Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Фролова Лариса Николаевна

Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта
<
Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Фролова Лариса Николаевна. Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.12 / Фролова Лариса Николаевна; [Место защиты: Воронеж. гос. технол. акад.].- Воронеж, 2009.- 198 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2593

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Современное состояние теории, технологии и техники сушки маслосодержащего сырья 11

1.1 Семена льна как объект сушки 11

1.1.1 Строение и химический состав семян льна, их физико-механические и биологические характеристики 11

1.1.2 Тепло - и влагообменные свойства семян льна 20

1.1.3. Сушка как важнейшее звено в послеуборочной подготовке масличных культур к хранению 23

1.1.4 Физико - химические превращения в процессе сушки семян льна 32

1.2 Моделирование процессов тепло - и массообмена при тепловой обработке 33

1.3 Эффективные способы стабилизации растительного сырья с помощью антиоксидантов 40

1.4 Реализация принципов энергосбережения процесса сушки сырья растительного происхождения с применением теплонасосных сушильных установок 44

1.5 Цели и задачи исследований 45

Глава 2 Материалы и методы исследований 48

2.1 Объект исследования 48

2.2 Методы оценки показателей качества семян льна 50

2.3 Экспресс-метод количественной оценки свободных радикалов в семенах льна методом хемилюминесценции для оперативного определения перекисного окисления жирных кислот 56

2.4 Дифференциально- термический и термогравиметрический анализ... 62

Глава 3 Научное обоснование применения осциллирующих режимов сушки в технологии хранения 63

3.1 Экспериментальная установка и методика проведения исследований... 63

3.2 Обоснование выбора антиоксиданта и исследование его влияния на показатели качества семян льна 67

3.3 Исследование термоустойчивости и форм связи влаги методами дифференциаль-термического и термогравиметрического анализов в семенах льна 73

3.4 Исследование гидродинамики и кинетики процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах 79

3.5 Математическая модель процесса сушки семян льна 92

3.5.1 Обоснование допустимой области термовлажностных условий при сушке семян льна в осциллирующих режимах 92

3.5.2 Тепло-массоперенос при сушке семян льна в осциллирующих режимах 93

3.5.3 Численное решение задачи по сушке семян льна в осциллирующем режиме 102

Глава 4 Разработка способа сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта 108

4.1 Обоснование использования антиоксидантов на интервале между циклами нагрева и охлаждения в процессе сушки семян льна 108

4.2 Разработка способа сушки семян льна с циклическим вводом антиоксиданта и установка для его осуществления 117

4.3 Программно-логический алгоритм управления процессом стабилизации ферментативной активности маслосодержащего сырья... 124

4.4 Расчет основных технико-экономических показателей от внедрения предлагаемых технологических решений способа сушки семян льна 138

Выводы 142

Литература 144

Приложение 165

Введение к работе

Актуальность работы. В аграрной сфере актуален вопрос использования дополнительных ресурсов для создания прочной кормовой базы животноводства. Є экономической точки зрения корма — определяющий фактор эффективности животноводства, материальная^ основа производства всех видов, его продукции. В настоящее время животноводческими комплексами и птицефабриками используются в кормлении комбикорма, обогащенные протеином, ненасыщенными жирными кислотами и другими биологическими веществами. Для снижения дефицита протеина все чаще применяется высокобелковое растительное сырье, к которому в полной мере относятся семена льна.

Являясь масличной культурой с повышенным, содержанием жира (37 %), сырого протеина (22%), сбалансированного по незаменимым аминокислотам, витаминов А, В, F, безазотистых экстрактивных веществ, обладая высокой биологической продуктивностью,* семена льна масличного перспек-тивны.для создания высокопитательных зерносмесей.

Широкое применение семян льна и продуктов его переработки, сдерживается-из-за наличия в1 их составе ненасыщенных жирных кислот, которые в процессе-переработки и хранения семян подвержены окислению, что вызывает прогоркание готового продукта.

