Введение к работе
Актуальность тепы. В условиях рыночной конкуренции для обеспеченга населения высококачественнам растительный маслом необходима создание новых и совершенствование применяемых технологий его получения, при снижении энергозатрат.
Настоявся работа посвящена разработке теоретических предпосылок для развития теории прессования и технологии переработки маслосодержащего материала, при высокой удельной мощности подводимой энергии, обеепечияаодей оптимальную для извлечения масла скорость нагрева, структуру перерабатываемого материала и высокое качество масла
При переработке масличного материала основным является подготрвка его к извлечении масіа, первая^ступень которой -создание широкораэвитой пористой структуры. При этом важно знание особенностей клеточного строения семени и закономерностей его изменений под воздействием различных технологических факторов, позволяющих направленно воздействовать на микроструктуру материала, его технологические свойства и биохимические процессы, протекающие при извлечении масла. Традиционно создание структур с требуемыми свойствами для извлечения масла при переработке высокомасличных семян (подсолнечник и др.) обеспечивается факторами влаготепловой обработки (измельчение, влажность, температура и продолжительность ее воздействия).
Применяемые в настоящее время режшы влаготепловой подготовки маслосодержапрго материала (степень измельчения, температура, продолжительность процесса) отличаются длительностью обработки, громоздкостью оборудования, в котором реализуется гидротермическая обработка и возможностью протекания некоторых биохимических и химических воздействий, отражающихся на качестве масла
Одним из способов объемного однородного нагрева материала, обеспечиваюп^го высокий темп (скорость) нагрева, не достигаемый при применяешь режимах, является воздействие на ма-
- * -
териал СВЧ-полем. Кратковременность воздействия на материал обеспечивает высокое качество получаемого масла
Если исследования структуры семян и условий, обеспечивающих создание необходимой пористой структуры материала при традиционной вдаго-тепловой обработке достаточно полны, то действие СВЧ-обработки не изучено.
С этой точки зрения изучение закономерностей, протекающих в масличном материале под воздействием СВЧ-поля, и возможностей применения его для вдаготепловой подготовки материала к извлечений масла является актуальным.
Цехоь работы. Создание новых технологий получения растительных масел с использованием методов с высоким уровнем удельной мощности подводимой энергии для подготовки капиллярно-пористой структуры маслосодержащих материалов.
Научная новизна. Впервые исследованы закономерности рекомбинации уяътраструктуры интактного ядра, в зависимости от уровня подводимой энергии.
Установлено, что темп СВЧ-нагрева семян подсолнечника 0,8* С/с в диапазоне влахностей 3,8-10,5 обеспечивает максимальное разрушение структуры семян и образование супермакро-пор (23000-236000 А), эф&?ктивных для последуй»?го отжима масла.
Установлена связь'между объемам супермзкропор и повышением скорости истечения масла е первый период отжима, независимо от способа'влаготепловой обработки.
При СЕЧ-обработке мятки (измельченное ядро), содержащей не менее 60 разрушенных клеток, не требуются затраты анергии на разрушение клеток, за счет чего снижаются удельные затраты СВЧ-энергин на влаго-тепловув обработку с одновременным извлечением масла (аддитивность взаимного влияния 2-х процессов - измельчения и СВЧ-обработки на извлечение иасла).
Установлено, что период релаксации пара после обработки СВЧ-энергией составляет до 30 с и нз извлечение мзслз материал должен поступать в этот период.
Установлено, что доминирующим фактором при влагогепло-
- Г „
вой обработке в создании оптимальной структуры материала длл максимального отжима масла является удельная мощность энергии СВЧ-поля, преобразующейся в теплоту, и скорость релаксации давления водяного пара.
- Установлено, что обработка в СВЧ-поле приводит к раз
личным эффектам ингибирования и активации ферментов.
Микроволновая обработка материала при влажности 8,5-12,6 X
и теш нагрева 0,3* С/с является эффективным средством для полной инактивации липазы при температуре 80-85 С.
- Установлена разнообразность воздействия технологичес
ких факторов на активность ферментов. Обоснована необходи
мость выбора стратегии обработки с целью достижения более вы
соких качественных показателей извлекаемого масла.
При принятой влаго-теиловой обработке оптимум активности липазы лежит в интервале» 30-50 С и влажности 12-13 X,
При СВЧ-обработке оптимум актиннэсти липазы сдвигается в ' область более высоких температур л более низких власностей (8,5 \).
Практическая значимость заключается:
в интенсификации влаго-тепловоД обработки маслосодер-жащих материалов, позволяпцэи достичь оптимальную температуру 105-107 С в течении 25-35 минут, вместо 50-60 по принятой в настоящее время технологии, за счет улучшения структуры потоков в аппарате и применения новых процессов, таких как иод-сушка перегретым водяным паром; создание благоприятных условий подготовки материала; рационализации условий отжима масла; сокращения времени рециркуляции потоков и улучшения качества масла;
разработана оригинальная технология получения растительных масел, связанная с применением СВЧ-обработки и последующего отжима масла в процессе релаксации давления водяного пара в пористой системе обрабатываемого материала;
определена перспективность применения СВЧ-нагрева для подготовки семян к извлечению масла.
Автор выносит на зашиту:
- в -
изучение закономерностей рекомбинации структуры интак-тного ядра и мятки в зависимости от количественного уровня подводимой энергии;
исследование завнсимостеА между объемами пор и скоростью истечения масла;
изучение влияния релаксации водяного пара после СВЧ-обработки на извлечение масла;
изучение воздействия СВЧ-поля на ферментативные процессы семени;
пути интенсификации влаго-гепловоп обработки ыаслосо-держащих материалов, применяемых о настоящее время и прессования;
разработанная технология с использованием метода интенсивной подготовки капиллярно-пористой структуры маслосо-держащих материалов. ,
Достоверность полученных результатов обеспечена исполь-аованиеи современных методов анализа (электронная микроскопия, ртутная порометрия, стандартизованные методы анализа с применением современных средств измерений и обработки результатов) .
- Основные теоретические разработки прошли опытно-про
мышленные испытания на ряде предприятий масло-жировой промыш
ленности.
Личный вклад автора. Постановка, осуществление и оценка результатов экспериментов. Составление программы опытно-промышленных испытаний, руководство и их проведение.
Апробация работы. Результаты работы доложены на конференциях специалистов ВГОШа, технических советов предприятий (Ростов, Краснодар, Армавир, Волгоград, Саратов), на конференции (Углич).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, тезисов докладов, 2 патента Российской Федерации.
Структура и объем работа Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, заключения, рекомендаций, списка цитируемой литературы; включает 120
стр. машинописного текста, 30 рисунков и 20 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 150 источников отечественное и зарубежных авторов.
