RESEARCH OF ELECTRIC CURRENT PROPERTIES AS DETERMINING INDICATORS OF FOOD ELECTRO-CONTACT HEATING EFFICIENCY
DOI:
https://doi.org/10.31359/2312.3990.2026.39.1.204Keywords:
electro-contact heating, food products, electric current, low-frequency current, energy efficiency, thermal processing, electrical conductivity, water holding capacity, product yieldAbstract
The article is devoted to the study of the properties of electric current as key indicators of the efficiency of the electro-contact heating process of food products, which necessitates the implementation of advanced thermal processing methods to ensure high productivity along with high quality and safety. The aim of the work is to establish relationships between controlled parameters of electric current and a set of output indicators, including process efficiency, heating uniformity, and product quality parameters. The study was carried out using a laboratory setup with model samples prepared from minced beef and pork, comparing heating by low-frequency current and direct current at a specified voltage. The methodology is based on the analysis of temperature and current variations, while a one-way analysis of variance was applied in the Mathcad software for statistically grounded data interpretation. The results showed that low-frequency current provides a significantly higher rate of thermal processing compared to direct current, while the average specific electrical conductivity of the mince was found to be higher than that obtained using direct current. The use of low-frequency current ensures a higher final product mass relative to the initial mass, whereas processing with direct current results in a significantly lower value. The periodic change in current direction induces oscillatory motion of ions, which contributes to the stability and uniformity of heating by preventing polarization, enhances the product’s moisture retention capacity, and intensifies heat generation without compromising the quality of the final product. The obtained results form a scientific and experimental basis for the development of fundamentally new combined thermal processing methods, increasing process energy efficiency, and improving the consumer properties of finished products. Further research in this area should focus on studying the influence of different frequency ranges, including industrial power supply frequency, to achieve even higher efficiency and to scale the technology for industrial implementation.
Downloads
References
1. Cherevko A.I., Skrypnyk V.A., Molchanova N.Yu. Using physical and electrical methods in conductive meat frying. Technologies of food, light and chemical industry. 2015. Vol. 2 No. 4 (22) P. 75-79. URL: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.40700
2. Viacheslav Skrypnyk. The theoretical substantiation of intensification process possibilities of conductive frying meat natural products. Ukrainian Journal of Food Science. 2015. Vol. 3(2). P. 361-367. URL: https://dspace.nuft.edu.ua/server/api/core/bitstreams/5d9e06d2-e789-4743-b6a6-9061d7d2dea2/content#page=171
3. Binod Pokharel, Reddi Sai Satya Keerthi, Ziyad H H Abunamous. Advancements in Food Processing Technologies: Enhancing Safety, Quality, and Sustainability. International Journal of Scientific Research in Engineering and Management (IJSREM). 2023. Vol. 07. Issue: 06. 6 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/372769537_Advancements_in_Food_Processing_Technologies_Enhancing_Safety_Quality_and_Sustainability
4. Winfried Leeman, Lisette Krul. Non-intentionally added substances in food contact materials: how to ensure consumer safety. Current Opinion in Food Science. 2015. Vol. 6. P. 33-37 URL : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214799315001320?via%3Dihub
5. Effects of ohmic heating on microbial counts and denaturation of proteins in milk / H. Sun [Х. Сан], S. Kawamura [С. Кавамура], J.-I. Himoto [Джей.-І. Хімото], K. Itoh [К. Іто], T. Wada [Т. Вада], T. Kimura [Т. Кімура] // Food Science and Technology Research, 2008. V. 14 (2). P. 117–123.
6. Ohmic heating [Електронний ресурс] / R. Ruan [Р. Руан], X. Ye [Х. Йе], P. Chen [П. Чен], C. J. Doona [Си. Джей. Дуна] : Vysoká Škola Chemicko-Technologická v Praze. Режим доступу до ресурсу : http://www.vscht.cz/ktk/www_324/studium/KP/pdf/odpor_ohrev.pdf.
7. Ohmic heating [Електронний ресурс] : FoodWrite. – Режим доступу до ресурсу : http://foodwrite.co.uk/tag/ohmic-heating.
8. Ohmic cooking of processed meats: energy evaluation and food safety considerations / D. de Halleux [Ди. де Хеллеукс], G. Piette [Ж. Питте], M.-L. Buteau [М.-Л. Бутой], M. Dostie [М. Достие] // Canadian bio-systems engineering, 2005. V. 47. P. 3.41–3.47.