Установлено, что за счет применения теплового воздействия и ввода ан-тиоксиданта можно обеспечить высокое качество семян масличных культур, увеличить сроки их хранения и эффективно использовать в кормопроизводстве. Одним из способов стабилизации качества семян с повышенным содержанием жирных кислот является сушка в осциллирующих режимах. Совместное влияние процесса сушки по схемам с переменной осцилляцией и действие ан-тиоксиданта открывает новые перспективы в технологии комбикормов. Однако эти вопросы были рассмотрены в недостаточной степени.

Значительный вклад в решение данной проблемы внесли ученые В. Г. Щербакова, А. Ы. Лисицина, Т. А. Околелова, В. В. Живетина, В. П. Рже-

хина, И. П. Пикус, А. С. Гинзбург и другие. Настоящая работа продолжает исследования в данном направлении.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР ГОУВ-ПО «Воронежская государственная технологическая академия» по теме НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна ГОУ ВПО ВГТА «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16992).

Цель диссертационной работы - научное обеспечение и разработка рациональных параметров процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах, с циклическим вводом антиоксиданта, обеспечивающих повышение качества высушенного продукта, увеличение сроков его хранения и снижение удельных энергозатрат.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы задачи исследования:

изучение химических и физико-механических свойств семян льна как объекта сушки;

обоснование выбора антиоксиданта и исследование его влияния на показатели качества семян льна;

исследование процесса термолиза семян льна методом дифференциально-термического анализа и определение температурных зон испарения влаги с различной энергией связи;

экспериментальные и теоретические исследования кинетических и гидродинамических закономерностей процесса сушки семян льна при симметричной и несимметричной схемах осцилляции;

математическое описание процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах;

разработка способа сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта и системы управления качеством1 продукта для его реализации;

комплексная оценка показателей качества семян льна и изучение динамики их изменения при хранении;

разработка экспресс-метода количественной оценки свободных радикалов в семенах льна методом хемилюминесценции для оперативного определения перекисного окисления жирных кислот;

проведение производственных испытаний предлагаемых разработок.

Научная новизна. Обоснована целесообразность использования осциллирующих режимов сушки для семян льна с вводом антиоксиданта между циклами нагрева и охлаждения продукта.

Доказано преимущество применения антиоксиданта Эндокса из группы препаратов направленного1 действия1 по стабилизации показателей качества и прежде всего перекисного икислотного чисел семян льна.

Методом дифференциально-термического анализа установлено соответствие1 между температурными зонами испарения влаги с различной формой связи в-семенах льна, с антиоксидантом и без него, что позволяет проводить процесс сушки без- коррекции режимов при циклическом вводе в продукт не более 1 % антиоксиданта. Определена предельно допустимая температура нагрева семян льна Т— 343 К.

Установлены основные кинетические и гидродинамические закономерности процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах.

Предложено математическое описание процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах на основе дифференциального уравнения теплового баланса, косинусоидального закона изменения температуры продукта по времени при ограничениях на температуру и скорость сушильного агента, обусловленных качеством высушиваемого продукта и экономической целесообразностью процесса.

Научно обосновано применение метода хемилюминесценции для количественной оценки свободных радикалов в семенах льна.

Составлен алгоритм управления процессом сушки семян льна в осциллирующих режимах.

Практическая значимость работы. Разработан способ сушки семян льна с вводом антиоксиданта и установка для его осуществления.

Предложены рациональные параметры процесса сушки семян льна в режиме несимметричной осцилляции: продолжительность интервалов нагрева' продукта в кипящем слое 10 мин, продолжительность интервалов охлаждения в плотном фильтрующем слое 5 мин; температура и скорость сушильного агента на первом интервале нагрева соответственно составляют 338 К и 2,0 м/с; на каждом последующем интервале нагрева температура сушильного агента повышается на.4...5 К, а его скорость снижается на 0,15...0,2 м/с; температура и скорость сушильного агента на интервалах,охлаждения постоянны и принимают значения 285 К и 0,4 м/с соответственно; антиоксидант вводится между интервалами нагрева и охлаждения вколичестве 0,18.. .0,20 %.

Разработан способ управления процессом стабилизации качества масличных продуктов растительного происхождения (патент РФ № 2328857).

