Анализ способов сушки и оценка качества сушеной виноградной выжимки

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экономические науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

¦а о
У статті проведено аналіз існуючих способів сушіння рослинної си-ровини. Запропоновано математичну модель дозволяє прогнозувати зміну якості продукту в процесі сушіння. Результати досліджень дозволяють рекомендувати сушку в масообмінних модулях з кондук-тивним підведенням теплоти від внутрішнього нагрівача, що забезпечує мінімальні втрати вітаміну С в сушеної виноградної вичавці на рівні 3…8%
Ключові слова: сушіння, масообмінний модуль (МОМ), кондуктивний на-грівач, вітамін С
?--------------------------------------?
В статье проведен анализ существующих способов сушки растительного сырья. Предложена математическая модель позволяющая прогнозировать изменение качества продукта в процессе сушки. Результаты исследований позволяют рекомендовать сушку в массообменных модулях с кондуктивным подводом теплоты от внутреннего нагревателя, обеспечивающую минимальные потери витамина С в сушеной виноградной выжимке на уровне 3…8%
Ключевые слова: сушка, массообменный модуль (МОМ), кондуктивный нагреватель, витамин С
-------------------? ?-----------------------
1. Введение
Проблема производства продуктов питания, обогащенных различными биологическими активными добавками, чрезвычайно актуальна для Украины, которая оказалась в настоящее время в условиях экономического и экологического кризиса. Это привело к увеличению заболеваемости населения, причиной которого в значительной степени является существование деформации пищевых рационов. В данное время на Украине и странах СНГ отмечается высокий уровень потребления населением углеводов и жиров, а потребление биологически активных веществ (БАВ), в особенности витаминов, в сравнении с развитыми странами находится на довольно низком уровне (приблизительно 50%) [1].
2. Анализ исследований и публикаций
В мировой практике для иммунопрофилактики населения эффективно используются натуральные пищевые добавки из растительного сырья для витаминизации продуктов питания [2].
В Украине ассортимент пищевых добавок из растительного сырья, являющегося источником витаминов, биологически активных веществ, клетчатки, пектина ограничен в связи с отсутствием эффективных методов его переработки, позволяющих максимально сохранить качество исходного сырья
[3].
3…
УДК 663. 252. 1
АНАЛИЗ СПОСОБОВ СУШКИ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СУШЕНОЙ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМКИ
В. А. Потапов
Доктор технических наук, профессор* Е-mail: potapov@bigmir. net Е. Н. Якушенко Старший преподаватель* Е-mail: papelats@ukr. net М. В. Жеребки н Кандидат технических наук, ассистент* Е-mail: zherebkin. maxim@gmail. com *Кафедра холодильной и торговой техники Харьковский государственный университет питания и торговли ул. Клочковская, 333, г. Харьков, Украина, 61 051
3. Формирование целей и задач
Одним из способов обогащения рациона питания является использование порошков полученных различными способами сушки. Порошки позволяют существенным образом расширить пищевые, ресурсы, значительно улучшить ассортимент новых видов пищевых изделий, в которых в концентрированном виде сохранены все ингредиенты, входящие в состав исходного сырья. Они успешно могут использоваться в кондитерских, хлебобулочных, молочных продуктах и пищеконцентратах.
В связи с этим выбор рационального способа сушки для получения порошков должен делаться на основе технических, технологических и экономических показателей. Основными способами сушки на сегодняшний день являются: конвективный, радиационный, микроволновый, и сублимационный.
В работах ученых Харьковского университета питания и торговли показано, что на сегодняшний день перспективным способом является сушка в массообменных модулях (МОМ) с кондуктивным подводом теплоты, которая позволяет получать высокопористые, быстровосстанавливаемые сушеные продукты при высоких показателях экономичности и качества [4 — 5]. Уменьшение поверхности массообмена в сочетании с теплоподводом через твердую стенку МОМ создает условия, при которых скорость испарения влаги в продукте превышает скорость отвода ее через массообменную поверхность, что приводит к образованию пористой структуры и резкой интенсификации
(c)
процесса. Это позволило сократить продолжительность сушки в 1,5…2 раза, уменьшить энергозатраты в 1,5…3 раз по сравнению с конвективной и 5…6 раз с сублимационной. Показатели качества сушеного продукта: восстанавливаемость, конечное влагосо-держание, консистенция, сохранность биологически активных веществ, витаминов и минеральных веществ приближается к сублимационной сушке.
