Введение к работе
Актуальность работы В настоящее время особо актуальна идея создания
безотходного производства, основанного на принципе наиболее полною
использования сырья, включая отходы Малоотходные и безотходные
технологии позволяют максимально и комплексно извлекать все ценные
компоненты сырья Применяемые в перерабатывающей промышленное і и
технологические процессы чаще всего являются многоотходными
Большинство отходов, образующихся при переработке зерна, являюіся вторичными сырьевыми ресурсами (ВСР), их переработка позволяет получшь огромное количество ценнейших продуктов без вовлечения новых источников сырья Так, ВСР и отходы зерноперерабатывающей промышленности ежегодно образуются в количестве около 5 млн тонн
Основные виды ВСР зерноперерабатывающей промышленности -зерновые отходы, мучка, лузга, зародыш и отруби ВСР используются в основном как компонент комбикормов Уровень использования ВСІ' зерноперерабатывающей промышленности, несмотря на проводимую рабоїу, недостаточно высок
Из всего комплекса предприятий зерноперерабатывающей промышленности крупяное производство пока характеризуется пижои степенью использования вторичных сырьевых ресурсов Одним из побочныч продуктов, образующихся при переработке зерна в крупу, являеіся мучка I ак, при переработке проса в пшено получается в качестве побочного продукт 7,5% мучки, при переработке пшеницы в крупу - 30% лгучки, при перерабоїке ячменя в ячневую крупу -18% мучки, при переработки ячменя в перловую крупу - 40% мучки, при переработке гречихи в крупу - 3,5% мучки
В настоящее время в России работают 80 крупных крупозаводов производительностью 200 - 400 т/сутки За 2005 год в России было произведено более 926 тыс тонн крупы
Большой вкладі в развитие теории и практики крупяного производства внесли такие отечественные ученые, как М Е Гинзбург, Е М Мельников, А П Нечаев, А Я Соколов, П Г Гусев и др Их работы послужили научной базой, результат ы которой легли в основу настоящих исследований
Проблемой утилизации ВСР крупяной промышленности занимаются недостаточно В научно-технической и патентной литературе отсутствуют научно обоснованные решения по разработке ресурсосберегающих технологий переработки вторичных сырьевых ресурсов крупяной промышленности
Отсутствуют сведения о химическом составе и биохимических свойствах ВСР крупяной промышленности Нет сведений, посвященных изучению ВСР как объекта хранения Полностью отсутствуют данные о комплексной их переработ ке
Представленная работа направлена на разработку научно обоснованных решений, необходимых для реализации комплексной ресурсосберегающей технологии использования вторичных сырьевых ресурсов крупяной промышленности
Поэтому актуальным и необходимым является повышение степени и глубины переработки сырья, комплексное его использование, более полное извлечение из него ценных компонентов
Цель и задачи исследовании
Целью диссертационной работы является научное обоснование и разработка комплексной ресурсосберегающей технологии использования вторичных сырьевых ресурсов крупяной промышленности
Для достижения поставленной цели определены задачи исследований провести всестороннее и комплексное исследование особенностей химического состава, биохимических свойств и санитарно-гигиенического состояния вторичных сырьевых ресурсов крупяной промышленности,
исследовать изменение качества и биохимических свойств ВСР крупяной промышленности при различных условиях хранения для обоснования сроков безопасного хранения,
разработать способы стабилизации качества ВСР крупяной промышленности при хранении
исследовать влияние различных видов тепловой и влаго тепловой обработки на стойкость вторичных сырьевых ресурсов при хранении, на биохимические свойства, санитарно-гигиеническое состояние ВСР и процессе выработки и хранения,
исследовать физико-химические, биохимические, структурно-механические, технологические свойства, микроструктуру зерна отдельных культур, в частности проса, разных фракций крупносіи для обоснования рационального способа их переработки,
изучить и обосновать возможность использования ВСР в микробиологической промышленности,
исследовать и обосновать возможность использования ВСР крупяной промышленное)и при производстве растительных масел, косметических полупродуктов,
исследовать возможность и разработать технологию получения хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с использованием ВСР крупяной промышленности,
исследовать и разработать способ производства сахаристых продуктов из
ВСР крупяной промышленности,
провести производственные испытания и внедрение разработанных
ресурсосберегающих технологий использования ВСР крупяной
промышленности и сформулировать практические рекомендации
Научная концепция
В разработку научно-практических основ рационального использования вторичных сырьевых ресурсов положен комплексный подход в решении взаимосвязанных задач от исследования вторичных сырьевых ресурсов
крупяной промышленности до разработки технологических решений ресурсосберегающих технологий их переработки
Научная новизна
На основе всестороннего исследования химического состава, биохимических свойств вторичных сырьевых ресурсов крупяных производств научно обоснована и предложена комплексная ресурсосберегающая технология их использования