Разработан.способ количественной оценки свободных радикалов в семенах льна методом хемилюминесценции, позволяющий определять начало .. окисления жирных, кислот на ранних стадиях хранения продукта и своеврег менно предупреждать его прогоркание (патенты РФ № 2284027 и №2350949).

Проведены производственные испытания предлагаемого способа сушки семян льна в условиях ООО «Волгоградский комбикормовый завод». Ожидаемый экономический эффект от промышленного внедрения предлагаемых технических решений составит 1475 тыс. р. в год.

Эффективные способы стабилизации растительного сырья с помощью антиоксидантов

Применение химического консервирования для стабилизации- маслосо-держащего сырья осуществляется путем ввода в массу продукта антиоксидантов и консервантов.

Фумаровая кислота, свойства и применение. Особое внимание в стабилизации маслосодержащего сырья заслуживает фумаровая, кислота. Это транс - этилен - 1, 2 - дикарбоновая кислота - сыпучий мелкодисперсный однородный-продукт белого цвета со средним, размером частиц 0,07 мм и влажностью 0,3 % [4, 14]. При такой влажности и крупности продукт слабо гигроскопичен, не слеживается, не зависает в бункерах, равномерно дозируется. Фумаровая кислота имеет угол естественного откоса 37 град., объемную массу 723 г/дм , распыляемость 11,6 %. Продукт достаточно технологичен и-используется при производстве кормовых добавок ипремиксові

Фумаровая кислота является естественным метаболитом клетки И об1 ладает весьма широким спектром действия, принимая участие в ряде ключевых реакций энергетического и энзиматического обеспечения организма. Она является основным звеном цикла трикарбоновых кислот. Установлена ее антимикробная, антиоксидантная, антитоксическая активность. Фумаровая кислота повышает усвояемость, энергетический потенциал продукции и не накапливается в живых тканях [14, 154].

Фумаровая кислота широко используется в пищевой, медицинской и комбикормовой промышленности [4]. Фумаровая кислота допущена Сан Пин для применения в пищевых продуктах как регулятор кислотности (Е 297) [153].

Агидол кормовой, свойства и применение. Агидол кормовой,представляет собой смесь 98 % Агидола - 1 (ионола, бутилгидрокситолуола, 2,6 - дитрет-бутил — пара - крезола) и 2 % белой сажи. Получают последовательным алки-лированием фенола изобутиленом, аминометилированием полученного 2,6 - дитретбутилфенола, гидрогенолизом основания Манниха. Полученный Агидол — 1 технический смешивают с белой сажей. Препарат представляет собой кристаллический порошок белого или желтоватого цвета. Содержание основного вещества (Агидола - 1) в сумме алкилфенолов не менее 99,7 %. Хранят препарат в сухом месте при температуре от (- 30 С) до 40 С. Агидол кормовой как антиоксидант предохраняет жирорастворимые витамины (А, Д, Е); каротин, жиры от разрушения, а также ограничивает процессы окисления, нейтрализует образующиеся при этом токсичные продукты (перекиси, оксисоединения) в организме животных. Использование препарата в полнорационных комбикормах и премиксах повышает витаминную обеспеченность и продуктивность животных, способствует росту и сохранности молодняка [174].

Бутилокситолуол, свойства и применение. Бутилокситолуол (иопол) - антиоксидант, используемый в пищевой промышленности1 ДГ№ замедления окисления животных топленых жиров и соленого шпика. Активность бутилокситолуола повышается в присутствии1 других фенольных антиокислителей или синергистов. Бутилокситолуол не вызывает изменения органолептических свойств пищевых жиров.

Бутилокситолуол не обладает генотоксическим действием, не вызывает повышения частоты гепатоцеллюлярных карцином. Бутилокситолуол разрешен для добавления к жирам животного происхождения, предназначенным для продолжительного хранения (свыше 3 месяцев) в количестве не более 200 мг/кг продукта [4].