В табл.1 приведены сравнительные характеристиа ки основных способов сушки.
Таблица 1
Сравнительная характеристика различных способов сушки
№ п/п Наименование показателей Способы сушки
Инфра- крас- ными лучами Конвек- тив- ный Сублима- ционный Тока- миСВЧ Сушка в МОМ
Продолжительность сушки, часов до 4 8−10 10−20 до 4 1 — 1. 5
2 Удельная площадь по испаряемой влаге, м2/кг 0. 07 0. 07 0. 2б 0. 18 0. 04
3 Потери БАВ 10−20% 40-б0% 5−10% 18−20% 5−10%
4 Восстанавли- ваемость 80−90% б0−70% 85−95% 5 9 і 5 8 90−95%
5 Остаточная влажность, % 3−4 8.0 3.5 2. 5−4 2−3
б Экологическая безопасность безопасен безопа- сен опасен (утечка хладонов) опасен (СВЧ излуче- ние) безопа- сен
7 Срок хранения, год. более 1 0. 3−0.5 более 1 более 1 более 1
Как видно из табл. 1, по комплексу показателей способ сушки в массообменных модулях с кондуктив-ным подводом тепла превосходит остальные методы сушки: он характеризуется небольшими энергозатратами, сравнимыми с СВЧ-сушкой- высоким качеством готового продукта, сравнимым с сублимационной сушкой- экологической безопасностью и простотой конструктивной реализации, сравнимой с конвективными сушилками.
4. Экспериментальные данные и их обработка
Объектом исследования является процесс сушки виноградных выжимок в МОМ с регулированной поверхностью массообмена и кондуктивным подводом теплоты. МОМ размещается в сушильной камере экспериментального стенда [6].
В процессе проведения экспериментов исследовались модули, которые отличались расположением и конструкцией нагревателя: внутренний плоский нагреватель (ВПН) — внутренний трубчатый нагреватель
(ВТН) — нагреватель, который расположен на массообменной поверхности (ППН).
Определяющими факторами, влияющими на процесс сушки, принимались: температура нагревателя, температура сушильного агента, скорость сушильного агента, ширина зазора, толщина МОМ.
В результате экспериментов изучалось: кинетика сушки, кинетика температуры материала, потери витамина С.
Известно, что на качество сушеного продукта влияют химические и биохимические реакции в процессе сушки, которые приводят к изменению пищевой и биологической ценности сырья. Зная кинетику протекания этих реакций, можно прогнозировать потери биологически активных веществ. В монографии проф. Потапова В. А. [7] была предложена методика опредеа ления эффективных констант химических реакций в процессе сушки и получены уравнения, описывающие кинетику соответствующих реакций. Относительные потери БАВ в процессе сушки описываются следующими уравнениями [7]:
Ana = 1 — exp

^¦vexp (-Bo0
(1)
где Ana — относительные потери БАВ в продукте после сушки:
Ana = (na0 — nak)/na0 (na0, nak) — начальное и ко-
нечное содержание БАВ в продукте- tc — продолжительность процесса сушки, с- к a — эффективный частотный фактор для химической реакции с определенным БАВ, с-1- T — средняя температура продукта за весь период сушки- Boa = Ua /RgT0 — фактор Больцмана для реакции с определенным БАВ при температуре продукта T0=293 К- Rg — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль хК)-^ - энергия активации химической реакции с определенным БАВ, Дж/моль-
Уравнение (1) позволяет при наличии экспериментальных данных о потерях БАВ в зависимости от средней температуры продукта и продолжительности сушки определить константы химической реакции кa ,
Boa.
На основе анализа данных об изменении содержания БАВ в процессе сушки растительного сырья была установленная корреляция между константами реакции в виде [7]:
к a = 6,95 10-:
(2)
которая позволяет, на основании данных по потерям БАВ при одной температуре, определить фактор Больцмана Bo0a и в дальнейшем, с использованием уравнений (1) — (2), прогнозировать изменение качества сырья в процессе сушки при других температурах.
Таким образом, определив в эксперименте относительные потери БАВ Ana, начальную Т0, и среднюю температуру продукта T в процессе сушки, а также продолжительность процесса сушки тс, можно рассчитать фактор Больцмана и, соответственно, энергию активации химической реакции, вызывающей изменение содержания БАВ в процессе сушки.
