Інтенсифікація процесів сушіння рослинних пектиновмісних матеріалів - Автореферат

Відсутність виробництва пектину в Україні обмежує виробництво продуктів харчування на пектиновій основі. В основі переробки пектиновмісної сировини на порошки лежить процес сушіння. Дисертаційна робота відповідає науковому напрямку відділу нестаціонарного тепломасопереносу у процесах сушіння Інституту технічної теплофізики Національної академії наук України та виконувалась за темами “Розробка енергозберігаючої технології та обладнання для конвективно-вакуумного сушіння матеріалів до низької кінцевої вологості” (номер Державної реєстрації 00100U002346), “Дослідження процесів тепломасообміну в композиційних матеріалах з скороченим терміном регідратації” (номер Державної реєстрації 00100U002595). Завдання дослідження: встановити кінетичні закономірності процесу сушіння і досушування пектиновмісних матеріалів; дослідити процеси тепловологовіддачі та розробити оптимальні теплотехнічні умови сушіння;Експериментальні дослідження процесу сушіння проводилися у продувному шарі й обдувному (рух теплоносія відповідно перпендикулярно матеріалу і паралельно), що сприяє використанню отриманих результатів стосовно сушильних установок конвеєрного й тунельного типу. Порівняння швидкості й тривалості зневоднювання досліджених матеріалів показує, що за рахунок організації руху теплоносія крізь шар матеріалу (продувний шар) спостерігається інтенсифікація процесу і істотне скорочення тривалості сушіння, а саме, швидкість збезводнення зростає з 4,2 до 10,0 %/хв, а тривалість процесу скорочується на 45 %. У результаті усадки матеріалу в міру його висихання висота шару зменшується і матеріал легше продувається теплоносієм. Тому у стрічкових сушарках процес організовують так, щоб на початку стадійного процесу сушіння висота матеріалу, була по можливості, мінімальною, а на наступній стадії - висоту матеріалу збільшують механічно. Аналіз результатів експериментальних досліджень досушування пектиновмісних матеріалів з Wpівн= 15…20 % до Wk= 6...8 % показує, що процес проходить тільки в періоді падаючої швидкості і вирішальним фактором його проведення є контроль температури матеріалу і тривалість теплового впливу, що витікає із аналізу температурних кривих та якісних показників кінцевого продукту.Встановлено і узагальнено закономірності кінетики сушіння і досушування пектиновмісних матеріалів, розроблено оптимальні режими збезводнювання з метою інтенсифікації процесу. Встановлено, що сушінням за ступінчатими режимами досягається високий відсоток збереження пектинових речовин - до 98 %. На підставі досліджень кінетики волого-і теплообміну отримано формули для розрахунків тривалості процесів сушіння і досушування, розрахункове рівняння для максимальної швидкості сушіння. Визначено хімічний склад, харчову і енергетичну цінність пектиновмісних порошків, їх желе-і комплексоутворювальну здатності, розроблено оптимальні умови відновлювання порошків. (Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесів сушіння в залежності від різних умов зневоднення, участь в узагальненні і аналізі отриманих даних).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Обґрунтовано актуальність переробки пектиновмісної сировини на сушену продукцію і порошки та перевага поетапності процесу сушіння.

2. Встановлено і узагальнено закономірності кінетики сушіння і досушування пектиновмісних матеріалів, розроблено оптимальні режими збезводнювання з метою інтенсифікації процесу. Доведено, що за умов організації процесу сушіння із перервним циклом, ступінь збереження пектинових речовин зростає на 18...20 %.

3. Визначено вплив високовологого високотемпературного теплоносія і поетапного збезводнювання на ступінь збереженості пектинових речовин. Встановлено, що сушінням за ступінчатими режимами досягається високий відсоток збереження пектинових речовин - до 98 %.

4. На підставі досліджень кінетики волого- і теплообміну отримано формули для розрахунків тривалості процесів сушіння і досушування, розрахункове рівняння для максимальної швидкості сушіння. Доказана доцільність використання ступінчатих режимів зневоднення пектиновмісної сировини для максимального збереження пектинових і інших біологічно активних речовин, економії енергоносіїв.

5. Встановлено оптимальні режими процесів диспергування та сепарації.

6. Визначено хімічний склад, харчову і енергетичну цінність пектиновмісних порошків, їх желе- і комплексоутворювальну здатності, розроблено оптимальні умови відновлювання порошків.

7. Досліджено гігроскопічні властивості пектиновмісних порошків і встановлено умови забезпечення мікробіологічної стійкості і стабільності складових під час тривалого збереження.

