Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние технологии переработки плодов облепихи 10
1.1 Эколого-биологические особенности выращивания облепихи 10
1.2 Обзор технологических решений по переработке плодов облепихи 19
1.3 Теоретические основы обезвоживания плодов облепихи 23
1.4 Теория и практика получения масла, сока и напитков из плодов облепихи 31
1.5 Выводы по главе 1 38
2 Объекты и методы исследования 40
2.1 Выбор объектов исследования 40
2.2 Выбор методов исследования 42
3 Экспериментальная часть 48
3.1 Исследование ареалов распространения облепихи крушиновидной на территории Республики Дагестан 48
3.2 Исследование химического состава плодов облепихи, произрастающей на территории Республики Дагестан и в Краснодарском крае 49
3.3 Теоретическое обоснование и усовершенствование технологии комплексной переработки плодов облепихи с использованием инновационных технологических приемов 52
3.4 Разработка способа удаления кутикулярного воска с поверхности плодов облепихи с помощью сверхкритического диоксида углерода 53
3.5 Разработка способа предварительной обработки плодов облепихи ИЭМП СВЧ с целью повышения выхода облепихового сока 58
3.6 Разработка усовершенствованной технологии извлечения облепихового сока 60
3.7 Функционально-технологические свойства облепихового масла, декантированного из облепихового сока 65
3.8 Усовершенствование способа сушки выжимок плодов облепихи, с использованием ИЭМП СВЧ 66
3.9 Разработка способа получения С02 -экстракта из сухих выжимок плодов облепихи субкритическим жидким диоксидом углерода 73
3.10 Разработка способа получения и исследование химического состава белково-липидной пищевой добавки, получаемой из СОг -шрота плодов облепихи 78
3.11 Комплексная технологическая схема переработки плодов облепихи с использованием инновационных технологических приемов 80
4 Опытно-промышленная технология переработки облепихи 82
4.1 Схема переработки плодов облепихи с применением инновационных технологических приемов 82
4.2 Освоение в промышленных условиях способа ИЭМП СВЧ 98
4.3 Определение химического состава пищевых добавок, полученных из жома облепихи 101
4.4 Способы применения продуктов переработки плодов облепихи в отраслях пищевой промышленности 104
4.5 Разработка технической документации и экономическое обоснование производства новых видов продуктов из облепихи 113
Выводы 116
Рекомендации промышленности 118
Библиографический список 122
Список иллюстративного материала 133
Приложения 136
- Эколого-биологические особенности выращивания облепихи
- Разработка способа удаления кутикулярного воска с поверхности плодов облепихи с помощью сверхкритического диоксида углерода
- Схема переработки плодов облепихи с применением инновационных технологических приемов
- Разработка технической документации и экономическое обоснование производства новых видов продуктов из облепихи
Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Одной из актуальных задач перерабатывающей промышленности Республики Дагестан на современном этапе является рациональное использование дикорастущей и культивируемой облепихи с максимальным сохранением в нем биологически активных веществ.
Выращиваемые в Республике Дагестан плоды облепихи являются уникальным видом плодового сырья из-за содержания в них целебного облепихового масла, легкоусвояемых углеводов, пищевых волокон, водо- и жирорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов, ароматических веществ. Существующие традиционные способы переработки плодов облепихи основаны на извлечении масла из мякоти плодов и семян с помощью подсолнечного масла, в то время как, ценные выжимки отправляются в отходы или на корм скоту. Это происходит из-за несовершенного технического обеспечения, ограниченной научной базы и отсутствия эффективных технологий переработки плодов облепихи.
Эти проблемы можно было бы решить путем применения инновационных технологических приемов и аппаратурно-технологических решений, позволяющих организовать щадящую переработку плодов облепихи, не допуская при этом потерь ценных компонентов, содержащихся в исходном сырье. Поэтому совершенствование технологии переработки плодов облепихи с использованием инновационных технологических приемов актуально.
Работа выполнялась в рамках Программы развития сельского хозяйства Республики Дагестан на 2008-2013 годы (24.12.2007 № 74), и рекомендаций, заложенных в проекте Республиканской программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, предусматривающих увеличение производства конкурентоспособной консервированной продукции и свежевыжатых соков.
*Автор выражает благодарность за консультационную помощь доктору химических наук Абакарову Гасану Магомедовичу
1.2 Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось совершенствование технологии переработки плодов дикорастущей и культивируемой облепихи в Республике Дагестан с использованием инновационных технологических приемов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
– обосновать выбор и исследовать химический состав свежих плодов облепихи, произрастающей на территории Республики Дагестан и в Краснодарском крае;
– теоретически обосновать и усовершенствовать технологию комплексной переработки плодов облепихи с использованием инновационных технологических приемов;
– разработать способ удаления кутикулярных восков с поверхности плодов облепихи с помощью сверхкритического флюидного диоксида углерода;
– разработать способ предварительной обработки плодов облепихи импульсным электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ИЭМП СВЧ) с целью повышения выхода облепихового сока;
– усовершенствовать способ сушки выжимок плодов облепихи, с использованием ИЭМП СВЧ;
– разработать способ получения СО2-экстракта из сухих выжимок облепихи субкритическим жидким диоксидом углерода;
– разработать способ получения и исследовать химический состав белково-липидной пищевой добавки, получаемой из СО2-шрота плодов облепихи;
–разработать технологии обогащения хлебобулочных изделий белково-липидной пищевой добавкой, получаемой из СО2-шрота плодов облепихи;
– разработать проект технической документации на способ получения облепихового сока, белково-липидной пищевой добавки и хлебобулочных изделий с использованием полученной пищевой добавки;
– рассчитать ожидаемый экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии получения облепихового сока и выпуска национальных хлебобулочных изделий с белково-липидной облепиховой добавкой.
1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и высокая эффективность использования инновационных технологических приемов переработки плодов дикорастущей и культивируемой облепихи, произрастающей на территории Республики Дагестан.
Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден способ удаления кутикулярного воскового слоя с поверхности плодов облепихи сверхкритическим флюидным диоксидом углерода.
Впервые разработан способ предварительной обработки плодов облепихи импульсным электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ИЭМП СВЧ) в диапазоне 2700±50 МГц с целью увеличения выхода сока.
Разработан способ получения СО2-экстракта из сухих выжимок плодов облепихи с помощью субкритического жидкого диоксида углерода, которая дает возможность получения пищевой белково-липидной добавки за счет резкого сброса давления в газожидкостном гомогенизаторе.
Новизна предлагаемых технологических и технических решений подтверждена патентами РФ на изобретение и полезную модель.
1.4 Практическая значимость работы. Усовершенствована технология переработки плодов облепихи, позволяющие получить высококачественные пищевые продукты. Сконструирована и апробирована технологическая линия для удаления кутикулярных восков с поверхности плодов с помощью сверхкритического флюидного диоксида углерода, получения облепихового сока, СО2-экстракта и белково-липидной пищевой добавки, с использованием ИЭМП СВЧ, субкритического диоксида углерода. Разработан проект технической документации на способ получения сока из плодов облепихи (ТУ 9160-173-04801346-2011), пищевой добавки из высушенных выжимок (ТУ 9160-174-04801346-2011). Разработаны проекты ТУ на хлебобулочные изделия с пищевой добавкой, получаемой из СО2-шрота плодов облепихи – хлеб «Чурек Дагестанский» (ТУ 9160-175-04801346-2012) и булочка «Шуре» (ТУ 9160-176-04801346-2012).
Апробация усовершенствованной технологии проведена на Касумкентском консервном заводе. Расчетный ожидаемый экономический эффект от реализации усовершенствованной технологии получения облепихового сока составляет 678 тыс. руб. на 1муб, использование белково-липидной пищевой добавки полученный из СО2-шрота плодов облепихи для изготовления хлеба «Чурек Дагестанский» составляет 862 руб. на 1 т, а использование при производстве булочки «Шуре» составляет 902 руб. на 1 т.
1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на научно-методических семинарах НТС Горного ботанического сада Дагестанского научного центра РАН и отдела газожидкостных технологий КНИИХП Россельхозакадемии (2008-2013 гг.), на ХХIХ итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов (г. Махачкала, 2008 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы химии и нефтехимии: наука, образование, производство, экология», (г. Махачкала, 2008 г.), II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы теории и практики повышения эффективности функционирования первичных структурных звеньев отраслей народно хозяйственного комплекса региона», (г. Махачкала, 2008 г.), ХХХ итоговой научно- технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ (г. Махачкала, 2009 г.), международной научно-практической конференции «Теоретическое и экспериментальное обоснование суб -и сверхкритической СО2- обработки сельскозсырья», (г. Краснодар, 2010 г.), международной научно-технической интернет-конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Краснодар, 2011 г.), международной научно-технической интернет-конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Краснодар, 2012г.), международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия ХХI века» (г. Краснодар, 2013 г.).
1.6 Публикации. Основные результаты выполненных исследований опубликованы в 19 научных работах, в числе которых монография, 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получены патенты РФ на изобретение и полезную модель.
1.7 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентно-информационной литературы, методического раздела, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, и приложения.
Эколого-биологические особенности выращивания облепихи
Облепиха крушиновидная - Hippophae rhamnoides L., представляет собой среднерослый куст с толстыми побегами и колючками по всей длине побега. Объектами исследования послужили плоды облепихи сорта Ранняя желтая, с овальными желтыми плодами и повышенным содержанием витаминов. Ботаники обычно выделяют три вида облепихи: облепиху крушиновидную а, облепиху иволистную О и облепиху тибетскую 6 (рисунок 1.1).
Если сделать небольшой экскурс в историю, то можно отметить, что облепиха с древности славилась своими целебными свойствами. При этом тибетская медицина рекомендовала использовать куст облепихи "от корней до семян". Облепиха крушиновидная имеет внутривидовое подразделение, которое подробно описал ботаник из Финляндии А.Руси, который выделил из известного типа облепихи несколько подвидов, в том числе три в Европе, остальные на пиха монгольская скорее относится к облепихе сибирской, поскольку образует, как и облепиха сибирская обширные заросли. Ботаниками установлено, что в зависимости от места произрастания облепихи могут изменяться ее как морфологические, так и биологические особенности одного вида, но различных эко-типов крушиновидной облепихи.
Выделение различных экотипов подтверждается не только указанными показателями, но отсутствием переходных популяций.
Элитные формы и сорта облепихи произрастают в диком виде и введены в культуру на Алтае [15]. В основном это позднеспелые сорта. Целый ряд сортов и форм облепихи имеется в Центрально-Черноземном регионе [40,50].
Значительный вклад в создание моделей сорта облепихи внес известный селекционер Г.М.Скуридин [72,73,103-105]. Он проанализировал изменчивость количественных признаков растения в зависимости от места произрастания.
В работе Тагаевой Е.Ю. описаны особенности выращивания восточно-саянских форм облепихи [76]. Сделан вывод о прямой зависимости химического состава плодов облепихи от климатических условий выращивания.
Ряд исследователей опубликовали информацию об эколого-биологических особенностях выращивания облепихи и биохимическом составе облепихового масла и плодов [86,87,89]. Установлена зависимость биохимического состава мякоти плодов, семян и листьев облепихи от почвенно-климатических особенностях выращивания.
В настоящее время облепиха крушиновая занимает особое место в посадках, как ценное поливитаминное растение. Плоды содержат целый комплекс жиро - и водорастворимых витаминов, эссенциальные микроэлементы. Важнейших биоактивных веществ облепиха содержит в 6 раз больше, чем ягоды черной смородины, и в 15 раз больше, чем апельсины. В предгорных районах Дагестана облепиха в широком обиходе. Ее употребляют как в свежем, так и в переработанном виде. Она используется в приготовлении различных деликатесных продуктов, витаминизированных соков и напитков, джемов, повидла, варенья, киселей, пастилы и мармелада. В европейской части страны и Сибири облепиха зовется дерезой или колючкой, а на Кавказе ее называют джакудлой. В зависимости от климатических условий и почвенных особенностей облепиха крушиновая может быть кустарником, иногда деревом высотой от 10 до 18 м. В условиях субтропического климата произрастают довольно крупные деревья облепихи. Например, в Китае есть деревья облепихи высотой более 10 м и в диаметре 1.6 м. Имеются различия в количестве колючек на облепиховых растениях. В настоящее время селекционеры вывели образцы облепихи с небольшим количеством колючек, а иногда совсем без них. По мере роста побеги облепихи имеют вначале серебристый цвет, который им придают чешуйки и звездчатые волоски, а затем становятся ржаво-бурыми с колючками различной длины. Листья облепихи имеют короткочерешковую, линейную или линейно-ланцетную форму, в длину до 8 см. и ширину до 0.9 см. Если посмотреть на лист облепихи сверху, то он будет иметь серовато-темно-зеленый цвет, а цвет снизу листа будет желтоватый или буровато-серебристо-белый.
Цветки облепихи обычно бывают мелкими и невзрачными. На мужских растениях цветки бывают с двураздельным околоцветником, а женские цветки находятся среди спаянных листочков в пазухах веточек [8,15-18]. В культивируемых посадках рядом с женскими растениями сажают мужские, чтобы происходило переопыление цветков женских растений пыльцой с мужских растений. Цветки облепихи не имеют нектарников, поэтому пчелами не могут опыляться. Кора, ветви и ствол имеют бурый цвет различных оттенков. Обычно в южных районах в начале лета наблюдается цветение и опыление облепихи. Обычно плоды облепихи имеют обычно желтый, оранжевый или красный цвет, шаровидной или эллипсоидной форму эллипса или шара, с длиной до 1 см, обладают сочной мякотью и крупной косточкой. Плоды густо облепляют ветви, что и дало название всему растению. В конце лета плоды созревают и не осыпаются, а остаются на всю зиму на ветвях. После морозов вкус плодов резко изменяется и становится кисло-сладким с ощутимым запахом ананаса. В связи с этим, признано целесообразным заготавливать плоды облепихи после первых морозов и в дальнейшем хранить их в морозильных камерах. С одного куста об 13 изменяется и становится кисло-сладким с ощутимым запахом ананаса. В связи с этим, признано целесообразным заготавливать плоды облепихи после первых морозов и в дальнейшем хранить их в морозильных камерах. С одного куста облепихи в южных районах выращивания собирают до 25 кг плодов, а в западных районах России до 16 кг. Корни облепихи без оболочки, с рыхлым анатомическим строением, в первый год жизни образуют вертикальный корень, длиной до 40 см.
Подобно бобовым растениям, облепиха может обогащать почву азотом. Облепиха имеет экологические типы и расы с характерным набором физико-химических и морфологических отличий. Существуют четыре подвида облепихи, произрастающие в России: сибирская, казахстанская, узбекская и кавказская, которые различаются между собой. Следует отметить вегетативную подвижность кустов облепихи, что объясняет ее размещение в виде куртин. В дикорастущих посадках одинокое растение облепихи через определенный период образует куртину, которая может разрастаться в центробежно-радиальном направлении из-за интенсивного новообразования новых побегов на корнях. Посадки облепихи способны самостоятельно осваивать новую территорию за счет способности к корнеотпрысковому возобновлению.
Очень важен подбор сортов облепихи для выращивания в предгорных районах Дагестана. Здесь много солнца, влаги, но случаются резкие перепады температуры [39]. В благоприятных условиях облепиха имеет вид деревьев (рисунок 1.2).
Разработка способа удаления кутикулярного воска с поверхности плодов облепихи с помощью сверхкритического диоксида углерода
В лаборатории цеха экстракции ООО «Компания Караван», с нашим участием, выполнены исследования по удалению воскоподобных веществ с поверхности плодов облепихи с целью ускорения процесса их дальнейшего обезвоживания. Способ основан на способности диоксида углерода при температуре выше критической точки (31,1 С) растворять кутикулярные воски, смеси жирных гидрокислот, моноеновые, ди- и тригидроксиненасыщенные кислоты, эфиры жирных кислот с высокомолекулярными спиртами и другие соединения.
Кроме того, сжатый диоксид углерода способен сорбировать влагу, что ведет к частичному снижению влагосодержания сырья в процессе обработки.
Оценку возможности использования сверхкритического диоксида углерода проверяли на установке ГНУ «Институт физики» Дагестанского научного центра Российской академии наук (г. Махачкала).
Используемый в экспериментальной работе экстракционный модуль включает 2 герметичных СОг-экстрактора емкостью 38 дм3 с самоуплотняющими люками, испарителя мисцеллы (Fncnap= 2,6 м ); конденсатора газообразного СОг (Рконденсат. = 3,6 м2), сборников жидкого С02 и системы трубопроводов, контрольной и запорной аппаратуры.
В зависимости от поставленных задач существенно отличается подготовка сырья к газожидкостной обработке. В связи с тем, что на первом этапе исследований автор поставила задачу удалить кутикулярный воск с поверхности обле-пиховых ягод, то они загружались в сетчатые поддоны, а затем в экстрактор в целом виде. Если есть необходимость проэкстрагировать биологически активные вещества из жома облепихи, то жом дополнительно измельчается и лепест-куется на вальцевом станке в лепесток толщиной 0,13-0,16 мм.
На рисунке 3.2 показана принципиальная схема сверхкритического С02-экстракционного модуля.
Насыпная плотность сырья зависит от времени сбора плодов облепихи и находится в пределах 250-300 кг/м3. Из экстракторов с загруженным сырьем сначала удаляют воздух с помощью вакуум-насоса, затем обрабатывают сырье сверхкритическим флюидным СОг для удаления кутикулярного слоя или жидким С02 в случае обработки жома в системе «твердое тело-жидкость».
Выполненный автором обзор патентно-информационной литературы и результаты собственных исследований позволили предложить эффективный способ удаления кутикулярного слоя без повреждения плодов облепихи.
На рисунке 3.3 показана схема усовершенствованной установки для удаления восков с поверхности плодов и получения СОг-экстрактов из плодов облепихи.
При организации процесса сверхкритической СОг-экстракции компонентов из плодов и жома облепихи подготовка сырья ведется аналогично вышеуказанному. Отличительной особенностью сверкритического экстракционного модуля является возможность удалять воск с поверхности плодов с более высокой влажностью (до 40 %), проведение процесса экстрагирования компонентов из сырья сжатым СОг при температуре +35...+70 С и давлении от 8 до 40 МПа. При этом выход экстрактивных веществ из сырья (по сравнению с докритиче-ской экстракцией) повышается в 2-3 раза за счет извлечения жирного масла и других сопутствующих веществ. На рисунке 3.4 приведена схема установки для удаления кутикулярных восков с поверхности плодов облепихи, апробированная в условиях действующего экстракционного цеха ООО «Компания Караван».
Обработка поверхности свежих плодов облепихи диоксидом углерода снижает рН среды и приводит к снижению микробиологической обсемененности продукта, что положительно сказывается на возможности длительного хранения плодов, подвергаемых в дальнейшем обезвоживанию.
Удаление кутикулярного воскового слоя сжатым диоксидом углерода позволяет исключить применяемые ранее для этой цели органические вещества и щелочи, а также получить в виде дополнительного продукта натуральные воски, которые можно применять в качестве защитных пленок, увеличивающих срок хранения растительного плодового сырья.
Для удаления восков с поверхности плодов облепихи использовали сжатый диоксид углерода давлением 11,2 МПа и температурой 45С, продолжительность обработки 5-8мин. Выход восков и воскоподобных веществ с поверхности плодов облепихи составил 0,04 %. На рисунке 3.5 приведен график, иллюстртрующий выход экстрактивных восков при СОг-экстракции.
Выполненные исследования по извлечению ценных компонентов из плодов облепихи показали возможность получения высокоценных СОг-экстрактов с уникальным жирнокислотным составом, при этом образуется и стерильный белковый шрот.
При помощи программы «Поиск решения» Microsoft Excel определили оптимальные параметры удаления воска с поверхности плодов облепихи.
С участием автора разработан способ и устройство для определения спелости и проницаемости клеток плодов облепихи, осуществляемые путем измерения электропроводности мякоти плода с помощью вводимых электродов. Способ определения спелости плодов облепихи связан с корреляцией значений электропроводности мякоти плодов облепихи со степенью спелости плодов. На рисунке 3.6 показана схема устройства для определения электропроводности исследуемых объектов.
Устройство представляет два серебряных электрода, вмонтированных в стеклянную капсулу и соединенных с помощью константановых проводов с узлом измерений.
Пример. При проведении исследований выполнялось изменение электрофизических характеристик при хранении плодов облепихи в лабораторных условиях при температуре 15 - 22 С при помощи данного универсального устройства. Для оценки степени проницаемости клеток и зависимости от этой величины выхода сока был использован разработанный нами прибор (рис. 3.6), с помощью которого установлена величина электропроводности и электросопротивления спелых ягод в интервале от 6 до 8 мС/см. (микроСименс на см)
Схема переработки плодов облепихи с применением инновационных технологических приемов
С целью опытно-промышленной реализации усовершенствованной технологии переработки плодов облепихи, произрастающей в Республике Дагестан, с использованием инновационных технологических приемов, подобрано и апробировано необходимое оборудование.
На рисунке 4.1 приведена аппаратурно -технологическая линия для переработки плодов облепихи. 1-моечная машина, 2-подъемник, 3-инспекционный транспортер, 4-СВЧ-бланширователь, 5- протирочная машина, 6 -ленточный пресс, 7 -дробилка для жома, 8-генератор ИЭМП, 9-ИСВЧ-камера, 10 гомогенизатор, 11-фасовочный агрегат.
Поступающие на переработку плоды облепихи подаются в моечную машину 1, заполненную сатурированной водой. С этой целью внутри моечной машины установлена перфорированная металлокерамическая труба, через которую вода насыщается диоксидом углерода. Через подъемник 2 плоды подаются на инспекционный транспортер 3 для удаления чужеродных примесей и некачественных плодов. После ополаскивания плоды попадают в СВЧ-бланширователь 4, где кратковременно в течение 3-4 мин. обрабатывается импульсным ЭМП СВЧ, что позволяет повысить сокоотдачу. Дальнейшие технологические операции зависят от графика выпуска продукции. Если нужно выпускать пюреобразные продукты, то сырье подается в протирочную машину 5, а если потребуется выпускать соки и напитки, то сырье поступает на ленточный пресс 6.
На ленточном прессе получают облепиховый сок, который состоит из двух фракций. В верху собирается густая маслянистая фракция, которую отделяют, переносят в отдельную емкость, смешивают с водой в соотношении 1:1, для промывания от водорастворимых веществ и снижения кислотности.
Полученную смесь промывают и осторожно декантируют верхний слой масла.
В облепиховом жоме содержатся остатки кожицы, мякоти и семян.
Можно подсушить жом или на воздухе под навесом, или в промышленной сушилке, но делать это надо очень осторожно и при температуре, не выше 60С. Массу жома после высушивания дробят в дробилке 7 для увеличения объемной массы и ускорения процесса извлечения масла.
Многократно проэкстрагированный растительным маслом облепиховый жом используют для получения пищевой добавки.
Для обработки плодов облепихи и облепихового жома мы использовали импульсную амплитудно-модулированную СВЧ-установку на базе радиолокатора на частоте 2700±50 МГц. Объект исследования помещался в трубу из СВЧ-прозрачного материала. Обработка образцов производилась при работающем СВЧ-генераторе при рабочей частоте 2700±50 МГц при выходной мощности до 15 кВт, который был спроектирован для работы по непрерывной или импульсным схемам
Нами разработана усовершенствованная линия и технология получения облепихового сока с помощью вакуумного импульсного ЭМП СВЧ (рисунок 4.2).
Через подъемник плоды подаются на инспекционный транспортер для удаления чужеродных примесей и некачественных плодов. После ополаскивания плоды попадают в СВЧ-установку, где кратковременно обрабатывается импульсным ЭМП СВЧ с частотой 2700± 50 МГц с мощностью 400-500 Вт, в течение 1,0-1,5 мин, затем из плодов отжимали сок на ленточном прессе, выжимки сохраняли, а сок пастеризовали и разливали горячим способом.
Фармакопейное облепиховое масло весьма дефицитно, потребность в нем составляет 200 т в год, однако удовлетворяется она на 40 45%. При получении фармакологических препаратов из облепихи основными процессами являются: мойка, измельчение, прессование, отстаивание, декантирование, экстракция компонентов из жома, очистка и концентрирование облепихового масла. Технология облепихового сока
Технологическая схема получения сока в опытно-промышленных условиях по усовершенствованной технологии (с обработкой ИЭМП СВЧ) включает следующие операции:
Доставка-»приемка—охранение-» мойка - подсушка и инспекция —» удаление кутикулярного слоя—» обработка ИСВЧ энергией с целью повышения выхода сока- прессование на ленточном прессе - сепарирование или фильтрирование - СВЧ пастеризация -» расфасовка - укупорка - охлаждение — складские операции.
Получаемый по такой технологии облепиховый сок был светло-желтым, обладал характерным вкусом, ароматом и цветом.
Разработанный с нашим участием способ относится к использованию ЭМП СВЧ в консервном производстве, и в частности может быть использовано импульсное электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ИЭМП СВЧ) для предварительной обработки плодов облепихи для увеличения выхода сока повышенного качества.
Известные механические и физические способы предварительной обработки плодового сырья перед извлечением сока не дают должного эффекта как по выходу сока при последующем извлечением прессованием, или другими
В обычных условиях плоды облепихи моют, инспектируют, дробят, бланшируют горячей водой при температуре 50-60 С, протирают и отжимают сок. Мы предложили для увеличения выхода сока плоды облепихи предварительно обработать ИСВЧ- энергией, частотой 2700±50 МГц в течение 1,0-2,5 минут (2 и 3).
Этот технологический прием позволяет устранить недостатки традиционного способа и ускорить процессы предварительной обработки плодов облепихи перед извлечением сока за счет использования энергии ИЭМП СВЧ и, соответственно, повысить производительность и качество получаемого сока. Пример. После доставки, приемки, хранения плоды облепихи сорта «Дагестанская» сортируют, инспектируют и моют, затем в целом виде обрабатывают ИЭМП СВЧ частотой 2700±50 МГц в устройстве, где можно регулировать мощность 400-500 Вт в течение 1,0- 1,5 мин. Затем, с помощью электрической соковыжималки выделяем сок.
Из данных таблицы 4.1 видно, что выход сока из целых плодов облепихи, обработанных ИЭМП СВЧ частотой 2700±50 МГц с мощностью 1,5 кВт в течение 1,0-1,5 минут составляет 70 %, а с увеличением продолжительности обработки до 2 минут выход сока уменьшается, при этом температура всего объема ягод облепихи находится в пределах 60-65 С.
Разработанный способ обеспечивает не только повышение производительности за счет использования ИЭМП СВЧ частотой 2700 МГц мощностью 1,5 кВт в течение 1,0-1,5 минут, но и ускоряет процесс предварительной обработки целых ягод облепихи и при последующем извлечении, выход качественного сока составляет 70 %. Средние значения результатов исследования приведены в таблице 4.1.
Разработка технической документации и экономическое обоснование производства новых видов продуктов из облепихи
При одинаково высоком качестве получаемого продукта, в котором сохранены полезные свойства биологически активных веществ, содержащихся в исходном сырье, себестоимость пищевых добавок, полученных из обезвоженного плодового сырья приблизительно в 3,7 раз ниже себестоимости пищевых добавок, получаемых путем сублимационной сушки. Такой эффект достигается, в основном, за счет снижения затрат на топливо и энергию, расходуемых в технологических целях, на тару и тароупаковочные материалы и затрат на оплату труда и содержание оборудования.
Ожидаемый экономический эффект от реализации усовершенствованной технологии получения облепихового сока составляет 678 тыс. руб. на 1 муб, и от использования белково-липидной пищевой добавки при производстве национальных хлебобулочных изделий: хлеба «Чурек Дагестанский» составляет 862 руб. и булочки «Шуре» - 902 руб. на 1 т готовой продукции.
Разработан проект технической документации на способ получения сока из плодов облепихи и пищевых добавок из высушенных выжимок: ТУ 9160-173-04801346-2011 «Сок на основе фруктозы» и ТУ 9160-175-04801346-2012 Хлеб «Чурек Дагестанский» и булочка «Шуре» ТУ 9160-176-04801346-2012. Структура себестоимости таких продуктов представлена в таблице 4.14.
В рецептурный состав припасов включены высушенные при щадящих технологических режимах другие виды плодов.
Выполнено экономическое обоснование производства сухих продуктов из абрикосового, алычового, грушевого и дынного сырья.
На основании выше представленных данных были проведены производственные испытания новой технологии получения высококачественных сушеных продуктов из облепихового сырья, выращенного в пригородных хозяйствах г. Махачкалы и г. Краснодара.
Себестоимость 1 туб облепихового сока приведена в таблице 4.15
Ожидаемый экономический эффект на 1 туб от внедрения усовершенствованной технологии получения облепихового сока составляет 242045- - 100 = 2420 руб. 45коп.
На основе продуктов переработки облепихи изготавливают разнообразные пищевые изделия: облепиха с фруктозой, пастила из облепихи, компот яблочно-облепиховый, сок облепиховый, сок облепиховый с медом и корицей, пюре об-лепиховое, варенье облепиховое с орехами кешью, масло облепиховое.
Надежность и достоверность полученных результатов исследования подтверждена адекватностью теоретико-методологической базы цели и задачам исследования, аналитическим обзором литературы по рассматриваемой проблематике, качеством и глубиной теоретического анализа проблемы, высоким уровнем методического обеспечения, рациональным использованием методов математической статистики, качественной экспресс-оценки промежуточных и конечных результатов исследования.
Это позволило обеспечить репрезентативность исходных данных, надежность используемой аппаратуры, достоверность выводов и результатов диссертационной работы. Уровень достоверности - 95 % (р 0,05).
