автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Интенсификация процессов извлечения пектиновых веществ из свекловичной ткани

р Г Б ОД

1 í Í Ï '

MIHÍCTEPCTBO ОСВ1ТИ УКРА1НИ УКРА1НСЫСИЙ ДЕРЖАВНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГ1Й

На правах рукопису

ГААГ Ольга СерпКвна

УДК 664.292.011

1НТЕНСИФ1КАЦ1Я ПРОЦЕСШ ВИЛУЧЕННЯ ПЕКТИНОВИХ РЕЧОВИН 3 БУРЯКОВОГ ТКАШШИ

Спец1альн1стъ 05.18.12 - Процеси та аларагн харчових виробництв

Автореферат

дисертаци на здобуття паукового ступени кандидата тепйчних наук

Ки?я - 1995

Роботу виконано в Укра1нськсму державному ун!верситетх харчо-biik технолог1й 1 в лабораторП В1нницького проектнс-конструкторсъ-кого технологичного 1нстнтуту Н20 "Спектр" Держатропрому Украши.

НаукоЫ кер1вники: - доктор техШчних наук, професор

Малежик 1ван Федорович

доктор техк!чних наук, професор Карпович Микола Серг1йович

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор техн!чних наук, професор

Таран В1тал1й Михаилович

кандидат техн!чних наук, старший науковий сп1вроб!тник Хорунжа Лобов Васил1вна

Цров1дна орган!эац!я:

Укра1нський науково-досл1дний 1нститут цукрово! проЫиоловост! ПВО "Цукор"

Захист в1дбудеп>ся "¿5" SKOftTH Я iggs р. о ie _ годин1 на зас!данн1 спец1ал1зовано! ради д ом5.04 Украшського державного ун!верситету харчових технолог1й за адресов:

252037, м.Ки1в, вул, Володишгрська, 68, корпус А, аудитор1я 311.

3 дисертащею модна оэнайомитися в б1бл1отец! Украшоького державного ун1верситету харчових технолог 1й.

Автореферат роз1слано "45" &£рвСИ Я 1995 р.

Вчений секретар спец1ал1зовано! ради, кандидат техн1чиих наук, доцент

В.Л.Зав'ялов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность роботи. Складн! еколсг!чн1 обставши в "KpaïHi та в iHnmx реПонах держав СНД викяикають п!двщ&ну неоСх!ди1сть спо-живання населениям пектину, особливо бурякового, якж сприяе виве-денню TOKCHHiB, взжких, рад!оакгивних металхв, надшру холестерину, 1нших шк!длпвих речовин, не викликаючи при цьому паталог1чник гм!н в opraHiaMi. KpiM того, пектин як драглеутворювач широко використо-вувться в консервн1й, кондитерськ1й та 1нших галузях харчово! про-миоловост1. Але, незважэючи на практично невичерпн1 ресурси буряко-.boï сировини, буд1внидтво цех! в по виробницгву пектину ведеться надто пов1льно. Головнш стримуючим фактором цього в низький р!вень TexHirai, а також недосконал1оть технологи. Заснована на кислотно-терм!чному riflpoaisi протопектину, вона не в повн1Й Mipi уагод-жуеться з особливостями протхкання npoyeoiB тепло- i масообм!ну в систем! роолинна тканина - екстрагент, а також э ф1зикд-х1м!ею пектинових речовин та !нших структурних компонентгв буряково"! тканини.

HayKOBi досл!дження використання бурякового жому як сировинно-го даерела для отримання пектинових речовин проведен! на ф!эико-х1-м!чному piBHi, а також на piBHi Teopiï екстрагування вченими Л.Б. ' Сосновсьгаш, Г.В. Бузиною, В.В. Парфененко, Г.Б. АГшухамедо-вою, З.Д. Ашубаевои, Н.П. Иелух!нов, В.В. Арасшавтеи, U.C. Карповичем, Л.В. Донченко, В.В. Нел!ною та !нш.. Вони сприяли opraHiaa-ц11 виробництва пектину з буряково! сировини, а сучасн1 обставши визначили його до розряду пр1оритетних налрямк!в розвитку народного гослодарства. Де надas високу актуален!сть досл!дженням, ■ як! спря-мован! на !нтенсиф!кац!н продес!в, в першу чергу тих, як! охоплюють основну стад!ю - вилучення пектинових речовин з буряково! тканини. Кр!м того, особливу актуальн!сть являв собою проблема отримання буряково ï сировини, яка за сво1ми покаэниками в1дпов1дала би вимогам пектинового виробництва.

