Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 7
1.1 Химический состав плодов рябины черноплодной и продуктов их переработки 7
1.2 Хранение растительного сырья 12
1.2.1 Способы предварительной подготовки и методы хранения растительного сырья 13
1.2.2 Изменение химического состава растительного сырья при предварительной подготовке и хранении 17
1.3 Способы переработки плодово-ягодного сырья 23
1.3.1 Способы переработки плодов и их влияние на состав получаемых продуктов 23
1.3.2 Экстрагирование БАВ 27
1.3.2.1. Влияние технологических параметров на процесс экстрагирования 28
1.3.2.2 Методы экстрагирования и используемое оборудование 32
1.4 Выводы по аналитическому обзору и постановка задач исследования 38
2 Методы проведения экспериментов и обработки результатов 42
2.1 Методика сбора сырья 42
2.2 Методика хранения ягод при отрицательных температурах 42
2.3 Подготовка плодов для исследования 43
2.4 Методика измельчения сырья на шнековом и ножевом прессах..43
2.5 Методика размораживания плодов 43
2.6 Методы определения органолептических характеристик экстрактов 44
2.7 Определение влажности сырья 44
2.8 Определение плотности экстрактов 44
2.9 Определение содержания экстрактивных веществ 44
2.10 Методы определения содержания биологически активных веществ в плодах рябины черноплодной 44
2.10.1 Определение содержания витамина С 44
2.10.2 Определение содержания суммы Р-активных веществ...44
2.10.3 Определение содержания дубильных веществ 45
2.10.4 Определение содержания антоцианов 45
2.10.5 Определение содержания флавоноидов 45
2.10.6 Определение содержания редуцирующих веществ 45
2.11 Определение содержания экстрактивных веществ в исходном сырье 45
2.12 Методика исследования влияния гидромодуля на степень извлечения БАВ и затраты при получении концентрированных экстрактов 46
2.12.1 Исследование влияния гидромодуля на степень извлечения БАВ из жома плодов 46
2.12.2 Исследование влияния гидромодуля на затраты при получении концентрированных экстрактов 47
2.13 Определение гранулометрического состава послеэкстракционного шрота 49
2.14 Методика исследования процесса экстрагирования БАВ из жома плодов черноплодной рябины в движущемся потоке 49
2.14.1 Схема, устройство и принцип действия установки для экстрагирования БАВ в движущемся потоке 49
2.14.2 Методика проведения опытов 51
2.14.3 Методика исследования кинетических характеристик массопередачи 51
2.14.3.1 Методика исследования динамики вымывания извлекаемого компонента из твердой фазы 51
2.14.3.2 Методика определения объемного коэффициента массопередачи 52
3 Экспериментальная часть 55
3.1 Исследование химического состава плодов черноплодной рябины, произрастающей в Красноярском крае 55
3.2 Хранение плодов черноплодной рябины 58
3.3 Исследование влияния методов и условий разделения плодов на выход фаз, распределение и сохранность БАВ 63
3.3.1 Исследование шнекового разделения плодов рябины черноплодной 64
3.3.2 Исследование ножевого измельчения плодов рябины черноплодной 68
3.4 Исследование процесса экстрагирования БАВ из жома плодов черноплодной рябины 70
3.4.1 Влияние условий подготовки ягод на выход БАВ при экстрагировании 72
3.4.2 Влияние соотношения массовых расходов растворителя и сырья на выход экстрактивных и биологически активных веществ при экстрагировании 76
3.4.3 Влияние соотношения массовых расходов растворителя и сырья на затраты при получении концентрированных экстрактов 79
3.4.4 Исследование кинетики извлечения экстрактивных веществ из жома плодов 81
3.4.5 Изучение зависимости объемного коэффициента массопередачи от режимных условий экстрагирования 91
4 Технологическая часть 94
4.1 Описание аппаратурно-технологической схемы переработки плодов черноплодной рябины 94
4.2 Технико-экономические показатели комплексной переработки плодов рябины черноплодной 98
Основные выводы и результаты по работе 101
Список используемой литературы 103
Приложение 122
- Хранение растительного сырья
- Методика хранения ягод при отрицательных температурах
- Хранение плодов черноплодной рябины
- Технико-экономические показатели комплексной переработки плодов рябины черноплодной
Введение к работе
Некоторое время назад возникла проблема поиска альтернативных источников биологически активных веществ (БАВ). Существующие на сегодняшний день химические методы их получения зачастую оказываются достаточно дорогими и сложными. Синтезируемые соединения необходимо подвергать многоступенчатой процедуре очистки от разнообразных побочных продуктов синтеза. Кроме того, перед использованием таких препаратов в пищевой, медицинской и фармацевтической промышленности неизбежны длительные, многочисленные и дорогостоящие тесты на отсутствие токсичности и аллергенных свойств.