Эндокс, свойства и применение. Эндокс используется в качестве анти-оксиданта для всех видов жиросодержащих кормов и комбикормового сырья на всех стадиях производственного процесса. Эндокс препятствует окислению жиров и жирорастворимых витаминов и накоплению-продуктов окисления (кислот, перекисей и альдегидов) в комбикормовом сырье или готовом корме. Компоненты, входящие в состав пре парата, взаимно усиливают действие друг друга, что приводит к большей эффективности препарата [4, 153].

Лимонная и фосфорная кислоты приостанавливают начало окисления, связывая катализаторы - ионы металлов. Этоксиквин и бутилгидроксианизол связывают свободные радикалы, препятствуя образованию перекисей. Моно-и диглицериды выполняют функцию эмульгаторов, улучшая контакт антиокислителей с жирами, тем самым усиливая антиокислительное действие препарата. Комплексный антиоксидант, разработанный компанией "Кемин" -Эндокс - имеет следующие преимущества.

Во-первых, это сухой препарат, который не слеживается (срок хранения 2 года) и прекрасно смешивается с любыми ингредиентами корма. В 1 грамме Эндокса содержится 1 400 000 калиброванных по размеру частиц. Во-вторых, это комплексный препарат, в состав которого входят несколько компонентов, имеющих антиокислительную активность. В-третьих, физическая, структура Эндокса такова, что активные вещества распылены на поверхности мельчайшего носителя, что, увеличивает суммарную поверхность его действия: для 1 г она составляет 44 кв.см. Добавляемые на 1 тонну комбикорма 125 г Эндокса имеют суммарную активную поверхность 5500 кв.см. И, в-четвертых, компоненты Эндокса подобраны таким образом, что предотвращают сам процесс начала, запуска окисления. Схематически процесс окисления и действия компонентов Эндокса можно представить следующим образом: В результате соединения перекисей образуются стабильные финальные продукты, которые имеют неприятный запах и вкус, обладают высокой токсичностью и опасны для здоровья животных. Компоненты Эндокса лимонная и фосфорная кислоты хелатируют ионы металлов и таким образом препятствуют образованию свободных радикалов и приостанавливают процесс инициации окисления.

Экспресс-метод количественной оценки свободных радикалов в семенах льна методом хемилюминесценции для оперативного определения перекисного окисления жирных кислот

Хемилюминисценция (фосфоресценция) - явление возникновения излучения, вследствие образования продуктов химических реакций в возбужденном состоянии [19, 20, 21]. Энергия возбуждения излучается в виде фотонов при квантовом,переходе в основное состояние молекулы. Спектр излучения чаще всего располагается в видимом диапазоне, хотя известны реакции с излучением инфракрасных и ультрафиолетовых фотонов. Яркость хемилю-минисценции обычно пропорциональна квантовому выходу - отношению числа фотонов, испускаемых химической системой к числу прореагировавших частиц, практически определяемому как отношение интенсивности свечения к скорости химической реакции [21]. Квантовый выход колеблется от 1 (ферментативное окисление на воздухе люциферина светляка) до 10"15 (реакции нейтрализации кислот основаниями).

В некоторых системах излучателем является вовсе не та молекула, которая возбуждается в первичном химическом акте. Энергия возбуждения передается с нее безизлучательно другим частицам, которые способны излучать с более высоким выходом (активаторы хемилюминисценции). Активаторы смещают спектры излучения в более длинноволновую область.

Собственная хемилюминесценция, сопровождающая биохимические реакции в клетках и тканях, обладает, как правило, очень низкой интенсивностью и не случайно получила название "сверхслабого свечения" [60, 96, 122]. Значительное распространение получило, однако, измерение хемилюминесценции в присутствии определенных соединений, получивших в отечественной литературе общее название "активаторов", а за рубежом - "усилителей" хемилюминесценции. По механизму действия активаторы распадаются на две четко различающиеся группы, которые можно соответственно назвать химическими и физическими активаторами [165, 166, 167]. Химические активаторы хемилюминесценции - это соединения, вступающие в реакции с активными формами кислорода или органическими свободными радикалами, в ходе которых образуются молекулы продуктов в возбужденном электронном состоянии. Наблюдаемое при этом свечение связано с переходом молекул в основное состояние, что приводит к высвечиванию фотонов: Активатор + радикалы — продукт — продукт + фотон (2.1)

