Введение к работе
з
Актуальность работы. В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед пищевой промышленностью России, является обеспечение населения страны сбалансированным и полноценным питанием.
Потребность в белках в среднем на человека определена научно обоснованными нормами питания в количестве 90-100 г в сутки, при этом на долю белков животного происхождения приходится около 55%. У нас в стране существует проблема белкового дефицита, решению которой может способствовать обогащение продуїстов различными пищевыми добавками.
Белки молока, как одна из важнейших его составляющих, относятся к полноценным животным жирам. Они содержат огромный набор аминокислот, в том числе и незаменимых, которые не синтезируются в организме человека. Нежирное молочное сырье, которое пока используется недостаточно эффективно, содержит существенные резервы молочного белка.
Среди молочно-белковых концентратов казеин отличается высоким содержанием белка 85-90%. Удовлетворение потребности пищевой промышленности в такой ценной пищевой добавке, как казеин, сдерживается из-за недостаточно развитой технической базы. Наиболее узким участком в процессе получения высококачественного казеина является его завершающая технологическая операция - сушка.
Выбор эффективного способа сушки казеина является актуальной задачей, к решеншо которой можно приблизиться путем совершенство-
вания существующих и разработкой новых способов сушки и конструкций сушильных установок.
Цель работы. Целью диссертационной работы является научное обоснование, разработка и исследование вакуумного способа сушки казеина, позволяющего получить конечный продукт высокого качестза и исключить его потери.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
обобщение и определение некоторых характеристик казеина как объекта сушки;
исследование кинетики сушки казеина в условиях вакуума при инфракрасном энергоподводе и обоснование выбора оптимальных параметров процесса сушки;
построение математической модели процесса сушки в вакууме;
создание конструкций непрерывнодействующих вакуумных ленточных сушилок и устройств для непрерывной подачи продукта в вакуумную камеру;
разработка автоматического управления процессом в вакуумной сушилке непрерывного действия с комбинированным подводом теплоты.
Научная новизна. Разработан способ вакуумной сушки казеина с комбинированным подводом теплоты. Построена математическая модель процесса с учетом тсплофизических характеристик. Исследован прогрев продукта инфракрасными лучами. Определены рациональные характеристики излучателя. Определено влияние вакуума на интенсивность процесса обезвоживания. Исследовано влияние толщины слоя продуїста и размера гранул на осуществление процесса обезвоживания казеина в ва-
5 кууме при инфракрасном нагреве. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны оригинальные конструкции непрерывнодействующих вакуумных сушилок, защищенных двумя патентами и двумя положительными решениями Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам. Разработана схема автоматического управления процессом в вакуумной ленточной сушилке непрерывного действия с инфракрасным подводом теплоты.
Практическая ценность. Разработана конструкция вакуумной установки для осуществления предлагаемого способа, по которой получен патент РФ № 2100718. Данный способ позволяет повысить качество высушенного казеина, исключить потери продукта и загрязнение окружающей среды.
Проведенные исследования позволяют рассчитать основные технологические параметры проведения процесса в вакуумной ленточной сушилке непрерывного действия с комбинированным подводом теплоты.
Определены рациональные режимы обезвоживания казеина инфракрасным излучением.
Разработаны конструкции вакуумных ленточных сушилок с инфракрасным подводом теплоты (патент РФ № 2015470 и положительное решение по заявке № 96110815/06 от 18.09.97г.).
Расчет экономической эффективности показал, что внедрение в производство одной сушилки для осуществления разработанного способа сушки обеспечит годовой экономической эффект около 56 тыс. руб. (в ценах 1997 г.).
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии с 1994 по 1998 гг., на межрегиональной научно-практической конференции "Обеспечение стабилизации АПК в условиях рыночных реформ хозяйствования" (Воронеж ВГАУ, 1997 г.), на межреспубликанских и международных конференциях (Краснодар 1993 г., Тамбов 1994 г., Волгоград 1995 г., Могилев 199* г., Краснодар 1997 г.).
Результаты настоящей работы демонстрировались во Всероссийском Выставочном Центре (диплом) и на Международной постоянно действующей выставке «Агробизнес Черноземья» (два диплома).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в tov числе 2 патента РФ и 2 положительных решения Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам.
Структура » объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работе изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 51 рисунок 7 таблиц. Список литературы включает 106 наименований. Приложение к диссертации представлены на 20 страницах.