishlovi usullarini takomillashtirish va ularga samarali muqobil texnologiyalarni joriy etish dolzarb masala hisoblanadi. Bu ehtiyoj birinchi navbatda mahsulot sifatini saqlash, energiya resurslarini tejash, jarayonlarni avtomatlashtirish va atrof-muhitga salbiy ta’sirni kamaytirish zaruratlari bilan bog‘liq. Sabzavot konservlash sanoatida, jumladan bodring (Cucumis sativus) kabi yuqori namlik miqdoriga ega bo‘lgan mahsulotlarni qayta ishlashda, o‘ta yuqori chastotali (O‘YuCh) issiqlik ishlovi berishning samaradorligi alohida ahamiyat kasb yetadi. Bodringning 95,5% namlik miqdori va nisbatan yuqori elektr o‘tkazuvchanligi (σ = 0,12 S/m) uni dielektrik isitish uchun qulay obyekt qiladi. O‘YuCh isitish usuli dielektrik materiallarni elektromagnit maydon ta’sirida ichki energiya manbalari orqali isitishga asoslangan. Bu usulning asosiy afzalliklari material hajmi bo‘yicha bir tekis issiqlik taqsimlanishi, tez isitish imkoniyati va jarayon parametrlarini aniq boshqarish imkoniyatidir. Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 199 Oziq-ovqat sanoati texnologiyalari Mazkur tadqiqotning maqsadi O‘YuCh maydonida bodringni isitish jarayonining nazariy modelini ishlab chiqish va uni tajribaviy natijalar bilan tasdiqlashdan iborat. Nazariy asoslar va matematik model O‘YuCh isitish jarayoni polyarli dielektrik materialdagi molekulalarning o‘zgaruvchan elektr maydon ta’sirida majburiy tebranishlari natijasida amalga oshadi. Elektr maydon kuchlanganligi periodik o‘zgarganda, dipollar maydon yo‘nalishi bo‘yicha oriyentatsiyalanishga intiladi . Molekulalararo ishqalanish va dielektrik yo‘qotishlar natijasida hosil bo‘ladigan solishtirma quvvat zichligi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: 2 [W/m3] (1) 𝑝= 𝜎𝐸2 = 𝜎(𝑈 𝑑) bu yerda: 𝑝 – solishtirma quvvat zichligi, W/m³, 𝜎 – effektiv elektr o‘tkazuvchanligi, S/m, 𝐸 – elektr maydon kuchlanganligi, V/m, 𝑈 – elektrodlar orasidagi kuchlanish, V, 𝑑 – elektrodlar orasidagi masofa, m Energiya balans tenglamalari tizimi. O‘YuCh isitish jarayonini matematik tavsiflash uchun energiya saqlanishining asosiy qonunidan foydalaniladi. Ishchi kamera hajmida belgilangan vaqt oralig‘ida hosil bo‘lgan umumiy energiya: 𝜏𝑒 𝑄1 = ∫ 𝜏0 ∫ 𝑉 𝑝 𝑑𝑉 𝑑𝜏 [J] (2) Materialni dastlabki haroratdan maqsadli haroratgacha isitish uchun sarflangan energiya: 𝑡 𝑄2 = ∫ 𝑡0 ∫ 𝑉 𝑐𝜌𝑓 𝑑𝑉 𝑑𝑡= 𝑚𝑐Δ𝑡 [J] (3) Jarayon davomida kamera sirtidan atrof muhitga uzatilgan issiqlik miqdori: 𝜏𝑒 𝜏0 ∫ 𝑆1 𝛼(𝑡𝑛−𝑡𝑐) 𝑑𝑆1 𝑑𝜏 [J] (4) 𝑄3 = ∫ Energiyaning saqlanish qonuni asosida energiya balansi: 𝑄1 = 𝑄2 + 𝑄3 (5) bu yerda: 𝑐 – solishtirma issiqlik sig‘imi, J/(kg·K), 𝜌𝑓 – material zichligi, kg/m³, 𝑚 – material massasi, kg, 𝛼 – issiqlik berish koeffitsiyenti, W/(m²·K), 𝑡𝑛, 𝑡𝑐 – mos holda kamera sirti va atrof muhit haroratlari, °C Parallel plastinkasimon elektrodlar