Полученные данные о константах реакции для определенной температуры сушки позволяют про-
I 39
гнозировать изменение содержания БАВ для другой уменьшает, что объясняется уменьшением продолжи-
температуры по следующему уравнению: тельности процесса сушки, а, значит, и продолжитель-
ности соответствующих химических реакций.
Дп! (Т) = 1 — ехрх
-5,634−10 т^/^ехр
Во01 0. 488 — Т
(3)
Полученная модель изменения качества продукта была использована нами для поиска рациональных режимов сушки виноградной выжимки в МОМ с кон-дуктивным теплоподводом [8].
Поскольку среднюю температуру продукта за весь период сушки определять экспериментально сложно, то нами была найдена эмпирическая корреляция между режимом сушки и средней температурой продукта в МОМ. Полученные таким образом данные о потерях витамина С были обобщены с помощью математической модели, найденной методом анализа размерностей
Дпг = 100 — Л0аЯеь
(4)
а б
Рис. 1. Потери витамина С при сушке виноградной выжимки в ТМОМ в зависимости от температуры и скорости сушильного агента: а — Тс=293 К, Тн=307 К: б — Тс=327 К, Тн=307 К- 1 — ВПН- 2 — ППН- 3 — ВТН
где ДпС — относительные потери витамина С в процессе сушки, %- 0 — безразмерная средняя температура нагреватель-сушильный агент 0 = (Тс + Тн)/2Т0, Тс — температура сушильного агента, К- Тн — температура нагревателя, К- Яе — число Рейнольдса, где за характерный размер принят эквивалентный диаметр канала для сушильного агента над массообменным модулем.
На рис. 1 представлен обобщенный результат этих исследований, сгруппированный для двух исследованных случаев: сушильный агент без подогрева (при комнатной температуре) и сушильный агент с подогревом до температуры 90 0С. Сплошные линии построены в диапазоне чисел Рейнольдса 3,4403… 3,4404.
Полученные зависимости подтверждают использованную для анализа модель кинетики химических реакций (4) в процессе сушки — увеличение средней температуры нагреватель-сушильный агент увеличивает потери БАВ, вызванные ростом скорости химической реакции, а увеличение скорости сушильного агента —
Полученные зависимости показывают, что минимум потерь аскорбиновой кислоты обеспечивает МОМ с внутренним кондуктивным нагревателем и отсутствием дополнительного подогрева сушильного агента во внешнем калорифере [9 — 10]. Потери аскорбиновой кислоты в этом случае составляют 3…8%, а при использовании сушильного агента с подогревом до 90 °C — 12… 20%.
5. Выводы
Таким образом, проведенный анализ и результаты исследований способов сушки растительного сырья для получения порошков позволяют рекомендовать использование сушки в массообменных модулях с кондуктивным подводом теплоты от внутреннего нагревателя, который обеспечивает минимальные потери витамина С в сушеной виноградной выжимке на уровне 3…8%.
Литература
1. Позняковский, В. М. БАДы в производстве пищевых продуктов: новые направления [Текст] / В. М. Позняковский,
B. В. Трихина, А. Н. Австриевских // Пищевые ингредиенты, сырьё и добавки. 2000. — № 1. — С. 50−52.
2. Міністерство аграрної політики та продовольства України [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http: //www. mmagш. gov. ua.
3. Воробець, Б. Ю. Сучасний стан та перспективи розвитку виноградарства в Україні [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http: //www. bsfa. edu. ua/files/konf/vorobec,_popova2. _pdf. pdf.
4. Погожих, Н. И. Научные основы теории и техники сушки пищевого сырья в массообменных модулях: автореф. дисс. на соискание научн. степени докт. техн. наук: 05. 18. 12 «Процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств» / Погожих Николай Иванович — ХГУПТ. — Харьков, 2002.- 34 с
5. Якушенко, Є. М. Спосіб підвищення енергоефективності ЗТП-сушіння [Текст] / В. О. Потапов, Є. М. Якушенко // Стратегия качества в промышленности и образовании: V Междунар. конф., 6−13 июня 2009 р.: тези доповідей — Варна, 2009. -
C. 578−581.
6. Якушенко, Е. Н. Влияние конструкции внутренних нагревателей на энергоэффективность процесса сушки в тепломассообменных модулях [Текст] / Е. Н. Якушенко, В. А. Потапов // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка
э
и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2001: 4-я Международная науч. -практ. конф., 20−23 сентября 2011 г.: тезисы докладов — М.: МГАУ, 2011. — С. 316−323.
