Введение к работе
Актуальность работы. Одна из важных задач современного этапа развития науки и техники - совершенствование технологии производства и, в частности, создание новых методов обработки материалов и продуктов, обеспечивающих высокие качественные и технико-экономические показатели. Общепризнано, что сублимационная сушка является наилучшим методом консервирования скоропортящихся продуктов питания.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) при Организации Объединенных Наций (ООН) потребность населения земного шара в качественных продуктах питания постоянно возрастает, поскольку от их качества зависит здоровье населения, работоспособность, а также сопротивляемость организма к так называемым особо опасным заболеваниям (гепатит, онкологические, сердечно-сосудистые и т. д.).
В настоящее время во многих развитых странах мира сублимационная сушка используется не только для обезвоживания дорогостоящих продуктов и специфических материалов, но и для продуктов широкого употребления. Например, крупнейшая в мире фирма Nestle (Швейцария) по производству детского питания и быстро растворимых продуктов давно применяет сублимационную технологию для приготовления не так уж дорогих продуктов (кофе, МО-"
локо, какао и т.д.). По данным фирмы Atlas в США выработано продукции сублимационной сушки в 1980 г. - 110.0 тыс.т.. а в настоящее время эта цифра многократно увеличилась. Фирма Danone (Франция) уже много лет использует исключительно ллофилизованные микроорганизмы для производства своей кисломолочной продукции
-4.-
(кефир, йогурт, сметана и т.д.).
Организация Green Peace утверждает, что одним из основных направлений по борьбе с экологическими проблемами является выпуск экологически чистых продуктов, в этом смысле сублимационная сушка является' лидером по экологичности среди традиционных способов обезвоживания,--так как в этом процессе используют наиболее безопасные для окружающей среды источники тепла (инфракрасные лампы,' токи высокой частоты, лазер и т.д.) и энергии (электрический ток).
Из вышесказанного можно сделать вывод, что сублимационная сушка во многих развитых странах стала распространенным методом для консервирования некоторых пищевых продуктов.
Однако вопрос о совершенстве этого метода по сей день не теряет.свою актуальность, так как в данный момент появляются новые продовольственные продукты и материалы (быстрорастворимые супы, культуры микроорганизмов, лекарственные препараты и т.д.), которые требуют иной подход к их сублимационному обезвоживанию.
Поэтому, за последние годы в публикациях ведущих ученых мира по вопросам организации научных исследований все больше внимания уделяется подходу к решению проблемных вопросов.
Особенностью этого подхода является комплексный характер исследований, позволяюїдий получать наиболее полную информацию об изучаемых процессах, их многосторонней взаимной связи, зависимости и влияния на конечные результаты каждого этапа единого многоаспектного процесса. Это ускоряет завершение исследований и дает возможность принять правильное научно-обоснованное решение.
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности вакуум-сублимационной сушки путем определения
Актуальность работы. Одна из важних задач современного эта-, па развития науки и техники - совершенствование технологии производства и, в частности, создание новых методов обработки материалов и продуктов, обеспечивающих высокие качественные и технико-экономические показатели. Общепризнано, что сублимационная сушка является наилучшим методом консервирования скоропортящихся продуктов питания.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) при Организации Объединенных Наций (ООН) потребность населения земного шара в качественных продуктах питания постоянно возрастает, поскольку от их качества зависит здоровье населения, работоспособность, а также сопротивляемость организма к так называемым особо опасным заболеваниям (гепатит, онкологические, сердечно-сосудистые и т.д.).
В настоящее время во многих развитых странах мира сублимационная сушка используется не только для обезвоживания дорогостоящих продуктов и специфических материалов, но и для продуктов широкого употребления. Например, крупнейшая в мире фирма Nestle (Швейцария) по производству детского питания и быстро растворимых продуктов давно применяет сублимационную технологию для приготовления не так уж дорогих продуктов (кофе. МО-' локо, какао и т.д.). По данным фирмы Atlas в США выработано продукции. сублимационной сушки в 1980 г. - 110,0 тыс.т., а в настоящее время эта цифра многократно увеличилась. Фирма Danone (Франция) уже много лет использует исключительно лиофилизованные микроорганизмы для производства своей кисломолочной продукции
(кефир, йогурт, сметана и т.д.).