8. Розроблено і затверджено технологічні інструкції і технічні умови на порошок яблучний і овочеві (у т.ч. і із столових буряків).

9. Розроблено і впроваджено технологічні процеси поетапного виробництва пектиновмісних порошків на промислових підприємствах. Встановлено, що переробка сировини у такий спосіб сприяє збільшенню обсягів переробленої сировини, ліквідації сезонності роботи технологічної лінії, підвищенню ефективності виробництва, зниженню енерговитрат на 10...15 %.

10. Розроблено і впроваджено в промисловості технології і рецептури харчових продуктів з використанням пектиновмісних порошків.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Снежкин Ю.Ф., Шапарь Р.А. Исследование процессов усадки и адгезии фруктово-ягодного сырья. Промышленная теплотехника.-1996. - №1.- с. 60 - 63.

(Особистий внесок - здійснення експериментальних досліджень процесів усадки і адгезії під час сушіння, підготовлення матеріалів до опублікування).

2. Снєжкін Ю., Лисичонок С., Шапар Р. Запобігти втратам яблучного порошку // АПК. Наука, техніка, практика. - 1990. - №4. - С. 37.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесів сушіння в залежності від різних умов зневоднення, участь в узагальненні і аналізі отриманих даних).

3. Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О. Досушування яблук // Харчова та переробна промисловість. - 1994.-№3. - с.29.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесу досушування, підготовка матеріалів до друку).

4. Шапарь Р.А. Исследование кинетики влогообмена присушке яблок и яблочных выжимок. Тепловые процессы в элементах энергетических устройств. - Киев: 1987.- С. 50 - 53.

5. Ковективно-вакуумная сушка растительного сырья. Ю.Ф. Снежкин, А.А. Хавин, ЛА. Боряк, Р.А. Шапарь // Промышленная теплотехника. - 2002.- т.24.- №1.- с.40 - 51.

(Особистий внесок - проведення дослідження процесів сушіння в умовах атмосферного тиску і в умовах розрідження, побудова кривих сушіння, швидкості сушіння).

6. Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О. Вплив процесу сушіння на теплообмін // Промышленная теплотехника. К.- 2003. - т. 25, прилож. к №4. - С. 346 - 349.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесів сушіння, участь в підготовці до опублікування).

7. Снежкин Ю.Ф., Дабижа Н.А., Шапарь Р.А. Определение энергетических затрат присушке коллоидных капиллярно-пористых материалов. Промышленная теплотехника .- 2003. т. 25, прилож. к №4. - С. 198 - 200.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень сушіння рослинних матеріалів).

8. Нові інгредієнти у виробництві молочних продуктів / Снєжкін Ю.Ф., Шапар Р.О., Боряк Л.А. та ін./ Промислова теплотехника.- 2002.- т. 24, додаток № 4.- С.52 - 56.

(Особистий внесок - проведення дослідно-промислових випробувань використання досліджуваних порошків у виробництві молочних продуктів, підготовка матеріалів до публікації).

9. Снєжкін Ю.Ф., Шапар .О., Хавін О.О., Чалаєв Д.М. Досвід використання натуральних порошків з рослинної сировини у молочних продуктах. // Промышленная теплотехника - 2002. - приложение к №4. - С. 57 - 59.

(Особистий внесок - аналіз і узагальнення аспектів використання харчових порошків за розробленою технологією у молочних продуктах, підготовка матеріалів до друку).

10. Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О. Оздоровимося пектинами //Зерно і хліб. - 2004. - №1 - С. 29.

(Особистий внесок - показана перспективність використання пектиновмісних порошків при виробництві борошняних виробів, підготовка матеріалів до опублікування).

11. Порошки з фруктів і овочів / Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Петрова Ж.О., Михайлик Т.О., Шапар Р.О. // Зерно і хліб - 2003 - №2, - С. 38.

(Особистий внесок - аналіз властивості порошків з фруктів і овочів як наповнювачів).

12. Патент України 66427, МКИ7 А23 В 7/02. Спосіб одержання харчових порошків з яблук/Боровський В.Р., Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О. та ін. Б. № 5, 17.05.04.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесів сушіння та охолодження висушених матеріалів, побудова графічних залежностей).

13. Рішення про видачу патенту по заявці № 20031211661. МКИ7 А23В 7/02 F26В 3/06 . Спосіб одержання пектиновмісного порошку з рослинної сировини. Ю.Ф. Снєжкін, О.О. Хавін, Р.О. Шапар, Л.А. Боряк., заявл. 16.12.2003.

