Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Применяемые традиционные технологии обработки растительного сырья призодят к значительной утрате природных аромата, вкуса и витаминного состава исходного материала. Даже самые щадящие режимы обработки могут ухудшить органолептические свойства конечной продукции. Особенно это относится к пряной зелени, фруктовому сырью, сухим пряностям, а также эфирным маслам, спиртовым настоям и эссенциям, добавляемым в пищу.
Так, эфирные масла, получаемые паровой отгонкой, отличаются низким качеством из-за частичного искажения аромата исходного сырья з результате воздействия на термолабильные компоненты высокой температуры. При получении экстрактов с помощью органических растворителей не обеспечивается селективность извлечения ароматических веществ из сырья. Кроме того, при отгонке растворителя, как правило, разрушаются лабильные вещества экстрактов.
Исследованиями последних лет установлено, что получение высококачественных экстрактов из растительного сырья возможно на основе использования в качестве растворителей сжатых и сжиженных газов.
Из пищевых растворителей наиболее приемлемыми для этих целей являются аммиак и, особенно, двуокись углерода. Поэтому экстрагирование пищевого, пряно-ароматического и лекарственного растительного сырья жидкой двуокисью углерода зарекомендовало себя в консервной отрасли Российской Федерации, Великобритании, США, ФРГ, Франции и Японии как наиболее прогрессивный, рациональный и современный способ их переработки благодаря щадящим температурным и аэраци-онным условиям процесса, селективности растворителя, его доступности и относительной дешевизне.
Однако, в консервной промышленности Таджикистана применение СОг-экстрактов до сих пор не находило широкого применения из-за отсутствия технологических режимов на переработку местного сырья, отсутствия соответствующего оборудования и современных технологий.
Поэтому разработка и совершенствование экстракционной технологии и техники для получения и применения экстрактов является для.~ЙаДжикистана важной проблемой. Кроме того, все более актуальной проблемой (и не только для Таджики-лзна) становится более полное использование всех хозяйственно ценных композитов сырья, что требует проведения специальных исследований и разработки тех-
нологических схем утилизации выжимок и косточек, извлечения содержащихся в них полезных веществ с целью повышения эффективности производства и создания новых пищевых продуктов, лечебно-профилактических бальзамов, чаев, косметических средств повышенного качества, новых видов сорбентов.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью работы явился поиск новых технологических решений глубокой переработки фруктового и пряно-эроматического сырья, совершенствование конструкции соответствующих промышленных установок для экстрагирования местных популяций растительного сырья Таджикистана сжиженными газами и отработка технологических режимов получения и применения экстрактов в консервной и смежных отраслях промышленности. При проведении исследований ставились следующие задачи:
в подобрать рациональный ассортимент растительного сырья Таджикистана для переработки;
в усовершенствовать технологию экстрагирования растительного сырья с использованием сжиженных газов;
В выявить недостатки в конструкции существующей лабораторной установки и создать более универсальную аппаратуру;
И разработать техническое задание на проектирование и создать опытно-промышленную установку для экстрагирования растительного сырья жидкой двуокисью углерода;
в исследовать закономерности экстрагирования ценных компонентов из растительного сырья;
в разработать малоотходные технологии переработки растительного сырья с использованием сжиженных газов;
по разработанной технологии получить новые виды СОг-экстрактов, оценить их качество и выработать с их использованием опытно-промышленные партии соков, напитков, фруктовых палочек, бальзама.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучена кинетика извлечения ценных компонентов двуокисью углерода и аммиаком из растений среднеазиатского региона (ажгона, зиры, облепихи, солодки шероховатой, перца красного жгучего и шиповника). Установлены численные значения коэффициентов молекулярной диффузии для 7 видов экстрактов. Найденные закономерности выражены в виде математических моделей.
Получены и проанализированы новые данные по растворимости важнейших компонентов СОг-экстрактов в жидкой двуокиси углерода.
Впервые разработаны режимные параметры, технология (с использованием ":.,: двуокиси углерода) и рецептуры нового вида продукции:
-фруктовых и орехово-фруктовых палочек из фруктового сырья;
- лечебно-профилактических чаев и бальзамов из вторичного сырья. ~
Исследован химический состав и антимикробные свойства СОг-экстрактов аж-гона, зиры, облепихи, перца красного, солодки и шиповника.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. На основе изучения существующих конструкций лабораторных и опытно-промышленных установок разработаны конкретные рекомендации для изготовления запатентованной лабораторной установки, позволяющей вести экстракцию в системе «твердое тело-жидкость» и «жидкость-жидкость». По разработанному техническому заданию изготовлен и успешно эксплуатируется в течение четырех лет опытно-промышленный экстрактор для обработки сырья и выжимок.
Отработана технология комплексной переработки плодов абрикосов, разработана НТД, выработаны опытно-промышленные партии консервов с использованием полученных ароматизаторов.
Получен новый вид концентрата биологически активных веществ из фруктовых выжимок, который по оценкам специалистов найдет применение в смежных отраслях промышленности. Разработана и освоена промышленная технология производства нового вида продукта фруктовых палочек «Абрика».
Экономический эффект от внедрения в производство 7 новых видов экстрактов и комплексной переработки абрикосов составляет 335 тысяч рублей в год (в ценах 1998 г.).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах ВНИИКОП (Видное, Мостов, обл. 1990-1994 гг.), на научной конференции Краснодарского политехнического института (Краснодар, 1990), на юбилейной научной конференции МТИПП (Москва, 1991), международной конференции «Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья», (Астрахань, 1993), Республиканской научно-технической конференции» «Проблемы энергетики теплотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье», (Москва, 1994), Всероссийской конферен-
ции «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности», (Москва, 1994), Международной научной конференции «Научно-технический прогресс в пищевой промышленности» (Москва, 1995), Международной научно-технической конференции «Пища, экология, человек» (Москва, 1995), международном симпозиуме «Научные основы и практическая реализация важнейших технологий обработки сырья растительного и животного происхождения сжиженными и сжатыми газами» (Краснодар, 1997).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ, в т.ч. 8 авт. свид. и патентов на изобретения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти основных глав, выводов, списка использованной литературы и 5 приложений.
Работа изложена на 115 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц и 26 рисунков. В списке литературы 130 источников, из них 52 публикации зарубежных авторов.