Хорошо известными представителями таких активаторов могут служить люминол (3-аминофталевый гидразид) и люцигенин [BHC(N метилакридиний)]. Под действием окислителя, например радикала гидрокси-ла, происходит образование радикала люминола, который затем вступает в реакцию с супероксидным радикалом, образуя внутреннюю перекись (диоксид). Ее разложение приводит к образованию возбужденной молекулы 3-аминофталата. Переход этой молекулы в основное состояние сопровождается испусканием кванта света. Физические активаторы не вступают в химические реакции и не влияют на ход реакций, сопровождающихся свечением, но, тем не менее, многократно усиливают интенсивность хемилюминесценции. В основе их действия лежит физический процесс переноса (миграции) энергии с молекулы продукта хемилюминесцентной реакции на активатор [167]:

Интенсивность свечения в большой степени зависит от квантового выхода люминесценции продукта реакции, т.е. от того, какая часть возбужденных молекул продукта перейдет в основное, невозбужденное состояние с испусканием фотона. Обычно эта доля невелика, всего десятые или даже сотые доли процента. Но если все молекулы продукта передадут энергию электронного возбуждения на молекулы активатора, то интенсивность свечения будет теперь определяться уже квантовым выходом люминесценции активатора, который в идеале приближается к единице [165, 176]. К физическим активаторам можно отнести некоторые люминесцирующие соединения, усиливающие хемилюминесценцию при цепном окислении липидов. Оказалось, что некоторые красители и комплексы редкоземельных элементов обладают способностью многократно усиливать интенсивность такой хемилюминес-ценции. Так, например, комплекс редкоземельного иона европия (Eu ) с антибиотиком хлортетрациклином усиливает хемилюминисценцию при окислении липидов почти в 1000 раз. Один из красителей, производное кумарина, применяемое при создании лазеров под условным названием С-525, усиливает хемилюминесценцию, сопровождающую цепное окисление липидов, более чем в 1500 раз, никак не влияя при этом на хемилюминесценцию при взаимодействии радикалов кислорода (гидроксила и супероксида). Активируют свечение и такие известные красители как родамин Ж6, нильский красный и нильский синий, а также некоторые порфирины. Все эти активаторы не оказывают влияния на ход реакций перекисного окисления, но заметно увеличивают интенсивность свечения.

Обоснование выбора антиоксиданта и исследование его влияния на показатели качества семян льна

С целью изучения влияния антиоксидантов на показатели качества семян льна и определения оптимального из них продукта, содержащий в своем составе изучаемые препараты, был заложен на опытное хранение. В качестве препаратов использовали фумаровую кислоту, агидол, бутилокситолуол и эн-докс. В качестве контроля были заложены нестабилизированные семена льна. Концентрацию препаратов направленного антиоксидантного действия выбирали исходя из норм ввода в комбикорма, кормовые добавки и премиксы [1].

В лабораторных условиях пробы опытных продуктов хранили при температуре 20 С и относительной влажности воздуха 80 % (табл. 3.1).