Мета роботи. Мета роботи складавться э теоретичного обгрунту-вання,. експерименталаного досл1дження та розробки способ i в iHTeH-сиф!кацП процео1в вилучення пектинових речовин з буряково! сировини, а також з практично! реал1зацП розроблених способ!в 1ктен-сиф!кац1!.на 1снуючих та у проектуемвд пектинових виробництвах.

У в1дпов1дност1 э метою накреслен!- та вир!шен! так! заздання:

вивчэн! будова, ф1эико-х!м!чн! властивост! та особливоо'т! бу-

рякоЕо! сировини 1 П основних структурних компоненг1в;

систематиэован! вимоги до буряково! сировини пектинового ви-робництва;

класиф1кован1 1 вивче;и процеси вилучення пектинових речовин э буряково! сировини на основ1 сучасних уявлень щодо процео1в масо-оби!ку в систем! рослинна тканина-екстрагент, накреслен! пшяхи 1х 1нтексифЛкац11; '

дослхдиено мехак!зм кислотно-терьйчкого г1дрол1зу.протопектину Буряково! сировини та впдиь на його к!нетику основних 1ктен-сифхкуючих 4актор1в; .

розроблея! опособи 1нгенои<}!кацП процес!в вилучення пектино-вих речовин, ьстаноЕлен! математичн1 моделГта Бизначен! ч;галов1 ' значения технолог 1чних. параметров процео1в; '

розроблен! процэсно-аларатурн1 схеми виготовлення нового виду пектикоЕкиско! буряково! сировини та вваучення пектинових речовин е не! э урахуванням запропокоЕати■ способ1в 1ктенскф1кацИ; здшснена-практична реал!заЩя розроблених схем. Наукова новизна робоги. Вперше встановлено автоколивальний си-нуоо!дальний характер 'ф1зпко-х!ы1чних гьан в структур! буряково!. . тканини в г.роцес! !1 г!дрол1тично! взагмодП з кислотюш роэчином. Роэгдянут! какенпий законом! рносП протЛкання окрешх фаз Г1дрол1-зу з поэицП 10нних та адсорбц1йних Евазмодш. 0бгрунтован1 меж1 технолог!чк11Х параметров 1х здшснення для отримакня пектину в за-даними властиБОС'Хймн I ступенем вилучення.

Теоретично 1 експерименгалано доведена доц!льн1сть ад1йснення в1джимання набухло! сировини перед проведениям процесу г1дрол1зу для прискорення введения г1дрол!зунчого агенту у внутр1иню структуру сировини.

Обгрунговано проведения Г1Дрол1зу протопектину св1жо! буряково! сировини в пом'якшенкх технолог1чних' режимах односпрямо-ванЮтю »ажфазного переносу . розчинника та вилучаемих пектинових речовин. ' •

Сбгрунтована доц1льн1сгь пресового способу вилучення Пдрол!* эату э прог1дрол1эовано! жомово! маоя ик найб1лыа ефективного методу обновления град1енту ыасоперенооу.

.Вперше вивчен! ф1льтрац1шй властивост1 прог!дрол1зовано! жомово! маси, досл!джено вплив силових, швидк1сних, релпмних та гео-метричних фактор1в на процеси механ!чного вхджимання э не! р1дко! пектшовыйсно! фаги " г!дрол!вату (екстракту).

По спец1аи>но роэроблен!й методиц! на створен1й стендовой установи!, вживаючи за критерш ефекгивноот! угагальшоючий параметр - екв!валентну товщану шару маси, вотановлен! оптимальн1 розм!ри робочого органу прео!в р1зно! конструкцП. В анал!тичн1Й форм1 от-риман! залежност! в!дносно! швздкост! вилучення -г!дрол1зату 1 в!дкосио! продуктивное?! пресхв В1Д геометр!'! робочого органу.

