Введение к работе
Введение
Актуальность темы. Одним из наиболее эффективных природных соединений детоксикации организма от радионуклидов, тяжелых металлов и других токсичных веществ является пектин в его различных формах - лечебных препаратах и пищевых изделиях.
Учитывая особые физико-химические и потребительские
свойства пектиновых веществ, изыскание новых видов сырья для
выработки пектина, исследование, совершенствование
существующих - и разработка новых технологий его производства в силу значительного превышения его потребности от объема производства, является актуальной задачей. Так, в 1985-1995 гг. в бывшем Союзе вырабатывалось лишь 550-600. т яблочного, свекловичного и цитрусового пектина при его потребности только для профилактических целей более 200 тыс,т в год.
Другим важнейшим аспектом рассматриваемой проблемы является то, что пектин как природный комплексообразователь вызывает повышенный интерес не только тем, что он в мировой практике изучен недостаточно, но и как крайне необходимый препарат для применения в условиях ухудшения экологической обстановки и загрязнения окружающей среды.
Главной причиной задержки роста объема производства пастиломармеладных изделий является недостаточное обеспечение отраслей промышленности студнеобразующими веществами, в том числе пектином.
Перед суверенной Республикой Узбекистан остро 'встала проблема обеспечения страны сахаром и выработка продуктов питания на его основе.
Из создавшейся ситуации есть лишь ..один выход-срочная организация собственного производства сахара.,.
Анализ состояния производства и потребления сахара и его заменителей в мире показывает, что за последние 10-15 лет в США, Японии и европейских странах организовано и развивается быстрыми темпами производство глюкозно-фруктозных сиропов из сахаросодержащего сырья. Ими можно. успешно заменять сахар почти во всех случаях.
Учитывая такие положительные достоинства сахаросодержащего растения - сахарного сорго, как засухо- и солеустойчивость, высокоурожайность и технологичность, считаем целесообразным организовать выпуск пищевого концентрированного глнжозно-фруктозного сиропа на его основе.
В связи.„с этим разработка и внедрение новых технологий пектиновых и сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного, сырья и производство продуктов питания на их основе является важной народнохозяйственной задачей. '''
Цель работы заключается в разработке теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных технологических процессов производства пищевого порошкообразного пектина и глюкозно-фруктозного сиропа из нетрадиционных видов сыря с их практической реализацией.
В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи:
-разработаны технологические процессы и режимы подготовки хлопковой створки к гидролизу-экстрагированию;
-определены технологические режимы гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ;
-предложены способы интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ;
-на основе результатов многочисленных сравнительных экспериментов по осаждению пектиновых веществ выбран эффективный осадитель;
-разработаны нормативно-техническая документация на сырье и пектин, технологические регламенты и проектно-техническая документация для проектирования пектиновых предприятий, работающих на отходах хлопководства;
-научно обоснована целесообразность организации в условиях республики выпуска сахаристых веществ (глюкозно-фруктозного сиропа) из нетрадиционного вида сырья - сахарного сорго;
-изучены динамика накопления сахаристых веществ в различных сортах сахарного сорго и физико-химические свойства сахаристых веществ в зависимости от технологических параметров и режимов;
-разработаны технологические параметры и режимы: подготовки сахарного сорго, извлечения сахаристых веществ, а также способы очистки глюкозно-фруктозного сиропа;
-проведены медико-биологическая и санитарно-токсикологи-ческая оценка глюкозно - фруктозного сиропа сахарного сорго;
-разработана нормативно-техническая документация на сырье и глюкозно-фруктозный концентрат, на его основе организовано постоянно действующее производство сахаристых веществ из сахарного сорго;
-предложены и апробированы в промышленных условиях рецептуры продуктов питания на основе пектина и сахаристых веществ из нетрадиционных видов сырья.
Научная новизна. Разработаны научные основы технологических процессов пектинового производства из нетрадиционного вида сырья-хлопковой створки.
Создано новое направление в технологии сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго, обоснована его перспективность.
Достигнуты следующие новые научные результаты:
-исследованы и разработаны режимы процесса подготовки хлопковой створки к гадролизу-экстрагированию;
-установлено влияние основных факторов процесса гидролиза-
экстрагирования пектиновых веществ на выход- ж физико-
химические свойства целевого продукта; > ~ л _.. .
-проведено комплексное исследование влияниягогрежимных факторов на кинетику извлечения пектиновых веществ; доказана целесообразность предварительной гидратации измельченной хлопковой створки как интенсифицирующего фактора;
-определено соотношение сырья к гидролизующему агенту, обеспечивающее максимальный выход пектина и рациональное использование экстрагента;
-выбран гидролизующий агент и установлена его концентрация, обеспечивающая достаточно полный гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ хлопковой створки;
-установлен температурный режим гидролиза - экстрагирования пектиновых веществ;
-определена продолжительность извлечения пектиновых веществ в процессе гидролиза-экстрагирования;
-исследован и выбран эффективный осадитель для выделения пектиновых веществ из экстракта хлопковой створки;
-изучена динамика накопления сахаристых веществ в различных сортах сахарного сорго;
-разработаны технологические процессы и режимы подготовки сахарного сорго к извлечению сахаристых веществ;
-установлены температурный режим и продолжительность извлечения сахаристых веществ из сахарного.сорго;
-исследрваны. и выбраны эффективные способы и средства очистки глюкозно-фруктозного сирота из^сахарного сорго.
-разрабо^аньг^рецептурыд^н на основе
пектина и сахаристых веіпеств ..иэ^нетрадицир.нных видов сырья.
Основньде: долсщеншь выносимые на защиту; , Іііаучное обоснование,-возможкрсти,-!-иі-целесообразности использования хлопковой створки в производстве пектина.
2,Обоснование оптимальных .^технологических: параметров и режимов технологии пектиновых веществ И3:отходов хлопководства.
З.Научное обоснование возможности- 'Жл целесообразности организации в Республике Узбекистан производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго. ,г, . ^ ='; .
4.0боснование оптимальных технологических параметров и режимов.технологии производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго. _ ...
5.0босн^вание 1( эффективных способов и средств очистки глюкозно^фруктознргосарогіа из сахарного сорго.
6. Разработка- рецептуры продуктов питания с использованием пектина и сахаристых веществ по новой технологии из нетрадиционных видов растительного сырья.
Практическая ценность рабшы, Прикладная значимості
работы обусловливается предложенными эффективным]
инженерно-технологическими приемами и принципами системного построения технологических схем, позволяющими организовать на промышленном уровне новые производства сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного сырья, повысить качество и выход конечного целевого продукта, в сравнительно короткие сроки внедрить новые технологии получения пищевого пектина, глюкозно-фрукгозного концентрата и пищевых продуктов на их основе.
Ряд разработок диссертации выполнен на уровне изобретений. Разработана и внедрена в опытно-промышленных условиях технология производства пектиновых и сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного сырья.
Опытно-промышленный выпуск порошкообразного пектина освоен в экспериментальном производстве "Пахта" Чиназского района Ташкентской области.
На основании результатов исследований в 1995 г. разработанная технологическая линия производство глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго введена в опытно-промышленную эксплуатацию в агрофирме "Ижодкор" Наманганского района Наманганской области.
Результаты, выводы, предложения и рекомендации диссертационной работы нашли практическое применение в :
-разработке технологической схемы подготовки хлопковой створки к процессу извлечения пектиновых веществ;
-интенсификации процессов извлечения пектина из хлопковой створки в промышленных экстракторах пектинового производства;
-выборе оптимальных технологических параметров и режимов выделения пектина из жидкой фазы;
-выборе оптимального осадителя для осаждения пектиновых веществ из экстракта хлопковой створки;
-разработке технологического регламента для проектирования опытно-промышленного производства пектина из отходов хлопководства;
-аппаратурном оформлении технологических процессов получения пектина, кормов и биогумуса из отходов хлопководства;
-разработке технических условий для створок хлопковых коробочек (ТУ-10-03 УзССР 41-88) и пищевого порошкообразного пектина из хлопковой створки (ТУ-10-03 УзССР 42-88);
-создании типового проекта для строительства завода по производству пищевого порошкообразного пектина, кормов и биологического удобрения из отходов хлопководства;
-разработке технологической схемы подготовки стеблей сахарного сорго к процессу извлечения сахаристых веществ;
-определении оптимальных технологических параметров и режимов извлечения сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго;
-разработке эффективного метода очистки и осветления сахарного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго:
-разработке технических условий для стеблей сахарного сорго (ТУ-РУз 46-41-95) и пищевого концентрированного глюкозно-фрукгозного сиропа из стеблей сахарного сорго (ТУ РУз -46-42*95);
-оформлении первичного токсикологического паспорта на
концентрированный глюкозцр-фруктозный сироп из стеблей
сахарного сорго; т;зя: >
-разработке технологического, регламента для проектирования опытно-промышленного производства гщщевого концентрированного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго;
-составлении нормативно-технической документации;;. >для
производства пищевых продуктов с использованием пищевого
пектина из хлопковой створки и концентрированного глюкозно-
фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго. j;..
Личный вклад автора в работы, составляющие основу; настоящей диссертации, состоит в общей постановке задач, проведении исследований, экспериментов, анализов и обобщений научных результатов, формулировке найденных закономерностей, непосредственном участии и руководстве практической реализацией результатов. Выводы и рекомендации, приведенные в работе, получены лично автором.
Достоверность работы. Достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с помощью современных методов и средств, а также положительными результатами промышленных испытаний. Все экспериментальные исследования проведены в соответствии с общепринятыми методиками и ГОСТами с использованием измерительной аппаратуры высокой точности, и базируются на критериях качества применяемости конечного целевого продукта.
Реализация результатов работы. Разработанный технологический регламент использован в проектно-сметной документации для строительства ,,ош>гшо-экспериментального пектинового завода мощностью 100 т пектина в год в г. Джетысае.