Впервые проведено комплексное исследование химического состава, биохимических свойств ВСР крупяного производства, что позволило определить пути их рационального использования
Установлена высокая активность ферментов липазы и липоксигеназы, определяющие низкую стойкость ВСР крупяной промышленности при хранении
Проведено сравнительное исследование ряда способов стабилизации качества ВСР крупяной промышленности, показано, что рациональными способами являются гранулирование, экструдирование, обработка острым паром
Впервые подробно изучен липидный комплекс ВСР крупяной промышленности Исследован количественный и качественный состав жирных кислот Выявлено, что жир но кисло гный состав липидов ВСР носит ненасыщенный характер, сумма ненасыщенных жирных кислот составляет 75 -90% Основным представителем жирных кислот липидов ВСР является линолевая кислота, обладающая высокой биологической ценностью Показано, что пшеничная, гречневая, ячменные мучки имеют сложный жирнокислотный состав ВСР крупяной промышленности содержат иолиненасыщенные жирные кислоты ю-3, ю-6 Изучен групповой состав липидов ВСР Показано, что основной фракцией липидов ВСР являются триацилглицерины
Выявлены особенности физико-химических, структурно-механических, іемюлоіическич свойств, микроструктуры зерна проса разных фракций
крупности, установлено существенное отличие структурно-механических свойств зерна мелких фракций, обусловливающее их низкие технологические свойства, что позволило обосновать необходимость раздельной переработки зерна разной крупности
Выявлены особенности химического состава ВСР, выражающиеся в высоком содержании белка, крахмала, жира, витаминов, минеральных вещее і в, что позволяет использовать их для производства растительных масел, сахаристых продуктов, с целью расширения ассортимента и обогащения биологически активными веществами хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, а также для приготовления питательной среды при производстве f3-каротина, получения косметических полупродуктов
Практическая значимость работы
Разработана комплексная ресурсосберегающая технология использования ВСР крупяной промышленности
Разработаны режимы стабилизации качества ВСР крупяной промышленности Показано, что гранулирование иозволяеі сохрани і ь качество ВСР в течение 15-25 дней, дчя более длительной сіабнлизации качества ВСР предложена обработка острым паром, .жегрудирование Качсспю ВСР сохраняется в течение двух месяцев
Разработан способ применения просяной, ячменной и гречневой мучек для приготовления питательной среды при производстве р-каротина Новизна предлагаемых технических решений подтверждена патентом № 2245917 РФ и АС №1445196
Разработаны технологии производства хлебобу ючных и мучных кондитерских изделий с использованием вторичных сырьевых pecvptoi! крупяной промышленности (ТУ 9113-055-37349349-06, Г1У 9131-003-561400178320-06)
Разработан способ получения сахаристых продуктов с использованием вторичных сырьевых ресурсов крупяной промышленности
Предложена технология получения растительных масел, косметических полупродуктов из ВСР крупяной промышленности
Установлена количественная зависимость между содержанием мелких фракций в зерне, выходом и качесгвом крупы, показано, что выделение мелкой фракции или раздельная переработка крупных и мелких фракций приводит к повышению выхода крупы на 3 - 17%
Теоретические и практические материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, дипломном проектировании, научно-исследовательской работе аспирантов и студентов на кафедре технологии пищевых производств Оренбургского государственного университета
Практическая ценность работы подтверждается производственными испытаниями и внедрением разработанных технологий Внедрена технология получения печенья «Злаковое» и хлеба «Целебный» на ООО «Хлебозавод» (г Ореибурі) Внедрена технология гранулирования ВСР крупяной промышленности на комбинате хлебопродуктов №3 г Оренбурга Способ получения р-каротина апробирован в производственных условиях на п /о «Уралсинтез»
Апробация работы
Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях «Повышение качества готовой продукции» (Тбилиси, 1987), «Управление свойствами зерна в технологии муки, крупы и комбикормов» (Москва, МГАПП 1995), «Совершенствование технологических процессов пищевой промышленности» (Оренбург, ОГУ, 1996), «Совершенствование технологических процессов» (Оренбург, ОГУ, 1993), «Обеспечение продовольственной безопасности» (Оренбург, ОГУ, 2000),
«Пищевые продукты XXI века» (Москва, МГУПП, 2001), посвященной 80-лсшю специальности «Технология хранения и переработки зерна»
(Москва, МГУПП, 2002), «Проблемы переработки крупяных культур» (Москва, МГУПП, 2003), «Перспективы развития пищевой промышленности» (Оренбург, ОГУ, 2005), «Актуальные проблемы подготовки специалистов для пищевой промышленности» (Уфа, ОГУ, 2005), «Масложировой комплекс России новые аспекты развития» (Москва, МПА, 2006 ), «Качесіво зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий» (Москва, МПЛ, 2006), «Кондитерские изделия XXI века» (Москва, МПА, 2007)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 57 рабо г, в гом числе монография, 17 статей в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, 2 патента на изобретение
Структура и объем работы