Заданная влажность воздуха в эксикаторе создавалась водным раствором серной кислоты. Семена льна заложили на хранение на два месяца с целью определения влияния препаратов на свойства продукта, проверка значений которых проводились через каждые две недели. При изучении изменения качества стабилизированных семян льна установлено, что влажность и угол естественного откоса как в контрольном, так и в опытном вариантах продукта изменялись незначительно. Объемная масса в контрольном продукте уменьшилась на 17,5 г/дм , в то время как в опытных продуктах, содержащих в своем составе антиокси-данты, значение объемной массы менялось незначительно. Кислотное число (рис. 3.2) росло в контроле и к концу второго месяца его значение увеличилось с 0,8 град до 8,5 град. При использовании препаратов направленного действия рост кислотного числа проходил медленнее. Так, в опытном варианте, где в качестве антиоксиданта применяли агидол в количестве 0,5 % за период хранения кислотное число увеличилось на 3,8 град, а при 1,5 % - на 3,1 град. За тот же период хранения при использовании в качестве антиоксиданта эндокса в количестве 0,005 % и 0,01 % кислотное число изменялось с 2,7 град до 5,7 град и с 3,1 град до 5,4 град соответственно. Также в течение двух месяцев в семенах льна, стабилизированных фумаровой кислотой в количестве % и 10 %, кислотное число возросло соответственно на 3,5 град и на 2,5 град. В другом варианте, где антиоксидантом служил бутилокситолуол (0,05 % и 0,1 %), кислотность изменилась в пределах с 1,2 град до 6,5 град и с 2,4 град до 6,4 град. В то время как в продуктах, в которых были, применены антиоксидан-ты, рост показателя был меньше. В семенах льна, содержащих агидол (0,5 % и 1,5 %), перекисное число за весь период хранения возросло лишь на 8,83 ммоль/кг и 7,80 ммоль/кг соответственно; при использовании в качестве антиоксиданта эндокса в количестве 0,005 % и 0,01 % показатель увеличился соответственно до 3,74 ммоль/кг и 2,76 ммоль/кг; при внесении в продукт 5 % фумаровой кислоты значение перекисного числа через два месяца было 7,65 ммоль/кг, а при 10 % - 6,58 ммоль/кг; когда в качестве антиоксиданта использовали бутилокситолуол (0,05 % и 0,1 %) показатель за тот же срок хранения увеличился до 8,72 ммоль/кг и 8,11 ммоль/кг соответственно. Применение антиоксидантов способствовало снижению общей обсемененности семян льна (рис. 3.4). Так, в контрольном продукте за два месяца

Разработка способа сушки семян льна с циклическим вводом антиоксиданта и установка для его осуществления

Разработан способ сушки семян льна масличного с вводом антиоксиданта, характеризующийся тем, что он предусматривает 2-х стадийную обработку исходного продукта, при этом первая и вторая стадии включают его сушку воздухом, последующую стабилизацию ферментативной активности путем смешивания исходного продукта с наполнителем, содержащем 0,2 % антиоксиданта, затем .полученную смесь охлаждают воздухом, причем на первой стадии исходный продукт предварительно сушат в кипящем слое при скорости, воздуха 1,8...2 м/с, температуре 55...60 С, влагосодержании 0,005...0,006 кг/кг, смешивают подсушенный продукт в течение 4... 10 мин с наполнителем, содержащем 0,2 % антиоксиданта, который подают в количестве 3,0 % от исходного продукта, а затем полученную смесь предварительно охлаждают в плотном движущемся слое продукта при скорости воздуха 0,8...1,0 м/с, температуре 11... 13 С, влагосодержании 0,005...0,006 кг/кг, вторую стадию обработки продукта повторяют при тех же режимных параметрах за исключением того, что наполнитель, содержащий 0,2 % антиоксидант, на смешивание подают в количестве 2,0 % от исходного продукта, а скорость воздуха на этапах окончательной сушки и окончательного охлаждения составляет соответственно 1,1...1,3 и 0,5...0,7 м/с.

Установка для сушки масличных семян с вводом антиоксиданта, состоящая из последовательно соединенных камеры предварительной сушки исходного продукта, смесителя, камеры предварительного охлаждения полученной смеси, причем камеры предварительной сушки и предварительного охлаждения содержат наклонные перфорированные решетки, а рабочим органом смесителя-является шнек и аналогично для второй стадии обработки продукта: камеры окончательной сушки, смесителя и камеры окончательного охлаждения, а также абсорбционной холодильной установки, используемой для подготовки воздуха, подаваемого в камеры предварительной и окончательной сушки и в камеры предварительного и окончательного охлаждения, которая включает кипятильник, конденсатор, испаритель, абсорбер, насос и терморегулирующие вентили, вентиляторов для подачи отработанного воздуха из камер сушки и охлаждения в абсорбционную холодильную установку с образованием замкнутого контура, установка снабжена влагоотделителем и регуляторами скорости. На рис. 4.1 представлена установка для осуществления способа сушки масличных семян с вводом антиоксиданта.

Предлагаемый способ сушки масличных семян с вводом антиоксиданта реализуется в установке следующим образом.