Вперше залропояовано споо!б концентрування .1. дем!нерал!зац!1 пектинового екстракту сушеною пектиноьмКзноа спровинов-, .яка п!одя в1дпраирваннЯ' направляегься на.г!дрол1а протопектину, чим забезпе-чуеться Сесв1дх1дн1сть способу.

Розробленз процесно-апаратурна схема; отримання . нового виду пектиновм!сно'1. оировини •? сушено! Суряково! крупки, яка в!дпов1дав вимогам пектинового виробництва. Вивчен1 П сорбц!йнГ !'дп$уа!йн1 властивост!.-

Доведена првдагя1сть'низькометоксильовзного бурякового■пектину для виробництЕЗ високояк!сних кондитерськлх вироб!в, зокрема, желейного мармеладу за рахунок ' додержання ' опишуыу кислотноста цукроЕО-пекгпнозих драгл!в, " реал!зац!я якого можлива при викорис-танн!' електроактивоваяого водяного середовища (екстрагенту КТ1КП).

Результата проведених науково-досл1дних ро01т захшцен! 6 авторскими св!доцтвами на винах!д.

Практична ц1нн1оть .робота. Стргшан! в диоертац!йн1й робот! результат« знайшли практичне застосузання для;

розробки процесно-апаратурно! схеми отримання нового виду пектиновм!ско! сировини - сушено! Суряково! крупки;

вибору оптимально параметров процес!в вилучення пектинових речовин 1 отримання пектину 18 задакими вдастивостями при максимальному ступени вилучення;

удосконалення, 1нтенсиф!кац!! процео1в вилучення пектинових речовин з бурякового жому,- а також э иших вид!в промислово! 1 нетрадиц!шга! сировини;

розпшрення облает! використанкя бурякового пектину як комплек-со- ! драглеутворювача.

Реал!зац1я результат^ доод!дженна. Результати досл!джень стали основою розробки регламент!в на виробництво сушено! буряково! крупки 1 на виробництво пектину а не!, як! використан! в проект-но-кошториенш документац!! будхвництва пектинового цеху на 1вацэ-вичському спиртовому завод! (В!лоруо1я) 1 буд1вництва пектинового комплексу на.Меркенському цукровому завод! (Казахстан).

РогроблеШ "Вйх!дн! дан1 для розрахунку та вибору пресового обладнання процесу вилучення г1дрол!аату з прог!дрол!эовано! жомо-Boï ыаси" i врахован! при кинструкваннх пресового пристрою.

Апробац1я результат 1в роботи. Qghqbhí положения диаертац!йно! роботи допов1дались i об,говорювались на Республ!канськ1й науко-во-техн1чн!й конференцП "Подальше п!двпщення píbhh механ!зац1! вантажно-роёвантажувальних та транспортно-складських poôiT в галу-гях харчово! npoMHcioBQCTi" (м. Ворошиловград, 1987 р.)¡VII Рес-публ1канськ1Й конференц!! "Шдвшцення ефективност!,. удосконалення' процес!в i "anapaTiB х!м!чного виробництва " (и. ' Льв1в, 1988 р.); Всесоювн1й конференцИ "Стан досл!джень ' i с шляхи, удосконалення TexHiKii 1 технолог!ï виробництва пектину в" ' KpaïHi" (м. Кишинев, 1989 р.); М1хнародн1й науково-техн!чн1й конференцИ "розробка та-впровадження нових технолог iíi 1 обладнання у харчову та переробн! галуэ1 АПК" (м. Kill в. 1933 р.); 59-й HayraBiñ конференц!'! КТ1ХП (i.i. Khï в, 1993р. ) ; 60-й нау ков i й конференц!ï УДУХТ (m.Kiiïb, 1994р.).

'Тематика дослхдлень входила у плани роб!т НВО "Спектр" Держаг-ропрому Укра'ши в!дпов1дно Программ на 1989 - 1995 роки Держат рап-рому УРСР по СТЕореннга'дослано-промислового. комплексу технолог!ч-ного устаткування, системи-автоматичного управления та удосконален-ню технолог!! виробництва пектину а сушеного бурякового жому.

ПубЛкацГь- По тем! дисертацП опубл1коваио 24 . наукових. прац1, в тому числ! б'авторських св!доцгв на винах1д.