Проблема может быть отчасти решена путем извлечения натуральных целевых компонентов из растительного сырья.
Растения Сибирского региона содержат в своем составе множество веществ обладающих уникальными свойствами. Большой интерес в этой связи проявляется к плодово-ягодным ресурсам, переработка которых с целью получения биологически активных соединений имеет целый ряд преимуществ перед химическим синтезом с аналогичными целями, поскольку для их произрастания не требуется создания сложных специальных условий, представлены они в количестве, достаточном для переработки в промышленных масштабах. Немаловажным фактором, свидетельствующим в их пользу, является и возможность сбора в удаленных от промышленной зоны районах. Плодовые растения обладают достаточно стабильной и высокой урожайностью, относительной устойчивостью к неблагоприятному воздействию климатических условий. Большая часть представителей рассматриваемой группы растений издавна используется в питании, а также вызывает заслуженный интерес со стороны медицины, фармакологии, косметологии и других отраслей.
В настоящее время ресурсы такого типа либо перерабатываются с получением весьма ограниченного числа продуктов, либо не используются совсем. Причиной этого является отсутствие технологий их комплексной переработки. Сложившаяся ситуация ведет к тому, что огромная масса ценных соединений оказывается практически невостребованной. В связи с этим возникает необходимость разработки и внедрения современных и научно обоснованных технологий комплексного использования сырьевых ресурсов растительного происхождения.
Из числа плодовых можно выделить черноплодную рябину (арония) -Агопіа Melanocarpa, плоды которой являются объектом настоящего исследования.
Вовлечение в хозяйственный оборот плодов указанного растения весьма целесообразно, так как они содержат в своем составе широкий спектр БАВ, обладающих высокой положительной активностью по отношению к процессам, протекающим в живых организмах.
Хранение растительного сырья
При организации работы с плодовым сырьем необходимо учитывать, что этап сбора ягод довольно кратковременен (1-2 месяца), а период их переработки длится в течение года. Таким образом, возникает необходимость создания условий, обеспечивающих в течение длительного времени медленное дозревание с сохранением максимальной устойчивости к физиологическим заболеваниям, задерживающих процессы порчи, без снижения ценных потребительских качеств.
Все способы обработки и хранения растительного плодоовощного сырья по степени изученности и применения в производстве можно объединить в две группы. В первую входят теоретически обоснованные, широко апробированные на практике методы. Самые распространенные из них - сушка и замораживание. Сюда относят и разнообразные способы консервирования (введение пищевых добавок, пастеризация, стерилизация и др.). Ко второй группе можно отнести способы, находящиеся в стадии изучения, эффективность которых пока недостаточно подтверждена в производственных условиях. К ним относятся: радиопастеризация, электроантисептирование, облучение синим светом, обработка различными веществами против прорастания и фитопатогенных заболеваний, использование упаковок, специальных покрытий, вкладышей, содержащих антисептики, и многие другие [29].
Один из распространенных способов обработки плодов перед хранением - сушка. Сушеные продукты хорошо сохраняются, так как в них содержится мало влаги, что препятствует развитию микроорганизмов, вызывающих порчу [30].
Известно множество вариантов высушивания плодов [29 - 34]. Все они схожи в том, что плоды подвергаются действию положительных температур от 20 до 80 С, продолжительность процесса составляет от 2 ч до нескольких суток. Хранятся высушенные плоды в сухом, прохладном месте, в деревянных ящиках, фанерных, картонных коробках, упакованными в пергаментную бумагу или полиэтиленовые пакеты.
Хранение материалов с низкой влажностью позволяет сохранять длительное время пищевкусовые и другие свойства растительного сырья, однако достаточно высокие температуры процесса сушки, большая продолжительность и неизбежная аэрация, приводят к интенсификации процессов дозревания, протекающих за счет использования ценных компонентов. Так известно, что сушка плодов и овощей на воздухе вызывает значительные потери многих БАВ [34, 39-44].
