Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время применение выращенных в естественных условиях плодов и ягод, приобретает все большую актуальность. Это обусловлено тем, что дикорастущее сырье включает множество биологически активных веществ, в том числе необходимых человеку макро- и микроэлементов.
В условиях информационных стрессов, экологической напряженности, обострения проблем рационального питания происходит снижение уровня здоровья населения. Необходимое условие высокого иммунитета и крепкого здоровья это обеспечение людей полноценным, сбалансированным особенно по содержанию биологически активных веществ (БАВ) питанием. При этом одним из направлений в создании продукции повышенной пищевой ценности является производство экстрактов с использованием плодово-ягодного сырья.
В Западно-Сибирском регионе большие перспективы из разнообразия сырья растительного происхождения имеют арония черноплодная, брусника и черника, поскольку они по количеству содержащихся в них биологически активных веществ относятся к числу наиболее ценных растений. Однако сибирские плоды и ягоды являются скоропортящимся продуктом, вследствие этого период их потребления в свежем виде ограничен. Поэтому замораживание и последующее хранение при отрицательных температурах является наиболее экономичным и распространенным способом их хранения и консервирования.
Традиционная технология производства экстрактов характеризуется медленным протеканием процессов экстрагирования целевых компонентов. Одним из способов интенсификации является применение аппарата с вибрационной тарелкой, позволяющего значительно ускорить процессы массообмена, снизить себестоимость и повысить качество получаемого продукта, а также являющегося легко перенастраиваемым на другой вид сырья и соответствующее аппаратурное оформление, с возможностью проведения большого числа операций в одной технологической единице оборудования.
В этой связи актуальным является совершенствование способа получения экстрактов из предварительно замороженного плодово-ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой.
В данной работе рассматриваются запатентованные способы получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в поле низкочастотных механических колебаний (ИЧМК) с использованием в качестве экстрагента воды и водно-спиртовых растворов. Процесс осуществляется в аппарате с вибрационной тарелкой, который позволяет проводить одновременно операции разморашіваюія, измельчения И Экстрагирования (патенты РФ № 2341979, РФ №2403808).
Степень разработанности темы исследования. Значительный вклад в изучение процесса экстрагирования внесли ученые Аксельруд Г.А., Лысянскии В.М., Гребешок СМ., Василшс И.Н., Молчанов Г.И., Плаксин Ю.М., Иванов Е.В. и ДР-
Цель работы - совершенствование способа получения экстрактов из замороженных плодов и ягод в аппарате с вибрационной тарелкой, его аппаратурного оформления, а также разработка технологии комплексной переработки сырья.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
Разработать способ получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой.
-
Изучить физико-химические свойства водных и водно-спиртовых экстрактов ягод брусники и черники, получить расчетные уравнения для их определения;
-
Изучить влияние основных параметров на процесс получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой, определить их рациональные значения.
-
Разработать технологию комплексной переработки плодово-ягодного сырья.
-
Разработать уточненную методику расчета аппарата с вибрационной тарелкой, технологию получения экстрактов, технико-экономическое обоснование проекта производства экстрактов из замороженного ягодного сырья.
Научная новизна. На основании комплекса исследований показана целесообразность получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой с использованием водно-спиртового растворителя.
Изучено влияние температуры, содержания сухих растворимых веществ и концентрации спирта на основные физико-химические свойства водных и водно-спиртовых экстрактов брусники и черники.
Исследованы кинетика и энергозатраты на получение экстрактов из замороженных плодов аронии черноплодной, ягод брусники и черники в аппарате с вибрационной тарелкой, в условиях применения водных и водно-спиртовых растворителей.
Определены рациональные параметры процесса получения экстрактов из замороженных плодов черноплодной рябины и оптимальные режимы для замороженных ягод брусники и черники в аппарате с вибрационной тарелкой.
Теоретическая и практическая значимость. Разработан способ получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой. Новизна и полезность технического решения подтверждена патентом РФ .\rs2403808.
Получены экспериментально-статистические зависимости для расчета плотности, вязкости и поверхностного натяжения экстрактов брусники и черники, пригодные для инженерной практики.
Разработаны вопросы комплексного использования плодово-ягодного сырья и концентрирования экстрактов.
Предложена уточненная методика расчета аппарата с вибрационной тарелкой, технологическая схема и технико-экономическое обоснование проекта полу-
чения экстрактов.
Результаты диссертациошюй работы используются в учебном процессе на кафедре «Машины и аппараты пищевых производств» ФГБОУ ВПО КемТИШІ при выполнении курсового и дипломного проектирования студентами, обучающимися по направлению «Пищевая инженерия».
Степень достоверности результатов. Обеспечивалась использованием современных средств и методов исследований, обоснованных теоретических положений. Основные теоретические положения диссертационной работы и заключения подтверждены результатами экспериментальных исследований, выполнеппых с использованием стандартизованных и аттестованных методик и средств измерений. При выполнении экспериментальных исследований применялись положения теории планирования эксперимента и математической обработки результатов исследований.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на конференциях: на 3-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (г. Бийск, 2010); на V Всероссийской научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования» (г. Магнитогорск, 2010); на IV Всероссийской конференции с международным участием студенгов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2011г.); на Международном научном форуме «Пищевые инновации и биотехнологии» (г. Кемерово, 2013г.).
Публикации. Основное содержание исследований опубликовано в 11 работах, в том числе 2 в журнале, рекомендованном ВАК, 1 — патент РФ.
Структура и объем работы. Основной текст диссертации выполнен на 124 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованной литературы (120 источников), приложений, содержит 34 рисунка и 9 таблиц.