7. Потапов, В. А. Кинетика сушки: анализ и управление процессом: Монография / В. А. Потапов / Харк. гос. ун-т питания и торговли. — Харьков, 2009. — 250 с.
8. Якушенко, Е. Н. Кинетика явлений переноса при сушке пищевого сырья [Текст] / Е. Н. Якушенко, В. А. Потапов // Нестае ционарные, энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование химической, нано- и биотехнологии (НЭРП0−2011): 2-я Международная науч. -практ. конф., 12−14 апреля 2011 г.: тезисы докладов — М.: МГОУ, 2011. — С. 198−203.
9. Yakushenko, E. Effect of pre-heating of the material on the efficiency of the drying process [Текст] / E. Yakushenko, V. Potapov // The Second North and East European Congress on Food NEEFood — 2013- 26 — 29 May 2013, Kyiv, Ukraine. — С. 51.
10. Yakushenko, E. Optimization of energy consumption for the drying process with pre-heating of the material [Текст] / E. Yakushenko, V. Potapov // Sixth Nordic Drying Conference- June 5 to 7, 2013 — Copenhagen, Denmark. C. 56.
----------------? ?------------------
Стаття присвячена проблемі визначення і дослідження пестицидів. Показано необхідність здійснення моніторингу та оперативного реагування на критичні точки вмісту пестицидів в олійних культурах та продуктах їх переробки. Досліджено розподіл залишкових кількостей металаксилу, імідаклоприду та тіа-клоприду в насінні соняшнику, олії пресовій нерафінованій, макусі, олії екстракційній та шроті
Ключові слова: пестициди, проблема, критичні точки, моніторинг, олійні культури, рослинні олії, макуха, шрот
?----------------------------?
Статья посвящена проблеме определения и исследования пестицидов. Показана необходимость осуществления мониторинга и оперативного реагирования на критические точки содержания пестицидов в масличных культурах и продуктах их переработки. Исследовано распределение остаточных количеств металаксила, имидаклоприда и тиаклоприда в семенах подсолнечника, масле прессовом нерафинированном, жмыхе, масле экстракционном и шроте
Ключевые слова: пестициды, проблема, критические точки, мониторинг, масличные культуры, растительные масла, жмых, шрот ----------------? ?------------------
УДК бб4: бб5. 1/7:539:542/543
ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИЗНАЧЕННЯ І РОЗПОДІЛУ ПЕСТИЦИДІВ В ОЛІЯХ, МАКУСІ ТА ШРОТІ
І. В. Л е вч у к
Кандидат технічних наук, заступник начальника науково-методичної лабораторії* E-mail: iryna. levchuk. v@gmail. com М. І. Осей ко Доктор технічних наук, професор, Кафедра технології жирів та парфумерно-косметичних продуктів Національний університет харчових технологій вул. Володимирська 68, м. Київ-33, Україна, 1 601
E-mail: nikios@ukr. net В. А. Кіщенко Кандидат технічних наук, начальник науково-методичної лабораторії * E-mail: kishchenko. vl@gmail. com О. А. Литвиненко Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Кафедра технології жирів та продуктів бродіння Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61 002 E-mail: ealitvinenko@yandex. ua *Науково-методична лабораторія хроматографічних досліджень
ДП «Укрметртестстандарт» вул. Метрологічна, 4, м. Київ, Україна, 3 143
1. Вступ
Соняшник — основна олійна культура в Україні та друга за популярністю (після пшениці) культура, у вирощуванні якої зайнята найбільша кількість суб'єктів сільськогосподарської діяльності. По виробництву насіння соняшнику Україна займає третє місце у світі, поступаючись лише Аргентині та Росії. Останнім ча-
сом насіння соняшнику стало одним з високоліквід-них товарів українського ринку, що суттєво впливає на рентабельність агропромислового комплексу [1]. Однак, враховуючи кількість хімічних препаратів, які застосовуються в нашій країні при вирощуванні насіння олійних культур, значний інтерес представляє дослідження вмісту пестицидів у готовій та побічній продукції олієжирової галузі [2 — 8]. Тому питання
© І. В. Левчук. м. І. Осей-«. В. н. нищенки, О. н. nuTBuHeHKa 2013

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой