Удосконалення апарату для виробництва пастоподібних концентратів напоїв на основі овочевої сировини: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню процесу отримання пастоподібних концентратів напоїв (ПКН) на основі овочевої сировини та удосконаленню апарата для їх виробництва. Встановлено закономірності впливу технологічних параметрів (розміру частинок дисперсної фази концентрату, концентрації сухих речовин у продукті, температури переробки, терміну зберігання) на реологічні характеристики ПКН, отримано регресійні рівняння для їх розрахунку. Встановлено наявність тиксотропних властивостей ПКН. Розроблено конструкцію скребкової мішалки для інтенсифікації процесу перемішування і теплообміну в умовах кипіння ПКН у вакуум-випарному апараті. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність використання розробленої скребкової мішалки для інтенсифікації гідромеханічних і теплообмінних процесів під час виробництва ПКН. Розроблено теоретичну модель розрахунку витрат потужності під час перемішування ПКН запропонованою скребковою мішалкою. Отримано узагальнене критеріальне рівняння для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі за умов використання нової скребкової мішалки під час уварювання ПКН під вакуумом з урахуванням змін реологічних властивостей розробленого продукту. Досліджено основні фізико-хімічні показники якості розроблених ПКН. Оцінено економічну та соціальну ефективність наукових розробок і здійснено комплекс заходів щодо впровадження їх у виробництво

Диссертация посвящена научному обоснованию процессов производства пастообразных концентратов напитков (ПКН) на основе овощного сырья и усовершенствованию аппарата для проведения гидромеханических и теплообменных процессов. Был предложен способ получения ПКН на основе овощей – тыквы, свеклы и моркови. Для научной классификации и интенсификации процессов производства разработанного продукта были исследованы его реологические свойства. Комплексное исследование реологических свойств ПКН показало, что согласно классификации П.А. Ребиндера данный продукт относится к коагуляционным неидеальнопластичным твердообразным системам, деформация которых описывается уравнением Гершеля-Балкли. Были установлены закономерности влияния технологических параметров (размера частиц дисперсной фазы концентрата, концентрации сухих веществ в продукте, температуры переработки, срока хранения) на реологические характеристики ПКН, получены уравнения для их расчета. Определены и научно обоснованы оптимальный размер частиц дисперсной фазы продукта –30,1 10м, содержание сухих веществ в ПКН – 75%, что определяет длительный срок хранения продукта – до 50 недель. Установлено наличие тиксотропных свойств ПКН. Разработана конструкция скребковой мешалки для интенсификации процесса перемешивания и теплообмена в условиях кипения ПКН в вакуум-выпарном аппарате. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования разработанной скребковой мешалки для интенсификации гидромеханических и теплообменных процессов при производстве ПКН. Разработана теоретическая модель расчета расхода мощности при перемешивании ПКН предложенной скребковой мешалкой. Получено обобщенное критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи при использовании новой скребковой мешалки при уваривании ПКН под вакуумом с учетом изменения реологических свойств разработанного продукта в процессе его переработки. Разработан процесс производства ПКН на основе овощного сырья, предложена линия для реализации данного процесса. Определены рациональные технологические параметры производства ПКН в промышленных условиях. Разработана нормативная документация на производство ПКН на основе плодоовощного сырья (ТУ У 15.3-01566330-156-2004 “Пастообразные концентраты напитков на основе плодоовощного сырья”). Исследованы физико-химические свойства ПКН и напитков на их основе (содержание белка, углеводов, витаминов и микроэлементов). Доказано сохранение питательных веществ исходного сырья в результате использования предложенного способа производства ПКН. Определены основные показатели качества ПКН и требования к условиям их хранения. Осуществлен выпуск экспериментально-промышленных партий ПКН на ОАО “Московский” и ОАО “Пивзавод “Рогань”. Оценена экономическая и социальная эффективность научных разработок. Произведен расчет сырьевой стоимости ПКН, которая составляет 9,55 грн, соответственно стоимость литра напитка с применением ПКН – 1,2 грн. Установлено, что срок окупаемости цеха из выпуска разработанной продукции производительностью 30 т в месяц составляет 11 месяцев, что свидетельствует о целесообразности и эффективности эксплуатации данной линии. Ожидаемый экономический эффект для опытно-экспериментальной линии производства ПКН составит 13,6 тыс. грн в месяц.

Thesis is devoted to the scientific ground of process of production of paste-like concentrates of drinks (PCD) on the basis of vegetable raw material and improvement of equipment for their production. Conformities to the law of influence of technological parameters are set on reological properties of PCD, equalizations are got for their calculation. The presence of tixotropical properties of PCD is set. The construction of scraper mixer is developed to intensification of process of interfusion and heat exchange in the conditions of boiling of PCD in vacuum steam equipment. Scientifically expedience of the use of the developed scraper mixer is grounded and experimentally confirmed for intensification of hydromechanical and heat-exchange processes at the production of PСD. The theoretical model of calculation of charges of power is developed at interfusion of PСD by the offered scraper mixer. The generalized criteria equalization for the calculation of coefficient of heat emission at using of new scraper mixer for boiling of PСD under a vacuum taking into account reological properties of the developed product is got. The basic physical and chemical indices of quality of developed PСD are investigated. Economic and social efficiency of scientific developments is appraised and the complex of measures is carried out on applying them in industry.