Структура 1 обсяг дисертац!йно! роботи. Дисертац!я складаеть-ся а вступу, п'яти глада," вшновк1в, . списку лгтератури (118 б!бл1ограф!чних посилань вдтчизняних 1 1ноземних джерел), до-. датк!в. Робота викладена на £04 стор!нках машинописного;текоту," як1 MicTHTb 36 малюнга.в i 21 таблицю.'

. Особистий внесок автора полягав в эагальнхй постановц! ..завдань досл1джень, розробц! методик щодо ïx проведения 'у лабораториях" та виробничих умовах; обробц1реэультат!в та ïx анализу,'а також у розробц1 технолог!ЧН1К регламент1в на виробництво сушено! буряково! крупки 1 на Виробництно пектину" ъ' не!. ■ '

Висновки та рекомендац!! дисертащйно! роботи автор одержала особисто.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ,

. У йердцй глав! "Д!зико-х1м1чн1 влаотивост! ! особливосг! буряково! .сировини для пектинового виробництва" надавться анал!а сучас-

них. уявлень подо будови буряково! ткангаш та П ф1эико-х!м1чних 1 масообм!нних властивостей, ступ1нь впливу яких потр1бно враховувати при досл!дженн! процес1в вилучення пектинових речовин кислот-но-терм!чшш г!дрсшгом. Основна увага прид!лявться характеру эм!н, як! в!дбуваються у протопектино-гем1целплоэно-б1лковому комплекс! структури п!д д!ею температуря та кислотност! водяного середовища.

■ Сучасна технолог1я отримання бурякового пектину эаснована на використанн! жому, який б выходом цукрового виробництва 1 не в!дпов!даб основним вимогам, що каданться до кг ого ггектиновим ви-робництвом як в точки вору його фхзико-х^чного стану, так £ ьа-безпеченнй необх!дно! ефективноот! масообм!нних та г!дромехан!чних процес1в. Проведена систематизац!я вимог до буряково! пектиновмЮ-но! сировини, реал1зац1я яких роэглядаеться.як суттевий 1нтеноиф1-'купчий фактор процео!в вилучення пектшювих речовин. .

У друг1й глав1 "Сучасн! уявлення про процеси масообм!ну в сиа-тем! рослинна тканина - екстрагенг" проведено анал!з мзтематичних моделей дифуэ!йних процео!в вилучення ц1льових речовин 1з рослинно! тканини. СкладнЮть ! недостатке вивчення структурних зм!н 1х!~ м!чних перетворень не сприяють викориотанию !х у розв'яэанн! задач. !нтенсиф!кацП процео1в вилучення пектинових речовин а буряково! сировини - жому, . Так, законимолекуляряо! дифуэ!! до процесу г!дрол1зу эастосувати неможливо, Со масообм1н проходить одночасна з х1м!чним перетворенням -ц1льобо1- речовини, що призводить до знач-них эм1н м1сткоот! вологи у часткак сировини 1 коливанням за часом 1х об'ему. В эв'язку з цим основним'параметром ощнки ефективноот! процесу г!дрол1зу вибрана швидк!сть переносу.пектинових речовин в!д поверхн! часток до зовн!шньо! р!дко! фаэи або, що тотожньо, швид-к!сть зм!ни эалишку.цих речовин в сировин! в валежност1 в!д часу.,

Процеси вилучення пектинових речовин класиф!кован1 заЛх характером, способом переносу ц!льоао1 речовини, природ! д!ючих сил ! умов !х эастосування, а також за конструктивним оформлениям су-часного стану розвитку пектинового виробництва. Детальний 1х роз--гляд а такому ракурс! доаволив позначити шляхи !нтенсиф!кащ! за рахунок зд!йснення попереднього в!джимання набухлого бурякового жому, фракц1онування сушено! сировини по розьирах його часток, ме-хан!чного в1джимання р!дко'£ фаз и г прог1драл!зовано! жомово! маси, а також эа рахунок концентрування пектинових розчин!а.

