Введение к работе
Актуальностьтемы. Переработка плодов и овощей как самостоятельная отрасль пищевой индустрии сформировалась сравнительно недавно в результате развития сельского хозяйства и формирования его промышленной базы. В настоящее время созранч производственные мощности по переработке плодов и овощей на основе научно обоснованных технологий. Однако отдельные производства в силу ряда причин (отсутствие специального оборудования, прогрессивных приемов, необходимой информации о биологической ценности сырья и др.) не имеют рентабельного законченного технологического цикла. Это, прежде всего, относится к переработке яблок. При наличии мощной сырьевой и промышленной базы комплексное безотходное использование яблочного сырья развито слабо. При производстве соксв из семечковых плодов получают отходы в виде выжимок, количество которых составляет, например, для яблок - 30-35. Несмотря на то, что существуют технологии переработки яблочных вдікимок с получением пектина, яблочных порошков, проблема рациональной утилизации вторичного яблочного сырья в отрасли практически не решена. Так, только в регионе Кабардино-Балкарии ежегодно образуется до 16 тыс,т.яблочных выжимок, которые не находят промышленного применения.'
Актуальность проблемі! использования яблочных выжимок определяется тем, что яблоки, являясь всецело полноценным пищевым продуктом, пройдя технологические операции по получению сока, превращаются как бы в сырье непищевого достоинства. Это приводит к искусственному уменьшению объемов пищевых ресурсов прямого использования.
Такому статусу-кво применения яблочного сырья сопеЯствовалс в основном отраслевое'научно-техническое развитие в условиях ограниченных капитальных вложений и формирование цен, при котором стоимость исходного сурья при его переработке и другие связанные с'этим затраты перераспределялись на стоимость сока. Так, при заготовительной стоимости 12 руб. за 1 кг яблок, стоимость полученного сока (7Cf от исходного) составляет 9,5 руб, а стоимость выкимок (305fc от исходного) - 2,5 руб. (данные Солдатского консервного завода Кабардино-Балкарии). '.
' Следует оті-.етить, t'To другим сдер.лівающим Лазтсром с точки арє5іия расширения объемов переработки вторичного сырья является отсутствие практически доступної" для внедрения технологий по'организации такого прсисводства на дєГстщ'юрі"х кенсерптг-'х г.ре'пт.пя.тнях.
- г -
На основании изложенного, а также в связи с тем, что в систек агропромышленного комплекса приоритетное развитие получают предпри тия по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции, реше ниє проблемы отрасли по рациональному использованию вторичных сырь вых ресурсов выдвигается в число первоочередных задач.
Диссертационная работа посвящена одному из направлений этой проблемы - переработке яблочных выжимок с целью получения жидких яектинопродуктсв.
Важнейшим аспектом рассматриваемой Проблемы является то, что ухудшение экологической ситуации во многих регионсх и загрязнение окружающей среды чужеродными металлами обуславливает использование пектина и пектинопродуктов в качестве профилактического и лечебного компонента в пищевом рационе.
Технологическое решение в предлагаемом виде столь важной зада чи для перерабатывающей отрасли пищевой-промышленности стало возмо; нкм благодаря накопившемуся техническому потенциалу по переработке плодов и овощей, а также научному вкладу ряда ученых в решение проблемы производства пектина (труды В.В.Араоимович, Г.В.Аймухамедово! В.В.Андреева, З.Д.Ащубаевой, И.С.Гулого, Л.В.Лонченко, Н.С.Карпови-ча, В.В.Нелиной, Е.В.Сапокниковой, Х.Т.Салсмова, В.И.Смоляра, А.Ф.Їан-Юнга, М.П.Филиппова, Н.П.Шелухиной, а.В.Цереветинова и др.'
Определяющими в разработанной технологии явились труды ученых Киевского технологического института пищевой промышленности, Научного центра "Биотехпереработка" Кубанского госагроунивереитета и Межреспубликанской межотраслевой научно-производственной ассоциации "Пектин", внесших существенный вклад в создание экологически ". чистой технологии пектина и пектиношх веществ.
Ць_паботы состоит в экспериментальном исследовании процессої экстрагирования яблочной выжимки; гидролиза протопектина, разделения прогидроли&ованной массы и обработки пектинового экстракта,его качества и физико-химических свойств; разработке, на основе полученных результатов, технологии переработки яблочных выжимок с полу* кием пектинопродуктов. :
В соответствии с целью определены следующие задачи;
изучить существующие способы переработки яблочных выжимок;
исследовать пищевую.ценность и биологическую активность яблочных выжимок;
исследовать извлечение из яблочных выжимок сока путем экстрагирования ;
исследовать процесс гидролиза протопектина с использованием воды, прошедшей электродиалкзную обработку (экстрагента КГИПП);
исследовать процессы технологической обработки пектинового экстракта и подобрать необходимое оборудование;
определить качественные показатели яблочного пектинового экстракта;
разработать экологически чистую безотходную технологию переработки яблочных выжимок с получением жидких пектинопродуктов.
НМНЙМ_й2изна_работьи На основе результатов экспериментальных исследований и их производственной проверки разработаны технологические режимы подготовки яблочного пектиносодержащего сырья к гидролизу путем прямоточно-противоточного экстрагирования его водой, установлены технологические параметры процессов гидролиза протопектина, разделения гидролизной массы, фильтрования пектинового экстракта, получены новые жидкие пектинопродукты. Установлено влигчие режимных факторов процессов экстрагирования яблочных выжимок перед гидролизом протопектина, обработки пектинового экстракта перед фильтрацией на эффективность извлечения пектиновых веществ. Составлено математическое описание процесса экстрагирования яблочньпс вы;кимок.
Практическая_ценность_работы.
йтводы и рекомендации диссертационной работы нашли практическое применение и использованы для:
разработки технологического регламента на производство пектинового экстракта и концентрата из вторичного яблочного сырья;
интенсификации' извлечения растворимых веществ из яблочных выжимок и разработки соответствующего аппаратурного оформления процесса;
выбора оптимальных технологических параметров процессов гидролиза протопектина и разделения гидролизной массы;
подбора тканевых перегородок в зависимости от физико-химических свойств экстракта при его фильтрации;
расширение ассортимента пектиносодершащих изделий для организации пектинопрофилактики неселения, проживающего в экологически неблагоприятных районах.
2Р.52ёрность_резхльтатов_исследований;. Достоверность по .ту "ємних результатов, выводов и рекомендаций обеспечена приг.с-мспног.: сон-ременных методов экспериментальных исследований, математических j/e-
годов планироьангя и обработки экспериментальных данных, совпадением результатов лабораторных и промышленных исследований; базируется на критериях практической ценности новых пектинопродуктов.
Личны^_вклад_автора состоит б общей постановке задач исследования технологических процессов предварительной подготовки сырья к гидролизу, разделения гидролизной массы, фильтрации экстракта; подборке технологического оборудования, разработке технологической схемы и ее испытании; обработке результатов исследования, их анализа. Принимал участие в практической реализации результатов исследования. Выводы и рекомендации диссертационной работы получены автором лично.
РМ35-Ция_результатов_рабдтьі. Разработанный способ получения пектинопродуктов (полок.решение о выдаче патента на а.з. I? 5015658/13-060800 от 20.07.92 г.) использован при составлении технологического регламента на производство пектинового экстракта на Солдатском консервном заводе (Россия), Летичевском заводе продовольственных товаров (Украина).
На основе пектинового экстракта разработаны и внедрены пектино-содержащие напитки "Зарница", "Светлячок", "Напиток пе'тгиновый".Разработаны и утверждены технические условия на "Повидло пектиновое яблочное", "Повидло пектиновое фруктовое".
Выработанные пектинопродукты использованы для организации пек-тинопрофилзктики медотделом УВД Краснодарского края, санаторями "Дубовая Роща", "Горный воздух" г.йелезноводска.
Фактический экономический эффект от внедрения технологии переработки яблочных БЫИ1ЫОК с получением пектинопродуктов на Солдатском консервном заводе Ііабардинс-Балкарии на 1992 г. составил 2579,4 тыс. РУб.
Ан223М_И!2У5ьт&тов_ррботы. Основные положения диссертационной работы догладывались на П-ом, Е-ем, 1У-ом научно-технических семинарах "Электротехнология, пектиновых веществ" (г.Киев, 1991 г.,' ІЄ22 г, 1993 г.>, ІУ Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка комбинированных продуктов питания (медико-бмологичеокис аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация)" (г.Кемерово, І9РІ г.).
Тематика иселєпогагіий входила в планы работ Межреспубликанской межотраслевой н*учно-произгснственной ассоциации "Пектин", являющихся составной частью государственной програм* неотлогамх мер по ..;:і:гидац:іі! пгьрик на Чернобыльской АХ. Задание 2.4.7.2. Создание и освоение про;;ді:олства пе.чт/ноесдеркащю: добавок.
Публикации.! По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе положительное решение о выдаче патента по заявке № 5ОІ5658/ІЗ-06СЄ0О от 20.07.92 г.
Стрі;ктіра_и_дбгем_работні Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, еыводоб и рекомендаций, списка библиографических ссылок и приложений. Работа изложена на 106 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 10 таблиц, включает 126 библиографических ссылок отечественных и иностранных источников.