(Особистий внесок - узагальнення результатів експериментальних досліджень процесу сушіння пектиновмісних матеріалів, підготовка матеріалів винаходу).

14. Патент України 36208 А, МКИ7А23С23/00. Сирний десерт/ А.А. Долінський, Ю.Ф. Снєжкін, Хавін О.О., Шапар Р.О. та ін., Б. № 3, 16.04.01

(Особистий внесок - участь у проведенні патентного пошуку, визначення умов відновлювання порошків і внесення їх до молочної основи, підготовка матеріалів).

15. Патент України 37030 А, МКИ7 А23С9/13. Йогурт/ А.А. Долінський, Ю.Ф. Снєжкін, О.О Хавін., Р.О Шапар. та ін. Б. №3, 16.04.01

(Особистий внесок - аналіз існуючих технологій виробництва йогурту, дослідно-промислові вироблення, узагальнення результатів, підготовка матеріалів винаходу).

16. Боряк Л.А., Шапарь Р.А., Дабижа Н.А. Исследование кинетики сушки растительного сырья при производстве пищевых порошков /1-я межд. научн. практ. конференция ”Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) ”. Труды конференции, -т. 3, М.: 2002, С. 53 - 56.

(Особистий внесок - проведення порівняльного аналізу кінетики сушіння різних рослинних матеріалів, визначення відносних коефіцієнтів сушіння і тривалості процесів).

17. Оценка качества сушеных продуктов по восстанавливаемости /Снежкин Ю.Ф., Шапарь Р.А. , Петрова Ж.А., Дабижа Н.А. Наукові праці ОДАХТ.- № 23.-Одесса.- 2002.- С. 172 - 175.

(Особистий внесок - обробка експериментальних даних, проведення сумісного аналізу кінетики сушіння рослинних матеріалів і відновлюваності в залежності від режимів сушіння, підготовка матеріалів до опублікування).

18. Фруктово-овощные порошки-биологически - активная добавка в хлебобулочные изделия / Снежкин Ю.Ф., Петрова Ж.А., Михайлик Т.А., Боряк Л.А., Шапарь Р.А. Наукові праці ОДАХТ.- № 24.- Одесса.- 2002.- С. 256 - 258.

(Особистий внесок - участь в узагальненні результатів щодо використання фруктово-овочевих порошків у виробництві хлібобулочних виробів).

19. Снежкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О. Ефективна технологія сушіння червоного буряка. Наукові праці УДУХТ.- № 10, ч.. 11.- К. - 2001.- С. 142 - 143.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень, участь в узагальненні результатів).

20. Снєжкін Ю.Ф., Шапар Р. О. Використання натуральних порошків з рослинної сировини у виробництві молочних продуктів. Наукові праці УДУХТ. - №10, ч.1 - Київ. - 2001. - С. 68 - 69.

(Особистий внесок - вироблення дослідно-промислові партії молочних продуктів з використанням харчових порошків, підготовка матеріалів до опублікування).

21. Эффетивное использование отходов сокового производства на пищевые порошки / Ю.Ф. Снєжкін, Р.О. Шапар, Ж.О Петрова., Н.О. Дабіжа // Труди Міжн. наук.-техн. конф. “Вітчизняний та міжнародний досвід поводження з відходами виробництва та споживання”. - К.: Т-во “Знання України”. -2003. - С. 76 - 78.

(Особистий внесок - узагальнення технологій одержання натуральних харчових порошків, підготовка матеріалів до друку).

22. Особливості подрібнення та сепарації пектиновмісних рослинних матеріалів/ Снєжкін Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапар Р.О.; ІТТФ НАН У. - К., 2003.- 23 с. Укр.- Деп.. в ДНТБ України 05.05.03.№60 - Ук 2003

(Особистий внесок - проведення досліджень дисперсного складу пектиновмісних порошків, участь у підготовці матеріалів до друку).

23. Технологическая инструкция на производство порошка яблочного согласно ТУ У 88.066.019 - 2001.

(Особистий внесок - встановлення тепловологих параметрів теплоносія і часу зневоднення яблук, обчислення норм витрат сировини).

24. Технологическая инструкция на производство порошков овощных согласно ТУ У 15.3 - 05417118.021 - 2002.

(Особистий внесок - розробка послідовності технологічного процесу, визначення режимів сушіння, обчислення норм витрат сировини).

25. ТУ У 88.066.019 - 2001. Порошок яблучний. Технічні умови. - Введ 03.08.2001.

(Особистий внесок - участь в складанні вимог яблучного порошку за органолептичними, фізико-хімічними і мікробіологічними показниками. Узгодження ТУ в УКРЦСМ, реєстрація).