У треПй глав1 "Анал!тичн1 1 лзбораторн! доел!дження процео!в вилучення пектинових речовин а буряково! тканини" наведен! реэуль-

тати досл!джень, виконаних у межах позначених задач 1нтенсиф1кац1! процео!в вилучення пектинових речовин в буряково! сировини. Дан! процеои роэглядаються як комплекс ыасообм1нних i г1дромехан!чних продес!в, пов'язаних а дифуа!йним перенесениям речовин в оередин! часток сировини i а í х транспортом в глибину зовн!шнього водяного середовища, причому, , обов'язковим процессы у цьому комплекс! Б г1дрол1з протопектину.буряково! тканини. Кого механ!эм 1 к!нетика вивчен! недостатньо. .

Нами проведен! досл!д*ення ■ вм!н, як! проходятъ в склад! внутр!шшьо! структури набухлого бурякового жому при його контакт!,? солянокислим водяним роэчином при параметрах г!дрол1зу. -kíh5th4hí ómíhh оц!иовались -такими показникаш: ступенем вологоутримуючо! адатност! CÍb > рограхованим по дсюл1дним даним як процентне в!дношення маси вид!лено! (або. погли-нуто!) р!дко! фаги до попередньо! маси набухло! сировини!

де m0 i ПП — ыаси буряково! сировини в1дпов!дно на початок г1дрол!зу 1 в поточну мить йсгО'Зд1йснення;

в!дноонсж> зм!нои об'вму набухло! сировини (X);

tf « -^400, ■(»

\r \r V0

де Vo i V- об'еми наважки (см3) в!дпов!дно из початок г1дрол!ву 1

в поточну мить; _

bMicrow нерозчинних СНг> ! розчинних Цп пектинових речовин в фаз! часток сировини, виэначеним„кальц!й-пектатиим методом (X до маси абсолютно сухого жому)¡

BMicTOM йон1в кальц1ю Coa., визначешш комплексонометричним методом в розчину попилу доол!джуваних зразк!в жому (X до маси абсолютно. сухого жому).

Завершен!сть процесу г!дрол1эу оц!ннвали ступенем вилучення пектинових речовин з внутр1пшьс>5 структури жому о(и , рограхованим-як процентне в1дношення маси М роачинних пектинових речовин , як! перейшш г дрол!джуванр!' наважки буряково'Г тканини в зовн1шню

р1дку фазу'(г!дрол1аукчий розчин), до 1х маси, яка м!ститъся в розчинному стан! в обок фазах:

де 11 - маса розчинних пектинових речовин в тверд!й фаз! наважи сировини.

Результати експеримонт!в, проведених по спец!ально розроблен1й ыетодиц1, яка дозволила одержати перерахован! вще показники, воображен! на мал.1 ! 2. Вони в!дносяться до вилучення при параметрах г!дрол!зу: вм!ст НС1 - 1,57. мае., температура - 72°С, три-вал!сть - 90 хв.

К!льк!сть внутр!пиьо! р1дко1 фази, яка утримуеться структурою сировини, в напбШпйй м1р! в1дображуе П ф!знко-х!м!чннй стан. В1дпов!дно з напрямком град1Бнту вологовм1сту видШшг чотири умовн! фааи г!дрол1зу (I - IV), кожка з яких характеризуешься до-сягненням певного стану р1вновагн.

Б!льш глибокому розум1нню механ!вму прот!каючих в ход! г!дрол!зу ф!зико-х!м!чних зм1н в структур! буряково! тканини сприяв !зотерма г!дрол1зу (мал.3) - крива залежност! вм!сту нероэчикних пектинових речовин у внутр!шн1й структур! в!д р!вновагомого вм!сту пектинових речовин -у внугр1шньому розчнн1. Анал!з !зотерми г!дрол1зу сШльно з к!нетичними кривими зм1н у склад! жому (мал.1) дозволив встановити таке.

I фаза г1дрол!зу характеризуемся значниы зниженням вм1сту ие-розчинних пектинових речовин в частках жому, а саме,розчинсм прото-пектинового комплексу структура з утворенням у внутр1шньому об'вм1 особливого складного р1зновиду молекулярних розчнн!в - набухлого драгля, в якому проходягь реаквд I 1онного обм!ну ! адсорбц!йн1 вэа-емод!'! з досягненням стану проы!жньо! р!вноваги. Практично до нуля Еменсуегься бм1ст !он1в калыДю, а отупзнь вологоутримупчо'! здат-ност1 эначно п1двищубться.