Результаты исследований.,; использованы при разработке типового проекта завода по производству пищевого порошкообразного пектина мощностью 100 т пектина, 1600 т кормов и 2000 т биологического удобрения в год из отходов хлопководства, типового проекта постоянно действующего производства "сахаристых веществ (глюкозно-фруктозный сироп) из стеблей сахарного сорго мощностью 500 тв год, а также нормативно-технической документации на подготовку и организацию производства пектиновых и сахаристых веществ и пищевых продуктов на их основе.
Апробация результатов работы. Основные теоретические и прикладные результаты,, диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на Республиканской научно-технической конференции "Научно-практичестсие -> аспекты
комплексного использования хлопчатника как сырья для пищевой промышленности" (г.Ташкент, 13-14 марта 1990г.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути повышения рентабельности работы перерабатывающей промышленности" (г. Коканд, 16-17 мая 1990г.); региональном семинаре - совещании "Актуальные проблемы хранения и переработки пищевой и сельскохозяйственной продукции" (г.Бухара, 23-26 октября 1990г.); расширенном научнее-техническом совете пищевых отраслей СредазНИПКИпищепрома (г. Ташкент, 29 октября 1990т; 15 мая 1992г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем страны" (г.Чимган, Ташкентская область, 17-19 апреля 1991г.); Ш -Всесоюзном семинаре молодых ученых и специалистов "Новые идеи в растениеводстве и пути их реализации" (г.Воронеж, 13-15 июля 1991г.); Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий и оборудования, новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК" (г. Киев, КТИПП, 24-26 сентября 1991г.); Ш- и 4-научно-техническом семинаре Ассоциации "Пектин" "Электротехнология пектиновых веществ" (г.Киев, КТИПП, 17-19 февраля 1992- 1993гг.); расширенном совместном заседании проблемной научно-исследовательской лаборатории и кафедры технологии сахара и сахаристых веществ КТИПП (г.Киев , 5 мая 1992г.); научно-практической конференции, посвященной 75-летию ТашГУ (г.Ташкент, 20 сентября 1994г.); Всероссийском научно-техническом семинаре-совещании "Научные и практические пути решения проблемы производства пектина" (Краснодар, 12-14 октября 1993-1995 гг.); Международной научно-технической конференции "Проблемы вовлечения в сельскохозяйственное производство новых нетрадиционных культур и разработка основ их переработки" (г.Ташкент, УзАСХН, 4-6 сентября 1995г.); Международной научно-технической конференции "Проблемы инновационного процесса в условиях перехода к рыночным экономическим отношениям" (г. Ташкент, ГКНТ РУз, 7-8 сентября 1995 г.); Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (Беларусь, г.Могилев, 22-24 ноября 1995г.);Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" {г.Самарканд, 20-22 сентября 1996 г.); Республиканском научно-техническом коллоквиуме "Независимость республики - гарант развития науки и технологии" (г.Ташкент, 5-6декабря 1996г.); Республиканской научно-технической конференции "Научно-практические основы переработки сельхозпродуктов" (г.Бухара, 26-28 ноября 1996г.); расширенном заседании ученого совета Бухарского технологического института пищевой и легкой промышленности (г.Бухара, 28 ноября 1996г.); расширенном совместном заседании научно-технического и ученого совета Самаркандского отделения АН РУз и
Самаркандского кооперативного института (г.Самарканд, 19 марта
1998 г.). г
Научные разработки в 1989-1992 гг. экспонировались на ряд выставках Республики Узбекистан; в 1994-1997 гг. - в выставочном зале ГКНТ РУз.
Тематика исследований входила в планы важнейших комплексных программ научно-исследовательских работ ГКНТ СССР .{постановление ГКНТ СССР от 14.03.90. №193) "Создать новую безотходную технологию по получению пищевого пектина из хлопковой створки", планы важнейших направлений государственных научно-технических приоритетов. ГКНТ РУз (постановление ГКНТ РУз от 20.05.93, №19) "Разработка технологических линий и оборудования мини-производств для переработки сельхозпродукции", (постановление ГКНТ РУз от 03.02.94. №3), "Разработка технологических линий и создание опьггно-промьдаленного производства концентрированного сиропа из" сахарного сорго", (постановление ГКНТ РУз от 07.07.95. №19) и включена в сводные планы НИОКР СредазНИПКИпищепрома, БухТИПиЛП и Экспериментальной научно-производственной агрофирмы "Ижодкор".
Публикации. Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы изложены в 72 печатных работах, в том числе з двух монографиях (Муминов Н. Ш., Саломов Х.Т. "Производство пектина из растительного сырья". Изд. ГКНТ РУз, 240с, 1995г.; Муминов Н. III. 'Технология производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго". Изд. "Фан" АН РУз, 165с, 1997г.), 12 авторских свидетельствах и патентах на изобретения и 15 статьях в зарубежных и республиканских научных журналах, а также более чем в 40 тезисах докладов различных международных и республиканских научно-технических конференций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,' 13 глав, заключения, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и 30 приложений.