uchun matematik model. Amaliy hisob-kitoblar uchun parallel elektrodlar geometriyasi moslashtirilgan soddalashgan model qo‘llaniladi. Bir o‘lchamli holat uchun asosiy energiya balans tenglamasi: 𝜎𝑈2𝜏𝑒𝑏 𝑑 = 𝑏𝑑𝑐𝜌𝑓(𝑡−𝑡0) + 2𝐿(𝑏+ 𝑑)(𝑡−𝑡0)𝜏𝑒 (6) Ushbu tenglamani 𝜏𝑒 ga nisbatan yechib, jarayon vaqtini aniqlash mumkin: 𝜏𝑒= 𝑏𝑑𝑐𝜌𝑓(𝑡−𝑡0) 𝜎𝑈2𝑏/𝑑−2𝐿(𝑏+ 𝑑)(𝑡−𝑡0) (7) bu yerda: 𝑏 – elektrod kengligi, m, 𝐿 – umumiy issiqlik uzatish koeffitsiyenti, W/(m²·K), 𝜏𝑒 – ishlov berish vaqti, s Natijalar va tahlil. Materialni isitish uchun nazariy jihatdan zarur bo‘lgan issiqlik energiyasi: 𝑄zarur = 𝜌𝑓× 𝑉× 𝑐× Δ𝑡 𝑄zarur = 950 × 0,0024 × 3850 × 60 = 526,68 kJ Solishtirma energiya yutilishi: 𝑞= 𝑄zarur 𝑚 = 526,68 950 × 0,0024 = 230,8 kJ/kg Tajribada ishlatilgan elektr kuchlanishi: 𝑈= 𝐸× 𝑑= 4000 × 0,025 = 100 V Nazariy jihatdan zarur bo‘lgan elektr quvvati: “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 200 Food industry technologies 𝑃= 𝜎𝑈2𝑆 𝑑 = 0,12 × 10000 × 0,096 0,025 = 4608 W = 4,61 kW Umumiy energiya sarfi: 𝐸umumiy = 𝑃× 𝜏𝑒= 4608 × 430 = 1,981 MJ Nazariy energiya samaradorligi: 𝜂nazariy = 𝑄foydali 𝑄umumiy = 526,68 1981 = 26,6% Tajribaviy tadqiqotlar metodikasi. Tadqiqotlar maxsus ishlab chiqilgan O‘YuCh laboratoriya qurilmasida amalga oshirildi. Qurilma parametrlari va tajriba sharoitlari quyidagi jadvalda keltirilgan: 1-jadval. Qurilma parametrlari va tajriba sharoitlari Parametr Qiymat O‘lchov birligi Aniqlik Ishchi chastota 13,56 MHz ±0,01% Maksimal quvvat 6,0 kW ±2% Isitish harorati 80 °C ±1°C Dastlabki harorat 20 °C ±0,5°C Jarayon vaqti 430 s ±1 s Elektrodlar oralig‘i 0,025 m ±0,001 m Kamera o‘lchamlari 0,12×0,8×0,025 m³ ±0,001 m Material xarakteristikalari. Tajribada foydalanilgan bodringning fizik-kimyoviy xossalari: 2-jadval. Bodringning fizik-kimyoviy xossalari Nomlanishi Belgilanishi Qiymat O‘lchov birligi An’anaviy usul Namlik miqdori 𝑊 95,5 % Gravimetrik Zichlik 𝜌𝑓 950 kg/m³ Piknometrik Solishtirma issiqlik sig‘imi 𝑐 3850 J/(kg·K) Kalorimetrik Elektr o‘tkazuvchanligi 𝜎 0,12 S/m Konduktometrik Issiqlik o‘tkazuvchanligi 𝜆 0,58 W/(m·K) Statsionar Issiqlik yo‘qotishlari tahlili. Konveksiya va nurlanish yo‘li bilan issiqlik uzatish koeffitsiyentlari: 𝐿= 𝐿konveksiya + 𝐿nurlanish = 8 + 6 = 14 W/(m2 ⋅𝐾) Atrof muhitga yo‘qotilgan issiqlik miqdori: 𝑄3 = 𝐿× 𝑆× Δ𝑡× 𝜏𝑒= 14 × 0,238 × 60 × 430 = 86,0 kJ Real energiya samaradorligi (issiqlik yo‘qotishlarini hisobga olgan holda): 𝜂real = 𝑄foydali + 𝑄3 𝑄umumiy = 526,68 + 86,0 1981 = 30,9% Sterilizatsiya samaradorligi baholash. 