9. Розробка асортименту м’ясних кулінарних виробів на основі рослинної сировини із застосуванням електроконтактного нагрівання / Михайлов В.М. та ін. // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. пр. Харків : ХДУХТ, 2020. Вип. 1 (31). – С. 118-131. URL : https://repo.btu.kharkiv.ua/items/0280ee75-94f1-4a73-ab65-a5a473dd8a13
Rozrobka asortymentu miasnykh kulinarnykh vyrobiv na osnovi roslynnoi syrovyny iz zastosuvanniam elektrokontaktnoho nahrivannia / Mykhailov V.M. ta in. // Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli : zb. nauk. pr. Kharkiv : KhDUKhT, 2020. Vyp. 1 (31). S. 118-131. URL : https://repo.btu.kharkiv.ua/items/0280ee75-94f1-4a73-ab65-a5a473dd8a13
10. Devising a technique for manufacturing canned beans with soaking under the conditions of electrical contact heating / Шевченко А.О. та ін. // Eastern-European Journal of Enterprise Techno-logies. 2022. Vol. 6, No 11 (120). Р. 16-23. URL : https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.270802
11. Розробка технологічних прийомів жарення м'ясних кулінарних виробів за умов електроконтактного нагрівання для підприємств харчування сфери гостинності / І.Г. Бабанов та ін. // Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока : IV Міжнар. наук.-практ. конф., 21 вересня 2023 р. : програма та тези матеріалів. К.:НУХТ, 2023. С. 64-66. URL : https://drive.google.com/file/d/1eTR4k6ZXwcl4x8PjTlG0qqYPzaQVrdCn/view
Rozrobka tekhnolohohichnykh pryiomiv zharennia miasnykh kulinarnykh vyrobiv za umov elektrokontaktnoho nahrivannia dlia pidpryiemstv kharchuvannia sfery hostynnosti / I.H. Babanov ta in. // Suchasni trendy i perspektyvy v haluzi pere-robky miasa i moloka : IV Mizhnar. nauk.-prakt. konf., 21 veresnia 2023 r. : prohrama ta tezy materialiv. K.:NUKhT, 2023. S. 64-66. URL : https://drive.google.com/file/d/1eTR4k6ZXwcl4x8PjTlG0qqYPzaQVrdCn/view
12. Вплив параметрів електричного струму на процес електроконтактного нагріву / В.М. Михайлов та ін. // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. Донецьк : ДонНУЕТ, 2007. Вип. 17, т.2. С. 141-148.
Vplyv parametriv elektrychnoho strumu na protses elektrokontaktnoho nahrivu / V.M. Mykhailov ta in. // Obladnannia ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv : temat. zb. nauk. pr. Donetsk : DonNUET, 2007. Vyp. 17, t.2. S. 141-148.
13. Виробництво та перспективи використання харчових порошків / О.А. Маяк та ін. // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. праць. Харків : ДБТУ, 2024. Вип. 1 (35). С 179-187. URL : https://repo.btu.kharkov.ua//handle/123456789/58400
Vyrobnytstvo ta perspektyvy vykorystannia kharchovykh poroshkiv / O.A. Maiak ta in. // Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli : zb. nauk. prats. Kharkiv : DBTU, 2024. Vyp. 1 (35). S 179-187. URL : https://repo.btu.kharkov.ua//handle/123456789/58400
14. Інноваційні технології оздоровчих харчових продуктів на основі рослинної сировини та обладнання для їх реалізації : монографія в 3 ч. Ч. 3. Технології виробництва кулінарних м’ясних виробів з додаванням рослинної сировини та їх апаратурне оформлення / О.І. Черевко [та ін.]. Харків : Вид-во Іванченка І. С., 2021. 172 с.
Innovatsiini tekhnolohii ozdorovchykh kharchovykh produktiv na osnovi roslynnoi syrovyny ta obladnannia dlia yikh realizatsii : monohrafiia v 3 ch. Ch. 3. Tekhnolohii vyrobnytstva kulinarnykh miasnykh vyrobiv z dodavanniam roslynnoi syrovyny ta yikh aparaturne oformlennia / O.I. Cherevko [ta in.]. Kharkiv : Vyd-vo Ivanchenka I. S., 2021. 172 s.
15. Нові технічні рішення в проектуванні обладнання для теплової обробки харчової сировини : монографія в 3 ч. Ч. 2 Використання електроконтактного нагрівання в процесах жарення кулінарної продукції / О.І. Черево [та ін.]. Харків : ХДУХТ, 2012. 151 с.
Novi tekhnichni rishennia v proektuvanni obladnannia dlia teplovoi obrobky kharchovoi syrovyny : monohrafiia v 3 ch. Ch. 2 Vykorystannia elektrokontaktnoho nahrivannia v protsesakh zharennia kulinarnoi produktsii / O.I. Cherevo [ta in.]. Kharkiv : KhDUKhT, 2012. 151 s.
16. Застосування електрофізичних методів обробки харчової рослинної сировини в сучасних технологіях, установках та пристроях / А.О. Шевченко та ін. // Вісник Уманського національного університету садівництва. Видавничий дім “Гельветика”. Вип. 1 (2024). С. 82-88. URL : https://doi.org/10.32782/2310-0478-2024-1-82-88
Zastosuvannia elektrofizychnykh metodiv obrobky kharchovoi roslynnoi syrovyny v suchasnykh tekhnolohiiakh, ustanovkakh ta prystroiakh / A.O. Shevchenko ta in. // Visnyk Umanskoho natsionalnoho universytetu sadivnytstva. Vydavnychyi dim “Helvetyka”. Vyp. 1 (2024). S. 82-88. URL : https://doi.org/10.32782/2310-0478-2024-1-82-88