26. ТУ У 15.3 - 05417118.024 - 2002. Порошки овочеві. Технічні умови. - Введ 06. 08.2002.

(Особистий внесок - узгодження вимог овочевих порошків за органолептичними, фізико-хімічними і мікробіологічними показниками. Реєстрація матеріалів в УКРЦСМ).

27. Снежкин Ю.Ф., Шапарь Р.А. Исследование кинетики сушки растительных материалов//Тез.доп. Х міжн. Конф., “Вдосконалення процесів та апаратів хімічних та харчових виробництв”, - Львів. - 1999. - С. 73 - 74.

(Особистий внесок - експериментальні дослідження процесів сушіння рослинних матеріалів, участь у аналізі побудованих графічних залежностей з метою визначення оптимальних умов сушіння, підготовка до опублікування).

28. Кинетика и расчет тепломассобмена присушке растительного сырья / Ю.Ф. Снежкин, Л.А. Боряк, Р.А Шапарь. и др. // Тепломассобмен в капиллярно-пористых телах: Тез. Докл. Межд. Форума, секция 7, Минск, 1988. - С. 103 - 105.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень кінетики сушіння рослинних матеріалів).

29. Енергоощадні технології виробництва харчових порошків з рослинної сировини / Ю.Ф. Снєжкін, Л.А. Боряк, Ж.О. Петрова, Р.О. Шапар // III Міжн. наук.- практ. конф. „Проблеми економії енергії”, Львів, 2001. - С. 142 - 143.

(Особистий внесок - узагальнення експериментальних даних щодо розробки енергоощадних технологій виробництва харчових порошків).

30. Исследование процессов сушки при производстве яблочного порошка. Снежкин Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапарь Р.А. и др./ В кн. Разработка прогрессивных способов сушки различных материалов и изделий на основе достижений теории ТМО. Тез. Докл. Вып. 2. Безотходные энергосберегающие технологии сушки, К.: 1987 - С. 14.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень процесів сушіння яблук у продувному шарі для встановлення оптимальних параметрів зневоднення).

31. Устройство для интенсификации процесса сушки пластичных материалов / Снежкин Ю.Ф., Боряк Л.А., Шапарь Р.А., Грабов Л.Н. // Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии: Тез. докл. Всес. научн.-техн. совещ., секция 4, Сумы, 1986. - С. 148.

(Особистий внесок - проведення експериментальних досліджень кінетики сушіння з метою інтенсифікації процесу).

32. Особливості технології одержання рослинних пектиновмісних порошків / Ю.Ф. Снєжкін, Р.О. Шапар, Л.А. Боряк, О.О. Хавін // Збірник. матер. IV Міжн. наук.-практ. конф. Львів, 2003. - С.114.

(Особистий внесок - аналіз експериментальних даних для розробки технології одержання пектиновмісних порошків, підготовлення матеріалів до опублікування).

33. Комбинированная смесь глазури для мороженого / Ю.Ф. Снежкин, С.Л. Лисиченок, Р.А. Шапарь, А.Н. Одинец // Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсрсберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК: тез. докл. Республ. научн.-техн. конф., - 1991, С. 257.

(Особистий внесок - проведення досліджень в промислових умовах з метою використання харчових порошків у глазурі морозива, підготовка матеріалів до друку).

34. Использование нетрадиционных источников теплоты в процессах сушки Снежкин Ю.Ф., Шурчков А.В., Хавин А.А., Шапарь Р.А.// Докл.II Межд.конф. “Нетрадиционная энергетика в XXI веке” Ялта, 2001.- С. 152-153.

(Особистий внесок - проведення експериментальних дослідів процесу низькотемпературного сушіння рослинних матеріалів. Участь в узагальненні одержаних даних).

35. Гелиосорбционная конвективная сушильная установка Снежкин Ю.Ф.,Чалаев Д.М.,Шаврин В.С., Шапарь Р.А., Петрова Ж.А // Нетрадиционная энергетика в XXI веке / Докл. III Международной конференции, Крым, Судак, 2002.- С. 161-164

(Особистий внесок - проведення порівняльного аналізу результатів сушіння рослинних матеріалів ті їх відновлюваності).

36. Фруктово-овощные порошки как биологически активные добавки // Снєжкін Ю.Ф., Михайлик В.А., Михайлик Т.О., Петрова Ж.А., Шапар Р.О. Тез. Наук-практ конф.”Фітотерапія в реабілітації хворих”.- К.- 2003, - С. 51-52.

(Особистий внесок - брала участь в аналізі напрямків використання порошків).

Размещено на .ru