II фаза харакгернзубться незначним п1двщенням вм1оту нероз-чинних пектинових речовин ! значним - !он!в кальц1ю з одночасним зниженням С^в, що св!дчить про утворення мономолекулярного ад-сорбщйного шару пектинових речовин за . рахунок взаемодП, !мов!рн!ше за все, з поллрними Шз-групами б1лкового комплексу, структури.

100

(3)

УГ,%

30

20

10 0

I 1 I] ш су

N

Г/ N "Ч

ЬцЗа / \

10 20 30 40' 50 60 70 ВОТ, хв а

Снп»* ' 15 10

5

0

I II III 1У

10 20 30 40 50 60 70 80 Т, хв. б

Рса'^ 0,16

0,10 0,05

О

I II «III 1У

1

V

10 20 30 40 . 50 60 70 ВО г, хв в

Чал.1. К1нетичн1 вм1ни у скяад1 внутр1шньо1 структури набухлого жому в процес1 г1дрол1ву: а - ступени вологоутри-муючо! вдатност1 (<4); С - вм1сту нерозчинних_пектино-вих рвчовин (Сцп) I В - вм1сту 1он1в кальцш (Сс&). Пунктирна л1н1я - в1дносн1 8м1ни об'ему еразка (V). 1 - IV умовн! фази процесу

с^Л

80

60 40 20 0

I II III 1У

/

/

/ /

/ /

Ю 20 30 40 50 60 70 80 X, хв

Мал. 2. Зм1ни ступени вилучення пектинових речовин 16

Цш'*

5

Е

,?п

у Ю

> / III

"I / | 00

■п / ? 50

{ п

• и®- п ЙГ" 40

•

0,2

0,4

0,6 0,8 Сра,%

Мал.З. 1зотерма процесу г1дрол1зу в координатах: 5НП- вм1ст нерозчинних пектинових речовин у- тверд1й фаз1 жому; Срп - вм1ст розчишшх пектинових речовин у внутр1шн1й р1дк1й фаз1 жому. I-IV - фази процесу на тимчасових 1нтервалах: I - в"1д 0 до 30 хв ; II - В1д 30 До 50 хв ; III - в1Д 50 до 60 хв IV - в!д 60 до 90'хв

III фаза характеризуемся значнои адоорбц!ею утворюемих у внутр!шньому розчин! пектинових агрегат!в, яка супроводжуеться зниженням вм!сту íohíb кальц1ю 1 Шдвищенням OÍg.

IV фаза охошгоб пер!од десорбцП пектинових асоц!ат!в, як! в1др!зняються високою драглеутворввал!ною здатн1стю, в розчин.

Эапропонована модель 1онних та адсорбц!йних взабмод1й.у буря-ков!й тканинi, зумовлених в значн!й Mlpi наявн1стю структурних компонент!в з амфотерними властивостями i утворенням в процес! взаемодП з кислотним розчином мало дисоЩйованих сполучень, не претендуючи на вдюШсть, ун1версальн1сть i повноту, розглядаеться як концепц1я, яка сприяб р!шенню задач !нтенсиф!кац!1 процес!в ви-лучення пектинових речовин з буряково! сировини.

Серед фактор i в !нтенсиф1кацП даних процес1в вид1лена швидк!сть введения г1дрол1зуючого агенту у внутрШню структуру часток сироЕННи, п!двищення яко!, як показали проведен! досл!джен-ня, можливо за допомогою механ!зму ф!зично! сорбц!! набухлою сиро-, виною г!дрол!зуючого розчину при реал1зацП попереднього механ!чно-. го вгдхимання чаотини внутршньо! . piflKO'i фази.. Результата доол1джень впливу ступени- в1джимання набухлого жому на ефективнЮть. процес1в вилучення пектинових речовин, як! подан!.в табл.1, показу--ють, що п!двищення ступеня в1джимання. на кожн! 10S эб1лыпуб; швидк!сть розчину протопектинового комплексу в середньому на Б0 X, не виявляя при цьому пом1тного впливу на швидкЮть вилучення пектинових речовин в останн!й фаз1 г!дрол!гу. Тривад!сть г1дрол!ау ско-рочуеться завдяки в!джиманнга на 10...20 хв.