Одним из способов подготовки плодов к хранению является консервирование, проводимое различными способами [21], например: в собственном соку, при перетирании плодов с сахарным песком, путем нагревания (пастеризация, стерилизация). Такая обработка обеспечивает увеличение сроков хранения, однако довольно значительно меняются органолептические характеристики и, вследствие разрушения термолабильных БАВ, снижается пищевая ценность растительного сырья.
Существуют способы обработки различными антисептиками (химическими консервантами). Известно много веществ, угнетающих пагубную микрофлору сырья. Так, обрабатывая плоды сернистым ангидридом, можно увеличить сроки их хранения. Применяют также бензойную, сорбиновую, борную, салициловую, уксусную кислоты и другие химические консерванты [34]. Однако следует учитывать, что многие используемые в таких случаях вещества вредны для человека, способны вызывать аллергические реакции и, накапливаясь в организме, влиять на здоровье последующих поколений. Некоторые из применяемых веществ придают плодам посторонний привкус, изменяют органолептические характеристики получаемых продуктов. Не последнюю роль играет и стоимость применяемых препаратов.
Одним из направлений в борьбе за сохранение качества урожая является предварительное замораживание и хранение его в охлажденном виде [29-36].
Отличных успехов в обработке холодом и последующем хранении добились в Киеве, Москве, Санкт-Петербурге и Ростове [5, 7]. По разработанным технологиям охлажденные плоды до весны полностью сохраняют присущий им вкус, цвет и аромат. Плоды замораживаются в полихлорвиниловых мешочках, при температуре минус 30 С. Затем их помещают в камеру с температурой не выше минус 18 С для хранения.
Охлаждение может вестись при различных температурных режимах. По утверждению автора [30] эффективными являются температуры минус 30 С и ниже. Ягоды выдерживают в скоростном потоке охлажденного воздуха, продуваемого сквозь слой. При этом они сохраняют натуральный внешний вид и высокое качество. Хранение осуществляется в холодильных камерах при температурах минус 18 - 15 С в пакетах из ламинированного картона, целлофана или полиэтиленовой пленки.Предварительная упаковка в пленку позволяет значительно увеличить сроки хранения плодов, так как при этом задерживаются процессы их созревания [36].
В работе [31] предложено проводить замораживание и хранение в морозильных камерах бытовых холодильников при температуре минус 18 С или холодильниках-морозильниках при температуре минус 25 С. При температуре минус 12 С плоды можно хранить без заметного ухудшения их качества в течение пяти - шести месяцев, а при температуре минус 18 С до одного года и больше.
Известна технология обработки ягод холодом с использованием в качестве хладагента гранулированного диоксида углерода (сухого льда) [35], разработаны режимы холодильного хранения ягод в обычной атмосфере и модифицированной газовой среде [37].
В работе Batzer U. и Helm H.-U. [38] приведены результаты длительного холодильного хранения ягод черной смородины, малины, земляники, черники, крыжовника, ежевики помещенных в модифицированную газовую среду (10-20% С02 и 1,5-3% 02). Установлено, что высокие концентрации С02 не лучшим образом влияют на органолептические свойства ягод.
