В статье представлена усовершенствованная модель автоматизированной системы тепловой обработки (АСУТП) для аппарата по консервированию томатного сока. Основное внимание уделено разработке и верификации модели, обеспечивающей оптимизацию управляющих воздействий с целью повышения качества готового продукта при минимальных энергетических и экономических затратах. Методологической основой исследования стали статистические и математические методы, описывающие изменение текстурных характеристик томатного сока в процессе пастеризации. Проведённый анализ термической обработки позволил выявить ключевые параметры, влияющие на сенсорные и микробиологические свойства продукта. Разработанная модель АСУТП апробирована на лабораторной установке с применением современного контрольно-измерительного оборудования и программного обеспечения на базе контроллера Siemens S7–1200 и SCADAинтерфейса. Экспериментально установлены оптимальные параметры пастеризации (85 °C, 5 минут), обеспечивающие сохранение цвета, текстуры и органолептических характеристик при гарантированной микробиологической стабильности. Разработанная адаптивная модель управления позволяет существенно повысить эффективность технологического процесса, демонстрируя снижение энергопотребления на 12-15% при одновременной минимизации отклонений качества продукции менее 5%. Практическая значимость исследования заключается в возможности повышения рентабельности производства за счет сокращения брака на 18-20%, уменьшения энергозатрат и стабилизации качества продукции. Предложенная методология обладает значительным потенциалом для применения при обработке других жидких пищевых продуктов и может быть адаптирована для модернизации существующих производственных линий. Перспективными направлениями дальнейшего развития исследования видятся интеграция с системами Industry 4.0, разработка предиктивных алгоритмов на основе машинного обучения и создание цифровых двойников для различных типов пищевого сырья. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного подхода как с технологической, так и с экономической точек зрения, открывая новые возможности для совершенствования процессов тепловой обработки в пищевой промышленности.

1. Xu Q., Adyatni I., Reuhs B. Effect of Processing Methods on the Quality of Tomato Products // Food Nutr. Sci. 2018. Vol. 9. No. 2. Article 82545. 13 p. doi: 10.4236/fns.2018.92007

2. Jeż J., Barba F.J., Witrowa-Rajchert D., et al. Quality Parameters of Juice Obtained from Hydroponically Grown Tomato Processed with High Hydrostatic Pressure or Heat Pasteurization // Int. J. Food Sci. 2020. Art.4350461. doi: 10.1155/2020/4350461

3. Illera A.E., Sanz M.T., Trigueros E., Beltrán S., Melgosa R. Effect of High Pressure Carbon Dioxide on Tomato Juice: Inactivation Kinetics of PME and Quality Parameters // J. Food Eng. 2018. Vol. 239. P. 64–71.

4. Porretta S., Rovere P., Birzi G., Ghizzoni R., Vicini M. Combined High Pressure and Thermal Treatments for Processing of Tomato Puree: Microbial and Quality Evaluation // Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2018.

5. Badin E.E., Mercatante M.M., Mascheroni R.H. Effect of Pasteurization on Color, Ascorbic Acid and Lycopene of Crushed Tomato: Computational Study with Experimental Validation // J. Food Eng. 2023. Vol. 337. P. 111218.

6. Lucini L., Rocchetti G., Kane D. Phenolic Fingerprint Allows Discriminating Processed Tomato Products and Tracing Processing Sites // Food Control. 2019. Vol. 73. P. 696–703.

7. Sapei L., et al. Impact of Food Matrix and Processing on the Bioaccessibility of Vitamin C in Fruit-Juice Beverages // J. Funct. Foods. 2020. Vol. 67. P. 103–112.

8. Szczepańska J., et al. ABTS, FRAP Assessment of Açaí Juice Affected by High-Pressure and Thermal Pasteurization // Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2019. Vol. 52. P. 249–258.

9. Singh P., Heldman D. Mathematical Modeling of Microwave-Assisted Continuous Flow Pasteurization // J. Food Process Eng. 2018. Vol. 41, No. 4. P. e12851.

10. Aguiar E.M., Gut J.A. Experimental and Numerical Evaluation of Continuous Pasteurization of Açaí Pulp // J. Food Eng. 2022.

11. Ferreira A.G., Pinto J. Time–Temperature Modelling for Continuous HTST Pasteurization Using Plate Heat Exchangers // Food Bioprocess Technol. 2018. Vol. 11. P. 145–155.

12. Porretta S., et al. Heterogeneous Flow Model for Pasteuriser Design // Chem. Eng. Sci. 2018.

13. Frontiers article: Analysis of Environmental Impact & Pasteurization in Tomato Industry // Front. Sustain. Food Syst. 2024. Vol. 8. P. 1400274.

14. Sui X., Zhang T., Jiang L. Soy Protein Molecular Structure and Processing Technologies // Annu. Rev. Food Sci. Technol. 2021. Vol. 12. P. 49–68.

15. Zhu L., Spachos P., Pensini E., Plataniotis K. Deep Learning and Machine Vision for Food Processing: Survey // arXiv. 2021.

16. Цынаева А.А., Цынаева Е.А. Исследование систем автоматизированного управления теплопотреблением // Градостроительство и архитектура. 2018. № 12 (43). С. 1–10.

17. Дьяченко Е.П., Александян И.Ю., Разин О.А., Иванова М.И. Исследование влияния конвективного энергоподвода на интенсивность инфракрасной сушки плодов томата // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер. «Процессы и аппараты пищевых производств». 2019. № 4. С. 1–12.

18. Шисленко Д.М., Бастрон А.В. Мобильная гелиосушильная установка для сушки плодов ягодных культур // Вестник КРАСГАУ. 2018. № 6 (141). С. 1–15.

19. Попов В.М., и др. Математическое моделирование процесса сушки с использованием пленочных электронагревателей // Современные тенденции технологического развития АПК. 2019. С. 1–20.

20. Викторов А.С. Автоматизация технологических процессов при переработке сырья растительного происхождения // Вестник АГТУ. 2020. С. 1–10.

21. Чусова А.Е., Жаркова И.М., Коркина А.В., Пронькина А.А., Хиценко В.П. Алкогольные и безалкогольные напитки с томатными продуктами // Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52, № 3. С. 1–15.

22. Особенности высокотехнологичной переработки томатов // Журнал «Живые и биокосные системы». 2022. № 15. С. 1–12.