Исходный продукт подают в камеру предварительной сушки 1, где осуществляют его высушивание в кипящем слое при скорости воздуха 1,8...2 м/с на наклонной перфорированной решетке 7. Воздух, поступающий в камеру 1 из конденсатора 17 абсорбционной холодильной машины 15, имеет температуру 55...60 С и влагосодержании 0,005...0,006 кг/кг. Камера 1 снабжена патрубком и дозатором, которые обеспечивают непрерывную подучу в нее исходного продукта. Далее подсушенный продукт направляют в смеситель 2, куда одновременно в непрерывном режиме подают в количестве 3,0 % от исходного продукта наполнитель, содержащий 0,2 % антиоксиданта. В качестве наполнителя используют тот же вид масличных семян, что и исходный продукт. Для каждого вида масличных семян применяют соответствующий вид антиоксиданта. Смешивание в смесителе 2 осуществляют в течение 4-10 мин шнеком 8. Затем полученную смесь охлаждают в камере предварительного охлаждения 3 в плотном движущемся слое продукта на наклонной перфорированной решетке 9 при скорости воздуха 0,8...1,0 м/с. Воздух, поступающий в камеру 3 из испарителя 18 абсорбционной холодильной машины 15, имеет температуру 11... 13 С и влагосодержание 0,005...0,006 кг/кг. На этом первую стадию обработки продукта заканчивают.

Затем подсушенный и охлажденный продукт в непрерывном режиме последовательно направляют в камеру окончательной сушки 4, снабженную наклонной перфорированной решеткой 10, в смеситель 5, снабженный шнеком 11 и в камеру окончательного охлаждения 6, снабженную наклонной перфорированной решеткой 12. При этом вторую стадию проводят при тех же режимных параметрах, что и первую за исключением того, что наполнитель, содержащий 0,2 % антиоксиданта, на смешивание в смеситель 5 подают в количестве 2,0 % от исходного продукта, а скорость воздуха на этапах окончательной сушки и окончательного охлаждения в камерах 4 и 6 составляет соответственно 1,1... 1,3 и 0,5.. .0,7 м/с

Проведение процесса сушки масличных семян с вводом антиоксиданта в две стадии обусловлено тем, что в настоящее время стабилизацию осуществляют или термической обработкой или воздействием антиоксидантов и консервантов. В первом случае недостатком является высокие температуры при термической обработке, а во втором значительный расход химических реактивов. В предлагаемом способе используется комбинированное воздействие на масличные семена при максимально возможной температуре без ущерба качеству готового продукта за счет его сушки в кипящем слоя и минимальное количество реагента. В результате этого достигается интенсификация процесса обработки исходного продукта при максимальной эффективности процесса стабилизации. Двух стадийное охлаждение масличных семян позволяют достичь нулевой активности содержащихся в них ферментов и уже готовый продукт засыпать в хранилище, и исключить возможность возникновения процессов, приводящих к снижению его качества при хранении.

Использование в предлагаемом способе на этапах смешивания наполнителя с антиоксидантом, позволяет достичь равномерного его смешивания с исходным продуктом. В противном случае ввод стабилизатора непосредственно в исходный продукт (в данном случае это 0,0001 % антиоксиданта к исходному продукту) очевидно, не позволит достичь требуемой равномерности смеси.

Уменьшение количества подаваемого в смеситель 5 наполнителя с антиоксидантом с 3,0 % на первой стадии до 2,0 % на второй стадии к исходному продукту, определяется влажностью масличных семян. На первой стадии, когда влажность масличных семян еще достаточно высока, соответственно более высока и активность ферментов, содержащихся в них.

Снижение скорости воздуха на второй стадии обработки в камерах окончательной сушки 4 и окончательного охлаждения 6 соответственно с 1,8...2,0 м/с до 1,1...1,3 м/с и с 0,8...1,0 м/с до 0,5...0,7 м/с обусловлено возможностью уноса семян с отработанным воздухом в результате их усадки в процессе сушки и охлаждения.

Похожие диссертации на Научное обеспечение процесса сушки семян льна в осциллирующих режимах с циклическим вводом антиоксиданта