Использование гранулированного диоксида углерода, контролируемой газовой среды неизбежно приводит к усложнению технологии и увеличению стоимости продукта. При использовании таких современных методов необходимо предварительно проводить их доскональное изучение и принимать во внимание экономическую целесообразность, так как обычно
Методика хранения ягод при отрицательных температурах
Свежесобранное сырье расфасовывается в герметичные полиэтиленовые пакеты и хранится в холодильной камере при температуре минус 20 ± 2 С [148]. В процессе хранения при отрицательных температурах определяется содержание БАВ в плодах с периодичностью в одну неделю. По результатам определяется сохранность БАВ в плодах в процессе хранения по формуле: Ск — содержание вещества в плодах в определенный момент времени хранения, % а.с.с; Сн - содержание вещества в плодах на момент закладки на хранение, % а.с.с. Затем строятся графические зависимости изменения содержания БАВ в плодах черноплодной рябины в процессе хранения при отрицательных температурах. Масса сырья, требуемая для проведения экспериментов и определения в ней содержания БАВ, отбирается путем квартования [149, 156]. Навеска плодов загружается через воронку в цилиндрический корпус шнекового или ножевого измельчителя. Измельчённая масса выгружается в приемник. В опытах определяется содержание БАВ в исходном сырье, потери сырья при измельчении и отбираются пробы для анализа на содержание БАВ в получаемых продуктах. На основании результатов вычисляется сохранность БАВ при измельчении плодов, которая представляется (в %) как доля от содержания в исходном сырье. Выход продукта и потери сырья выражаются (в %) как доля от массы исходного сырья. При измельчении плодов на ножевом прессе используются фильеры с диаметром отверстий 5,1,9 мм. Замороженные плоды, хранимые при температуре минус 20 ± 2 С, вынимаются из морозильной камеры и помещаются в бытовой холодильник, в котором выдерживаются 24 ч при температуре плюс 5 + 2 С. Методы определения органолептических характеристик экстрактов Определение внешнего вида, цвета, вкуса и запаха экстрактов проводится по ГОСТ 14618.0-78, раздел 3 «Методы органолептических анализов» [150]. 2.7 Влажность определяется по методике 2.8 Определение плотности экстрактов Плотность плодового экстракта определяется по ареометру с ценой деления 0,001 г/см3 [151]. 2.9 Определение содержания экстрактивных веществ Содержание экстрактивных веществ определяется согласно [153]. 2.10 Методы определения содержания биологически активных веществ в плодах рябины черноплодной 2.10.1 Определение содержания витамина С Определение содержания витамина С проводится титриметрическим методом [155]. 2.10.2 Определение содержания суммы Р-активных веществ Количественное определение суммы Р-активных веществ проводится титриметрическим методом [149, 156]. 2.10.3 Определение содержания дубильных веществ Содержание дубильных веществ определяется титриметрическим методом Левенталя [149, 156]. 2.10.4 Определение содержания антоцианов
Суммарное содержание антоцианов определяется спектрофотометрическим методом [157]. 2.10.5 Определение содержания флавоноидов. Суммарное содержание флавоноидов определяется спектрофотометрическим методом [158]. 2.10.6 Определение содержания редуцирующих веществ Содержание редуцирующих веществ определяется эбулиостатическим методом [149, 156]. 2.11 Определение содержания экстрактивных веществ в исходном сырье Навеска сырья - М„ (твердая фаза) подвергается исчерпывающему экстрагированию в аппарате Сокслета по методике [149]. Измеряется объем полученного экстракта — УЭКСтр (м , жидкой фазы) и определяется содержание ЭВ в жидкой фазе - у11редел (кг/м3) (см. п. 2.9.). Масса ЭВ в жидкой фазе - Мэв определяется по формуле: Мэв V экегр Упредел Л Г) Рассчитывается масса рафината — абсолютно сухого сырья после полного извлечения ЭВ - инертной твердой фазы: М„ - масса абсолютно сухой навески сырья до исчерпывающей экстракции, кг. Содержание ЭВ в рафинате - х„ (кг/кг) определяется по формуле: Для определения рациональных условий проведения процесса приготавливаются извлечения БАВ, экстрагирование осуществляется на лабораторной встряхивающей установке (вибростенд) в течение двух часов при амплитуде Зсм и частоте 150 колебаний в минуту, при значениях гидромодуля варьируемых в пределах от 3 до 70, в качестве растворителя используется водноспиртовая смесь с содержанием этилового спирта 60 % об., при температуре 50 С. Такой выбор режимных параметров процесса экстрагирования БАВ из жома плодов черноплодной рябины обусловлен результатами исследований авторов [43, 131-135], которые утверждают, что при указанных режимах степень извлечения большинства БАВ максимальна. В эксперименте определяется содержание БАВ в исходном сырье до экстрагирования и в полученных экстрактах. По их отношению рассчитывается степень извлечения БАВ, которая представляется (в %) как доля от содержания в исходном сырье. По полученным результатам строятся графические зависимости степени извлечения БАВ от величины гидромодуля. В получаемых при различных значениях гидромодуля экстрактах определяется, согласно (см. п. 2.9.), содержание ЭВ (у, кг/м") и плотность (р, кг/м ) (см. п. 2.8.). Относительная концентрация ЭВ в экстракте - х (кг/кг) рассчитывается по формуле: Выход ЭВ - В (% от а.