Удосконалення процесу емульгування жирів за допомогою ультразвуку та його апаратурне оформлення: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено удосконаленню процесу емульгування жирів за допомогою ультразвуку. В дисертації досліджено вплив тривалості ультразвукової обробки, параметрів ультразвукової коливальної системи, геометричних розмірів ємності, характеристики сировини і її кількості на ефективність проведення процесу отримання водно-жирових емульсій. Отримано інтегральні функції розподілу кількості жирових кульок із визначеним діаметром залежно від частоти ультразвукової обробки, тривалості, а також кількості жирової фази. Отримано залежність середнього діаметра жирової фази від тривалості ультразвукової обробки Встановлено раціональні параметри ефективності процесу ультразвукового емульгування: частота ультразвукової обробки 22 кГц, тривалість обробки 145…160 с. Доведено, що використання ультразвукової обробки з питомою потужністю 15 Вт/дм3 дає максимальну продуктивність ультразвукової установки, не погіршуючи якість готової емульсії. Розроблено ультразвукову установку для отримання водно-жирових емульсій. Здійснено комплекс заходів щодо впровадження результатів досліджень у виробництво. Диссертация посвящена усовершенствованию процесса эмульгирования жиров с помощью ультразвука. В диссертации исследовано влияние продолжительности ультразвуковой обработки, параметров ультразвуковой колебательной системы, геометрических размеров емкости, характеристики сырья и его количества на эффективность проведения процесса получения водно жировых эмульсий. Получены интегральные функции распределения количества жировых шариков с определенным диаметром в зависимости от частоты ультразвуковой обработки, продолжительности, а также количества жировой фазы. Получена зависимость среднего диаметра жировой фазы от продолжительности ультразвуковой обработки. Определено влияние акустических характеристик ультразвуковой обработки на эффективность процесса ультразвукового эмульгирования. Установлены рациональные параметры эффективности процесса ультразвукового эмульгирования: частота ультразвуковой обработки 22 кГц, продолжительность обработки 145…160 с. Доказано, что использование ультразвуковой обработки с удельной мощностью 15 Вт/дм3 дает максимальную производительность ультразвуковой установки, не ухудшая качество готовой эмульсии. Установлено, что при ультразвуковой обработки частотой 22 кГц и продолжительностью 135 с распределение жировых шариков в эмульсии с частицей жира 30% не отличается от распределения жировых шариков в эмульсии с частицей жира 10%, что обосновывает получение качественных высококонцентрированных эмульсий с помощью ультразвука с частью жира 30%. Проведены исследования продолжительности хранения, которые показали, что водно жировые эмульсии сохраняют общую стойкость на достаточном уровне в течение 24 ч (показатель общей стойкости после 24 ч хранения 58...75%). Это обосновывает возможность их использования в технологических процессах приготавливания продуктов питания. Проведена оценка экономической эффективности от внедрения ультразвукового устройства для получения водно-жировых эмульсий. Период окупаемости при коэффициенте использования устройства k = 0,5 составляет 8 месяцев. Предложено направление использования водно-жировой эмульсии в качестве составляющей части для изготовления мясных рубленых полуфабрикатов, которое позволит уменьшить отпускную цену на полуфабрикат на 10...11%. Разработана установка для проведения процесса ультразвукового эмульгирования свиного жира, которая позволяет получить эмульсии со средним размером жировых шариков (2…3) ·10-6 м без применения эмульгаторов. Разработан комплект проектной документации на создание экспериментального образца ультразвукового устройства для получения водно-жировых эмульсий, в том числе техническое описание и инструкцию по эксплуатации ультразвукового устройства для получения эмульсий УПОЕ-1, а также техническую документацию – «Рекомендации по использованию ультразвуковых установок для получения эмульсий из жиросодержащего сырья». Осуществлен комплекс мероприятий по внедрению результатов исследований в производство. The dissertation is devoted to improvement of the process of the emulsification of fat by ultrasound and and its apparatus execution. The thesis investigated the influence of the duration of ultrasonic treatment, the parameters of ultrasonic oscillatory system, the geometric dimensions of capacity, performance materials and its quantity on the efficiency of the process of obtaining a water-lipid emulsions. Obtained the cumulative distribution function of the fat globules with a certain diameter, depending on the frequency of ultrasonic treatment, the duration and amount of fat phase. The dependence of the average diameter of the fat phase of the duration of ultrasonic treatment. Established rational parameters of the effectiveness of ultrasonic emulsification: the frequency of 22 kHz ultrasonic treatment, the duration of treatment 145 ... 160 s. The use of ultrasonic treatment with a specific capacity of 15 W/dm3 gives the best performance of ultrasonic installation without compromising the quality of the finished emulsion. Designed by an ultrasonic apparatus for obtaining a water-lipid emulsions. A range of activities on implementation of research results into production.