80°C haroratdagi sterilizatsiya jarayoni uchun: Letallik koeffitsiyenti (Klostridium botulinum sporalariga nisbatan): 𝐿= 10 𝑇−𝑇0 𝑧 = 10 80−121 10 = 7,94 × 10−5 Sterilizatsiya ta’siri (F₀ qiymati): Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 201 Oziq-ovqat sanoati texnologiyalari 𝐹0 = 𝐿× 𝜏𝑒= 7,94 × 10−5 × 430 = 0,034 daqiqa Mikroorganizmlar sonining logarifmik kamayishi: log 𝑁0 𝑁= 𝐹0 𝐷121 = 0,034 1 = 0,034 Bu taxminan 8,5% mikroorganizmlarning kamayishiga to‘g‘ri keladi. Nazariy va amaliy natijalar taqqoslanishi. (7) tenglama yordamida hisoblangan nazariy jarayon vaqti: 𝜏𝑒,nazariy = 0,12 × 0,025 × 3850 × 950 × 60 0,12 × 10000 × 4,8 −2 × 14 × 0,145 × 60 = 302 s Tajribaviy jarayon vaqti: 𝜏𝑒,tajriba = 430 s Nisbiy xatolik: 𝛿= |𝜏𝑒,tajriba −𝜏𝑒,nazariy| 𝜏𝑒,tajriba × 100% = |430 −302| 430 × 100% = 29,8% Xatolik sabablarini tahlil qilish. Material xossalarining nouniforligi Haroratga bog‘liq parametrlar — elektr o‘tkazuvchanligi va dielektrik doimiy Namlik o‘zgarishi — isitish jarayonida suv bug‘lanishi Geometrik faktorlar — elektr maydon kuchining nomuntazam taqsimlanishi Konveksiya va massa almashinuvi — modelda hisobga olinmagan 3-jadval. Maqbul rejim parametrlari Parametr Optimal diapazon Asoslash Isitish harorati 80-85°C Sterilizatsiya samaradorligi va sifat balansi Jarayon vaqti 300-350 s Energiya samaradorligi maksimumi Elektr quvvati 5,5-6,0 kVt Texnik xavfsizlik va samaradorlik Kuchlanish 120-140 V Xavfsizlik talablari Ishchi chastota 13,56 MHz ISM diapazoni, interferensiya kamaytirish Jarayon nazorati tizimi. Harorat nazorati: infraqizil termometrlar (±0,5°C aniqlik), ko‘p nuqtali o‘lchash tizimi (kamida 9 nuqta), PID avtomatik boshqaruv algoritmi Elektr parametrlari monitoringi: kuchlanish va tok kuchining uzluksiz o‘lchanishi, quvvat koeffitsiyentini nazorat qilish (cos φ ≥ 0,9), chiqish chastotasi barqarorligi (±0,01%) Energiya xarajatlari hisobi Solishtirma energiya sarfi: 0,55 kWh/kg Elektr energiyasi tarifi: 500 so‘m/kWh Energiya xarajati: 275 so‘m/kg 4-jadval. An’anaviy usullar bilan taqqoslash Ko‘rsatkich UYuCh usuli Issiq suv Bug‘ sterilizatsiya Energiya sarfi, kWh/kg 0,55 0,85 1,2 Jarayon vaqti, s 430 1200-1800 900-1200 Sifat saqlanishi, % 85-90 70-80 75-85 Avtomatlashtirish Yuqori O‘rta O‘rta Kapital xarajatlar Yuqori O‘rta Yuqori “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 202 Food industry technologies Xulosa. Nazariy model aniqligi: ishlab chiqilgan matematik model O‘YuCh isitish jarayonini 29,8% nisbiy xatolik bilan bashorat qiladi, bu injenerlik hisob-kitoblar uchun qabul qilinadigan ko‘rsatkichdir. Energiya samaradorligi: jarayonda 30,9% energiya samaradorlikka erishilgan, bu oziq-ovqat sanoati uchun raqobatbardosh ko‘rsatkich hisoblanadi. Sterilizatsiya samaradorligi: mavjud rejimda mikroorganizmlar soni atiga 8,5% ga kamaygan, bundan samaraliroq sterilizatsiya uchun harorat yoki vaqtni oshirish zarurligi kelib chiqadi. Iqtisodiy jihat: O‘YuCh usuli an’anaviy isitish usullariga nisbatan iqtisodiy jihatdan raqobatbardosh, energiya xarajatlari 275 so‘m/kg ni tashkil etadi. Adabiyotlar 1. Рогов И.