с.с.) считается по формуле: где, V3KCTpaKTa - объем получаемого экстракта, MJ; М ахх. - масса абсолютно сухого сырья, кг Полученные экстракты упариваются при температуре 60 С и остаточном давлении 0,4 ат до определенной концентрации ЭВ, значение которой принято близким к имеющимся в продаже в аптечной сети аналогичным продуктам, и равняется содержанию сухих веществ в извлечении, полученном при минимальном гидромодуле 3 - 0,0327 кг/кг. Учитываются также среднерыночные цены на сырье и энергию для получения жидких и концентрированных экстрактов. Удельная теплота парообразования экстрагента - гсмеси, рассчитывается по правилу аддитивности. При всех режимах экстрагирования определяется расход экстрагента -Єгжстр (КГ) на получение жидкого экстракта с фиксированной, для всех случаев, массой ЭВ, равной 1 кг, по формуле: Стоимость расходуемой массы экстрагента определяется по формуле: где, S-,KCTp, 8этанол, SB0;w - стоимости экстрагента, этанола и воды, соответственно, руб. Определяются расход ягоды - Gmoia и её стоимость - 8ягода на получение жидкого экстракта с массой ЭВ, равной 1 кг, с учетом выхода ЭВ (% от а.с.с.) и влажности сырья, по формулам: где, В - выход ЭВ, % от а.с.с; 1,8 — коэффициент учета влажности плодов 80 % а.с.с. где, Zmo u1 - цена 1 кг плодов, руб. Затраты на получение жидкого экстракта, содержащего 1 кг ЭВ, определяются путем суммирования стоимости экстрагента и сырья. Масса жидкого экстракта до упаривания рассчитывается суммированием расхода экстрагента и массы ЭВ в экстракте, равной 1 кг. Масса испаряемой жидкости (W, кг) определяется из условий, что все полученные жидкие экстракты необходимо упарить до массы экстракта, полученного при минимальном гидромодуле. Расход тепла (Q, Гкал) на парообразование испаряемой жидкости рассчитывается по формуле: Стоимость пара - Snap, определялась по формуле: где, Z,wp - цена 1 кг пара, руб. Отсюда сумма затрат на получение упаренного экстракта с содержанием ЭВ, равным 1 кг, определяется по формуле: С учетом массы продукта после упаривания и суммы затрат на его получение рассчитывалась стоимость 250 г упаренного экстракта, полученных при различных значениях гидромодуля. Для изучения фракционного состава шрота и его изменения в процессе экстрагирования различными способами используется сухой ситовой рассев [154]. Полученный послеэкстракционный шрот выдерживается до воздушно-сухой влажности при периодическом встряхивании с целью обновления поверхности и уменьшения продолжительности сушки. Затем определяется фракционный состав всех опытных партий шрота и рассчитывается средний диаметр частиц. Полученные для всех способов экстрагирования результаты представляются графически. 2.14 Методика исследования процесса экстрагирования БАВ из жома плодов черноплодной рябины в движущемся потоке 2.14.1 Схема и принцип действия установки для экстрагирования БАВ в движущемся потоке Схема экспериментальной экстракционной установки представлена на рисунке 2.14.1.
Хранение плодов черноплодной рябины
Основная масса собранных в осенние месяцы плодов перерабатывается в течение годового цикла. В связи с этим возникает необходимость хранения сырья на протяжении длительного периода времени. Задачей хранения является создание условий, обеспечивающих медленное дозревание растительного сырья, задерживающих процессы старения, сохраняющих устойчивость к заболеваниям без снижения ценных качеств. На сегодняшний день, исходя из сведений, представленных в аналитическом обзоре, задача успешно решается при хранении плодового сырья в условиях отрицательных температур, наиболее целесообразный интервал которых минус 20+2 С. Большая часть исследований в этом направлении акцентируется на общих вопросах сохранения качества сырья, в меньшей степени принимаются во внимание изменения количественного состава БАВ. Динамика БАВ в плодах черноплодной рябины практически не изучена, а этот немаловажный фактор влияющий на сроки переработки плодов и состав получаемых продуктов.
В настоящей главе излагаются экспериментальные результаты изучения годовой динамики БАБ ягод рябины черноплодной, хранимых при температуре минус 20±2 С.
