Введение к работе
Актуальность темы. Многочисленные исследования показали, что у большинства населения земли присутствует дефицит микроэлементов (WHO, 2006).
Не вызывает сомнений, что неотъемлемым атрибутом полноценного рациона питания являются злаковые культуры и продукты их переработки. Крупяные продукты являются относительно дешевыми и распространенными, следовательно, они являются подходящими продуктами для обогащения.
В настоящее время основными способами обогащения круп являются фортификация (Поландова, 2002; Птичкина, 2010; Спиричев, 2012; Симоненко, 2012), применение прогрессивных агротехнологий (Epstein, 2004; Удинцев, 2012) и проращивание (Kim, 2006; Lin, 2008; Данильчук, 2011). Хорошей альтернативой классическим методам обогащения может стать ультразвуковая кавитационная обработка, открывающая широкие возможности для расширения ассортимента зерновых и хлебобулочных изделий с заданными свойствами.
Над проблемой внедрения ультразвуковых технологий в пищевую промышленность работали – (Wangl, 1981; Волхова, 2001; Шестаков, 2003; Хмелев, 2007, Красуля, 2010 и другие). На сегодняшний день наибольших практических результатов достиг д.т.н. Д.С. Шестаков. В настоящее время им предложено несколько вариантов использования кавитационной обработки в пищевой промышленности, в том числе: кавитационная обработка воды при отволаживании зерна перед помолом или закладки на хранение, введения консервантов в продукты при помощи кавитации и другие. Несмотря на большую проделанную работу, вопрос обогащения крупяных продуктов микроэлементами под воздействием ультразвука не изучался.
Разработка технологии получения новых обогащенных крупяных продуктов полностью соответствует целям и задачам, изложенным в «Основах государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения до 2020 года» (№1873-р от 25.10.2010).
Цель диссертационной работы заключается в разработке технологии обогащения круп микроэлементами с использованием ультразвуковых технологий и технических решений для ее осуществления.
Для успешной реализации поставленной цели были намечены следующие задачи:
Обосновать возможность использования ультразвуковых технологий для обогащения крупяных продуктов, разработать методику исследований.
Изучить влияние основных технологических параметров (температуры, продолжительности обработки и частоты ультразвука) на процесс обогащения, а также физико-химические, органолептические, микробиологические показатели обогащенных продуктов.
Дать математическое описание технологического процесса обогащения круп в зависимости от основных технологических параметров.
Определить рациональные режимы обогащения, получить обогащенные крупяные продукты с использованием естественной минеральной воды Кожановского месторождения, определить их характеристики.
Разработать технологическую схему производства обогащенных круп и нормативно-техническую документацию на них.
Оценить экономическую эффективность представленной технологии.
Научная новизна. На основе комплексного исследования технологических, биохимических, органолептических свойств, химического состава обогащенных круп обоснована, экспериментально подтверждена новая технология и предложена технологическая линия получения обогащенных крупяных продуктов в ультразвуковом поле с использованием естественной минеральной и искусственно минерализованной воды. Разработаны математические модели, адекватно описывающие процесс обогащения позволяющие прогнозировать параметры технологии производства.
Практическая значимость.
Разработан способ получения обогащенных крупяных продуктов.
Разработана аппаратурно-процессовая схема малотоннажного производства обогащенных крупяных продуктов.
Оценка экономической эффективности показала, что капитальные вложения окупаются в течение первого года.
Разработан проект технических условий на обогащенные крупяные продукты.
Теоретические и практические результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров ФГБОУ ВПО КрасГАУ на кафедре технология хранения и переработки зерна.
Достоверность и обоснованность полученных результатов. Основные положения, выводы, теоретические и практические разработки, рекомендации, полученные в работе, научно обоснованы, подтверждены экспериментальными данными и апробированы в лабораторных условиях. Достоверность результатов работы подтверждается достаточным количеством экспериментального материала, адекватным объёмом выполненных исследований, использованием современных методик и оборудования для получения и обработки экспериментальных данных, применением метода математического моделирования.
Личный вклад автора. Автором самостоятельно поставлены цели и задачи, выбраны объекты и методы исследований, разработана программа теоретических и экспериментальных изысканий, лично выполнены, обработаны и проанализированы основные результаты.
Автор защищает: новый способ получения обогащенных крупяных продуктов, математическое описание процесса обогащения, принципиально новую установку и технологическую схему для получения обогащенных круп.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на международных и всеросийских научных конференциях: Студенческая наука – взгляд в будущее (Красноярск, 2011 г.), «Инновационные тенденции развития Российской науки» (Красноярск, 2011 г.), Аграрная наука – сельскому хозяйству: XII международная научно-практическая конференция (Барнаул, 2012), «Наука, образование, общество: тенденции и перспективы» (Москва 2013), Актуальные проблемы развития науки и образования (Москва 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ (в том числе 3 в рецензируемом научном издании). Поданы 2 заявки на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложения; включает 23 рисунка, 36 таблиц. Основной текст изложен на 130 листах машинописного текста. Список литературы включает 219 наименований.