Попереднв в1джимання сприяб. п1двищенню драглеутворювалъно! здатноот! пектинових речовин в . середньому на 42 X в д1апазан1 зна-' чень оСо до 26 7.. Це зд1йскюбться, мабуть, за рахунок б1льш швидко! евакуацП пектинових речовин а внутр1шнього, б1льш реагацйного се-редовшца в зовн1шн1й розчин. В ц1лому ступ1нь вилученйя пектинових, речовин о(и зб1лыпуеться неэначно (в середньому на 7...10 X), аде • вих!д спиртоосаджувальних пектинових речовин п1двищубться Ictotho, в середньому на 35...80 X. При ступени в!джимання до 18,7 X спостер1габться тенденц1я до його п1двищення,. а при б1льш високому ступени до його зниження.

За критер1й оптим1зацП. процесу взято показник^-в1дношення в!днооного виходу пектину до в!дносно1 драгдеутворювадьно!. здатноот!. Отримана його залежн1сть в!д <Х0 :

Ч>= 1*0.0364оЬ-0,00129*;, <«

Таблиця 1

Вшшв ступекя в1джимання набухлого жому на ефективн1отъ процес!в вилучения пекткнових речовин

Показники Ступ1нь в!джимання с(0 . 7.

0 10 20 25 35 45

ТривалЮть, кв I фази г!дрол1ву IV фази г1дрол!зу 40 2В 23 26 19 26 16 26 12 28 10 26

В1дносна швидк1сть I фази г1дрол!зу IV фази Пдрол1зу 1,00 1,00 1,65 1,07 1,92 1,07 2,17 1,07 2,52 1,00 2,61 1,07

Масова доля пектинових речовин в про£1дрол1зо-ваному ком1, С , 7., в т.р.: _ нерозчинних Снп розчинних СрП. 1,25 0,78 0,07 0,90 0,67 0,23 0,80 0,67 0,13 1,35 0,76 0,59 1,59 0,82 0,77 1,65 0,90 0,75

Ступ1нь вилучення пектинових речовин 0(и , X 74,9 80,4 82,0 70,7 68,3 68,1

Егоид пектину,£ до маси. абсолютно сушеного жому 11,5 17,9 20,8 19,3 16,8 15,7

Драгдеутворюваль на эдатнЮть пектину, кПа (за приладом Сосновсь-кого) 41,2 51,9 61,2 62,5 63,8 63,8

математична обробка я ко! дозволила есхеновити оптимальна значения <эС0 = 14,1 яке сприяе п1двиценню виходу на 72,5 X, а драглеутво-рювально! эдатнооП - на 37,7 X (в1дносн1 показники встановлювали-ся пор!вненням !х абсолютних эначень з такими, що одержан!.в доел^ без в1дж:маннн).

За результатами проведених досл1джень розрэблен.о . спос1б отрицания пектину, який впэнаний викаходом (А.о. № 1827780, СРСР). Його експериментагьна перев1рка показала, щр здшснення поперед-нього вхджиыання набухлого жому до ступеня,наприклад,12,8 7. дозво-ляе п!двишдти вкх1д пектину на 48 X, при цьому кого.драглеутЕорю-вальна здатн!оть йдвишуеться на 26 %.

Сигначенши дифуз!йними факторами для систеыи бурлкова' тканина - г1дрол!зуючий розчин г температура, актившсть 1 концентрац!я г!дрол!зуючого розчину, а також структурн! особливост! скровини.

