Введение к работе
Актуальность работы. Уровень и качество питания основных групп населения в нашей стране в последние десять лет резко снизились Общая питательность среднесуточного рациона людей уменьшилась в 1,5 раза, достигнув 2000 ..2300 килокалорий Особенно низким стало потребление белковых продуктов Ежегодный дефицит белка в России сейчас превышает 2,5 млн тонн Его удовлетворение осуществляется за счет использования белков растительного и животного происхождения, примерно до 50 % каждого Животные белки биологически наиболее ценны, однако, их производство очень высокозатратно Одной из актуальных задач в настоящее время является создание на основе сырья растительного происхождения сбалансированных поликомпонентных смесей повышенной пищевой ценности Важным направлением развития современной пищевой технологии является разработка новых продуктов питания сбалансированного состава, снижение себестоимости выпускаемой продукции за счет использования широко распространенного сырья и экономичных конструкций оборудования для его обработки Экструзия - прогрессивный способ получения качественных продуктов питания, основные преимущества которой заключаются в гибкости ее технологических схем, высокой производительности и малых габаритах экс-трудеров, непрерывности процесса, низкой себестоимости продукции Создание экструзионных зерновых продуктов с программируемыми свойствами позволит расширить ассортимент и снизить себестоимость выпускаемой продукции. Для повышения стабильности проведения процесса экструзии и повышения качества готовой продукции необходимо изучить механизм физико-химических изменений, происходящих с компонентами смеси в рабочей камере одношнекового экструдера.
Потребление экструзионных продуктов типа зерновых завтраков и легких закусок непрерывно растет Соответственно увеличиваются капиталовложения в эту отрасль В странах Европы потребление пищеконцентратной продукции на душу населения составляет от 3 до 7 кг в год, в РФ - менее 2 кг На 2004 г, внутреннее потребление сухих завтраков составляет не менее 100 тыс
т/год, причем около 30 % из них импортируются Поэтому разработка технологий экструдированных зерновых продуктов сбалансированного состава и с программируемыми свойствами является актуальной задачей, имеющей важное теоретическое и прикладное значение
Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств (ПАХГГП) ВГТА на 2006-2010 гг «Разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов и аппаратов в химической и пищевой технологиях» (№ гос. регистрации 0120 0 603139) и планом НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов (ТММП) ВГТА на 2006-2010 гг «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ гос регистрации 012 0 0605297)
Цель и задачи диссертационной работы: разработка технологии экструдированных зерновых палочек с использованием молочного сырья функционального назначения и создание на основе разработанной технологии оригинальных конструкций экструдеров
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи.
научное обоснование выбора рецептурного состава смеси для производства сбалансированного зернового продукта,
изучение процесса термолиза зерновой смеси, определение форм связи влаги с продуктом дифференциально-термическим анализом;
исследование основных закономерностей процесса экструзии зерновой смеси, выбор гранулометрического состава и рациональных параметров процесса экструзии смеси на однош-нековом экструдере,
определение пищевой, биологической и энергетической ценности экструдированных зерновых палочек;
математическое моделирование процесса течения добавки в канале матрицы экструдера,
разработка новых конструкций экструдеров, разработка способа производства зерновых сырных и молочных палочек,
проведение промышленной апробации и производственных испытаний предлагаемых разработок
Научная новизна. На основании проведенных комплексных исследований, обоснованы технологические и физико-химические закономерности формирования состава комбинированных экструдированных продуктов с использованием молочного сырья, максимально адаптированные к различным возрастным группам населения
Разработана технология экструдированных зерновых палочек функционального назначения с использованием молочного сырья Обоснован выбор рецептурного состава смеси
Изучено влияние условий экструдирования пищевой смеси и ее гранулометрического состава на технологические и физико-химические показатели готового продукта, что позволило разработать научно обоснованные режимы экструзии
Разработана математическая модель процесса моделирования перемещения добавки в канале шнека экструдера
Методом дифференциально-термического анализа определены формы связи влаги с продуктом и условия терморазложения зерновой смеси, что позволило обосновать оптимальные температурные условия ее обработки
Выявлены основные закономерности процесса экструзии зерновой смеси на одношнековом экструдере Изучено влияние начальной влажности продукта, частоты вращения шнека, длины канала матрицы и диаметра проходного отверстия матрицы на механизм протекания экструзии, что позволило получить уравнения для определения давления в предматричной зоне экструдера
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2263028, 2266006
Практическая ценность работы заключается в том, что разработана новая технология экструдированных палочек и определены рациональные параметры процесса переработки исследуемой пищевой смеси Получен экструдированный продукт - хрустящие зерновые сырные и молочные палочки, обладающие хорошими потребительскими свойствами и высокой пищевой ценностью Разработаны оригинальные конструкции экструдера для многокомпонентных смесей с подачей жидких компонентов в
зону дозирования
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались* на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2003 по 2007 гг), г Москве (2004, 2005, 2007), г. Белгороде (2004), г Новосибирске (2004), г Могилеве (2004), г Тамбове (2004), г Вологде (2005), г Казани (2003)
Результаты настоящей работы представлены на конкурсах и выставках и награждены 6 дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 патента РФ, 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 22 таблицы Список литературы включает 135 наименований, в том числе 21 на иностранных языках Приложения к диссертации представлены на 43 страницах