А., Некрутман С.В., Мишке Г.О. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов. – М.: Агропромиздат, 1986. – 351 с. 2. Decareau R.V. Microwaves in the food processing industry. -Boston: Academic Press, 1985. - 233 p. 3. Metaxas A.C., Meredith R.J. Industrial microwave heating. – London: Peter Peregrinus Ltd., 1983. – 357 p. 4. Goldblith S.A. Development of ohmic heating as commercial food process // Food Technology. – 1993. – Vol. 47. – P. 264-266. 5. Skudder P.J. Ohmic heating: electricity cooks food clean // Food Manufacture. – 1988. – Vol. 63. – P. 23-24. 6. Nelson S.O. Dielectric spectroscopy in agriculture // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2005. – Vol. 351. – P. 2940-2944. MEVA VA SABZAVOT SHARBATLARINI KO‘PIRTIRISHDA KO‘PIK HOSIL QILISH VA EMULGIRLASH XUSUSIYATLARINING DINAMIKASI Кuliyev N.Sh. Buxoro davlat texnika universiteti. Annotatsiya. Ushbu maqolada meva va sabzavot sharbatlari tarkibidagi komponentlarning ko‘pik hosil qilish va emulgirlash jarayonlaridagi rolini aniqlash maqsad qilingan. Ko‘pirtirish jarayoni sharbatda ko‘pik hosil bo‘lishi to‘xtaguncha yoki suyuq fraksiya miqdorining ozligi sababli ko‘pirtirishni davom ettirish imkoni bo‘lmaguncha takrorlangan. Meva va sabzavot sharbatlarini ko‘pirtirish jarayonida sirt tarangligi, nisbiy qovushqoqlik, muhit kislotaligi, fazalararo adsorbsion qatlam mustahkamligi, ko‘pirilish darajasi va emulgirlash qobiliyati, ko‘pik va emulsiyalarning barqarorligini tavsiflovchi ko‘rsatkichlarning dinamikasini tadqiq qilingan. Tayanch iboralar: pektin, saponin, oqsil, ko‘pik, emulsiya, muhit kislotaligi, sirt tarangligi, ko‘pirilish darajasi, ko‘pikning barqarorligi, emulgirlash, emulsiyaning barqarorligi, nisbiy qovushqoqlik, suyuq fraksiya, ko‘pik fraksiyasi. DYNAMICS OF FOAM FORMATION AND EMULSIFYING PROPERTIES DURING THE WHIPPING OF FRUIT AND VEGETABLE JUICES Kuliyev N.Sh. Bukhara state technical university. Abstract. This article aims to determine the role of components found in fruit and vegetable juices in the processes of foam formation and emulsification. The whipping process was repeated until foam formation in the juice ceased or until the amount of the liquid fraction became too small to continue whipping. During the whipping of fruit and vegetable juices, indicators characterizing the dynamics of surface tension, relative viscosity, medium acidity, the strength of the interfacial adsorption layer, the degree of foaming and emulsifying capacity, as well as the stability of foams and emulsions were examined. Keywords: pectin, saponin, protein, foam, emulsion, medium acidity, surface tension, degree of foaming, foam stability, emulsification, emulsion stability, relative viscosity, liquid fraction, foam fraction. Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 203