На рисунке 3.2.1 представлена динамика сохранности витамина С.Наиболее интенсивно (до 67 % от исходной массы) содержание витамина С снижается в период до 30 недели хранения. Затем до 40 недели доля его в плодах уменьшается незначительно (на 2 %), а к концу годового цикла сохранность составляет 65 %. Витамин С довольно неустойчивое соединение, способное легко переходить в более стабильную форму -дегидроаскорбиновую кислоту, не обладающую присущей аскорбиновой кислоте биологической ценностью.
Вероятнее всего [43, 57], изменения в содержании аскорбиновой кислоты обусловлены активностью протекающих биохимических процессов в первые месяцы хранения плодов, с участием в них аскорбиновой кислоты.
Динамика веществ фенольного комплекса представлена на рисунке 3.2.2.Кривая изменения сохранности суммы Р-активных веществ состоит из трех участков. На начальном, длительностью 8 недель, происходит существенное (до 55 %) снижение содержания суммы Р-активных веществ. Затем следует второй период с 8 по 22 недели, когда сохранность веществ несколько увеличивается. На третьем участке содержание суммы Р-активных соединений не изменяется.
В течение 4 недель хранения сохранность дубильных веществ снижается до 70 %. Далее начинается увеличение их содержания и к 20-22 недели оно достигает максимального значения - 150 %, превышающего содержание в исходном сырье в 1,5 раза. Затем с 22 по 40 недели наблюдается снижение сохранности дубильных веществ до 85 %. В дальнейшем их содержание изменяется не значительно.
Изменение содержания флавоноидов и антоцианов протекает в течение года одинаково, различны только значения их сохранности. Так снижение их содержания протекает вплоть до 4 недели хранения, сохранность флавоноидов составляет 60 %, антоцианов 50 %. С 6 по 18 недели наблюдается накопление указанных соединений, содержание флавоноидов увеличивается до исходного. Сохранность антоцианов возрастает до 90 %. С 20 по 36 неделю сохранность антоцианов и флавоноидов снижается до 40 % и 60 %, соответственно. В дальнейшем значительного изменения их содержания не наблюдается.
Таким образом, динамика Р-активных соединений, дубильных веществ, флавоноидов и антоцианов в плодах черноплодной рябины при низкотемпературном хранении имеет свои особенности. На протяжении первых 4-5 недель заметно разрушение указанных веществ, затем следует период их накопления, пик которого приходится на 16-22 недели, после чего опять следует снижение содержания в период до 38-40 недель и стабилизация.
Полученные результаты согласуются с выводами других авторов [43, 57]. Так наблюдаемое в работе [43] снижение и увеличение содержания витамина Р при низкотемпературном хранении плодов рябины обыкновенной автор объясняет распадом сложных комплексных соединений в процессе хранения.
В работе [57] установлено, что в процессе холодильного хранения ягод наблюдается увеличение антоциановых пигментов, что, очевидно, объясняется дозреванием плодов. Увеличение содержания флавонолов в ягодах вызвано процессом метаболизма. Наблюдается увеличение активности пероксидазы, катализирующей окислительный процесс в растительных тканях. Пероксидаза способна оказывать окислительное действие на фенольные соединения. Максимальная активность этого фермента установлена для быстрозамороженных ягод через 1,5 месяца. Эти исследования подтверждают наблюдаемое максимальное разрушение фенольных соединений, протекающее по 6 неделю хранения. Также показано [57] увеличение активности фенолоксидазы. Известно, что фенолоксидаза действует на дифенолы и полимерные соединения, в том числе на дубильные вещества. В работе в процессе холодильного хранения ягод клюквы отмечена максимальная активность фенолоксидазы через 3-4 месяца холодильного хранения. Это не совсем согласуется с полученными результатами, свидетельствующими о том, что максимальное разрушение дубильных веществ в плодах черноплодной рябины наблюдается по 4 неделю хранения. Однако возможно, что в плодах различных пород пик наступления максимальной активности ферментов различен. Дальнейшее снижение фенолоксидазной активности приводит к деградации фенольных соединений до более простых в результате интенсивного их окисления, что и вызывает
Технико-экономические показатели комплексной переработки плодов рябины черноплодной