Организация Green Peace утверждает, что одним из основных направлений по борьбе с экологическими проблемами является выпуск экологически чистых продуктов, в этом смысле сублимационная сушка является лидером по экологичности среди традиционных способов обезвоживания, так как в этом процессе используют наиболее безопасные для окружающей среды источники тепла (инфракрасные лампы.' токи высокой частоты, лазер и т.д.) и энергии (электрический ток).
Из вышесказанного можно сделать вывод, что сублимационная сушка во многих развитых странах стала распространенным методом для консервирования некоторых пищевых продуктов.
Однако вопрос о совершенстве этого метода по сей день не теряет свою актуальность, так как в данный момент появляются новые продовольственные продукты и материалы (быстрорастворимые супы, культуры микроорганизмов, лекарственные препараты и т.д.). которые требуют иной подход к их сублимационному обезвоживанию.
Поэтому, за последние годы в публикациях ведущих ученых мира по вопросам организации научных исследований все больше внимания уделяется подходу к решению проблемных вопросов.
Особенностью этого подхода является комплексный характер исследований, позволяющий получать наиболее полную информацию об изучаемых процессах, их многосторонней взаимной связи, зависимости и влияния на конечные результаты каждого этапа единого многоаспектного процесса. Это ускоряет завершение исследований и дает возможность принять правильное научно-обоснованное решение.
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности вакуум-сублимационной сушки путем определения
рациональных режимов процесса и разработки, высокоэффективных способов и установок для обезвоживания молочных заквасок
В соответствии с поставленной целью предусматривалось решить следующие основные задачи работы:
- изучение некоторых характеристик молочных заквасок, имею
щих большое влияние на процесс сушки;
-исследование процесса сублимационной сушки молочных зак-васок в тонкой слое в установке непрерывного действия;
исследование активности и выживаемости микроорганизмов во время хранения в зависимости от состава газовой среды;
разработка способов непрерывной сублимационной сушки, устраняющая недостатки данного процесса;
разработка высокоэффективных устройств и конструкций для проведения непрерывного процесса сушки и способов его автоматического управления.
Научная новизна. Впервые проведены дифференциальный термический анализ и ИК-спектрсскопия молочных заквасок.
Выявлено влияния различных факторов на процесс сублимационной сушки в тонком слое и в результате экспериментальных исследований получены кинетические закономерности сублимационной сушки в тонком слое.
Разработаны высокоэффективные оригинальные способы и уста-ювки для сублимационной сушки молочных заквасок во вспененном зиде и с деструкцией высохшего слоя, а также предложены схемы стоматического их регулирования.
Разработаны математические модели процесса сублимационной зушки молочных заквасок во вспененном виде и с деструкцией высохшего слоя, позволяющие рассчитать основные технологические
показатели' процесса.
Новизна технических решений защищена 1 положительным решением Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам.
Практическая ценность. .Разработанные рациональные режимы сублимационной сушки молочных заквасок позволяют обеспечить высокую интенсивность обезвоживания.( снизить до минимума энергозатраты при обеспечении высоких качественных показателей сухого продукта и экологичности процесса.
Разработанный способ сушки молочных заквасок принят к внедрению на АООТ "Бита-Сервис". Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа составляет около 44 млн. руб. в год в ценах 1997 г.
Разработки автора демонстрировались на выставке "Агробизнес Черноземья" (диплом).
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии с 1995 по 1997 гг. на международных конференциях (Тамбов - 1995, Москва - 1995. Казань -1996. Алматы.- 1996, Минск - 1996. Тула - 1996, Москва - 1996), Российском молодежном научном симпозиуме (Воронеж - 1996). межрегиональной научно-практической конференции . (Казань - 1996), всероссийской научно-практической конференции (Воронеж - 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе получено 1 положительное.решение Роспатента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и
приложений. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и 1 таблицу. Список литературы включает 103 наименования, в том числе 14 иностранных. Приложения к диссертации представлены на 13 страницах.