Для оценки экономической эффективности технологии комплексной переработки плодов рябины черноплодной проведен ориентировочный технико-экономический расчёт на планируемую выработку нескольких видов продукции (кг в год): — экстракт жидкий - 20000; — экстракт густой - 4600; — сок натуральный - 50220; — пюре плодовое - 11600; — шрот- 14800; — плоды замороженные 8000. Основными критериями, определяющими экономическую целесообразность производства, являются его рентабельность и срок окупаемости. Калькуляция себестоимости и технико-экономические показатели производства представлены в таблице 4.2.1 и 4.2.2. Установлена экономическая целесообразность безотходной переработки плодов рябины обыкновенной. Уровень рентабельности производства равен 17,4 %, срок окупаемости 4,7 года. 1. Установлено, что плоды черноплодной рябины, произрастающей в Красноярском крае, являются перспективным сырьем для получения продуктов, обогащенных БАВ. 2. На основе результатов эксперимента по динамике БАВ при длительном хранении в условиях отрицательных температур определено, что наиболее целесообразным периодом переработки плодов является интервал с 10 по 32 недели хранения от момента сбора. 3. При исследовании влияния способа дробления ягод на выход фаз, распределение и сохранность БАВ установлено: при шнековом прессовании, сопровождающимся незначительными потерями сырья, выход сока из замороженных ягод ниже, чем из размороженных, но выше выход твердой фазы, при незначительных потерях сырья; при разделении замороженных плодов основная масса БАВ остается в твердой фазе, а из размороженных такие вещества, как сахара и витамин С в большей части переходят в сок, вещества полифенольной природы распределяются между фазами примерно одинаково; при ножевом измельчении потери БАВ растут с уменьшением диаметра отверстий фильеры, с точки зрения обеспечения максимальной сохранности БАВ, для измельчения плодов следует использовать нож с диаметром отверстий 9 мм. 4. Путем сравнительного изучения различных методов измельчения ягод установлено, что для последующего экстрагирования БАВ из твердой фазы наиболее целесообразно ее дробление путем шнекового разделения размороженных плодов. 5. Установлено, что процесс экстрагирования целесообразно проводить в активном гидродинамическом режиме при возможно меньших значениях гидромодуля. 6. При экспериментальном определении кинетических характеристик процесса экстрагирования параллельно уточнены представления и закономерностях переноса ЭВ из твердого тела в жидкость. 7. Впервые предложен способ экстрагирования БАВ из жома ягод рябины черноплодной при вынужденном движении системы твердая фаза -экстрагент в замкнутом контуре. 8. На основе сравнения экспериментально определенных кинетических характеристик процесса экстрагирования, подтверждена перспективность предлагаемого способа извлечения БАВ в движущемся потоке. 9. Предложена технологическая схема комплексной переработки плодов черноплодной рябины, с получением различных продуктов содержащих БАВ. На получаемые продукты составлены проекты технических условий. Перспективность использования продуктов из плодов черноплодной рябины подтверждена актом контрольной их проработки на предприятии общественного питания.
На вариант купажированного сока получен патент на изобретение RU 2372798 С1, состав купажа позволяет получать богатый БАВ продукт. Изобретением решается задача создания нового напитка из дешевого и доступного сырья, многофункционального назначения, с улучшенными органолептическими показателями, обогащенного комплексом БАВ, микроэлементов, пригодного в качестве профилактического и лечебного средства при различных заболеваниях. 11. На основе проведенных ориентировочных технико-экономических расчетов установлена экономическая целесообразность предлагаемой технологии. 1. Харламова О. Б., Кафка Б. Н. Натуральные пищевые красители. -М.: Пищ. пром-сть, 1979. - 323 с. 2. Die Naturschafft die Basis fur neue Ideen I Haendler Hans II ZSW: Zucker- und Susswaren Wirt. - 1998. - 51, 11. - С 443 - 45. 3. Трибунская А. Я., Шепелева Д. И. Биологически активные вещества плодов аронии и их изменения при хранении и переработке // Тр. 3-го Всесоюз. семинара по БАВ плодов и ягод. - Свердловск, 1968. - С. 395 -409. 4. Шапиро Д. К. Дикорастущие плоды и ягоды / Д. К. Шапиро, Н. И. Манциводо, В. А. Михайловская. - Минск, 1989. 5. Щукина В. Ф. Черноплодная рябина / В. Ф. Щукина. - Лениздат, 1967.