Нами досл!джено вплив названих вице фактор!в на ,к1нетику процесу г!дрол!зу, анал!з якого проводився на основ!, вотановлення . ф!зико-х1м1чних зм!к в фаз! сировини, а саме, по зм!н! ступеня во-логоутриыуючох здатност! & в ! ступекя вилучення пектинових речовин 0<и. Характер цих гмхн в д!апазон! температур. 60. ..80°С ! рН 0,5...09 акалоПчний приведеному на мал. 1 ! 2, але розр!знюетьоя межами гм1н, визначеними ееидкостями 1 ступеней досягнення р!вно-важних стак!в вкугршньох структури жому. Розрахунок константи швидкост1 вилучення пектинових речовин в- I фазх г!дрол1зу Кц (хв.-1), проведений по рхвклнню

т 100

дозволив встаноздти прямо пропорц1йну залежн1сть зм1н И серед- . нього значения Ки(ъ) в1д температуря

К,(0-0.002г;0,08 ®

г обернено прапорщику залежн!сгь

Ки(рН) в1д рН середовуща

Ки(рН)=0,Ш - 0,12рН. «

3 п1двшценням температури на козий 10°С швидк1сть I фази Пдроойэу п1двидуеться в середньому в 1,5 рааи, а 1з зниженням рН на 0,1 - в 1,37 рази. Аналог1чний еплив проявляють роэглянут1 фас-тори на швидк1сть прот1кання наотупних фаз г1дрол1зу, обумовлених адсорбц1йними взаемод1ями, що вказув на автоколивальний характер процесу.

Встановлена залегш1сть тривалост! Пдрол1эу протопектину набухлого жому Тг (хв) в1д температури "Ь ( С) 1 рН г!дрол1зупчого роэчину:

тг =54,6-1,241;+216рН. • »>

П1д тривал1стю г!дрол1эу разуметься час завершения його IV фази, тобто зак1нчення другого геоливання ступени вологоутримуючо! здатност!. Виявлена симетричн1сть цього коливання за часом в1днос-но максимального значения дозволяв визначити по експеримен-тальних кривих за формулою:

х =2т тагг 'Стии,

деТт(т1 Хт1гн ~ тривал!сть досягнення в1дпов1дно другого максимуму 1 першого м1н1муму значень ОСа .

Результати аналогу щодо впливу температури 1 рН на тривалЮть г1дрол1зу та ступ1нь вилучення пектинових речовин а набухлих-частой, приведений рад!ус поперечного розр1зу яких складае 1,5-ДСГ^ м, подан1 у табл.2. Вони св1дчать, що зниженню значень рН на 0,1 в1дпов!дае п1дзищення температури на 18 °С, при цьому гривалЮть г1дрол1зу скорочуеться у середньому на 22 хв. Пдрол1зуемн1сть жому ,не заледить в1д температури 1 рН (ступгнь вилучення пектинових ре-човин налрик1нц! г1дрол1зу коливаеться у вузькому кол1 значень). Теоретично можливо п1двщення ступэня вилучення пектинових речовин до : о(.ир , який в1дпов1дав завершению розчинення протопектинового комплексу, наприклад, в умовах екстрагування приВ1-*оо1 складае не б!льш 122 в1д ступеня вилучення пектинових речовин п!сля завершения г1дрол1зу. Досягнути цього у внробничкх умовах неможлиЕО, тому вважаеться доц!льним у пошуках шля;<1в 1нтенсиф1кацП вилучення пектинових речовин головну увагу звернути на створення умов, що сприяють повнот1 вилучення р!дко! фази а прог1дрол1зовано! жомоесп маси.

Таблица 2

Белив температуря 1 рН на тривал1сть г!дрол1зу та ступ1нь вилучення пектинових речовин

Параметр» г1дрол1эу Тг О^иг, % О^ир» % Коефщ1внти р1вняння (9)

♦ 6 С, С рН хв а, а» а» а. а.

60 0,6 110 79,2 82,5 29,29 0,22 21,27 -0,21 0,07

70 0,6 97 81,5 85,4 31,54 0,22 25,29 . -0,32 0,09

80 0,6 85 81,5 88,5 32,75 0,22 24,74 -0,33 0,09

90 0,6 73 80,0 - 30,47 0,22 8,47 -0,11 0,11

72 0,9 160 ' - 74,0 23,03 0,21 24,11 -0,14 0,05

72 0.6 138 ; - 76,0 26,61 0,21. 26,91 -0,20 0,06

72 0.7 116 77,5 82,0 28,95 0,22 28,35 -0,26 0,07

72 0,6 95 60,0 ■86,1 31,47 0,22 25,40 -0,32 0,09

72 0,5 73 80,0 90,1 34,65 0,22 29,65 -0,43 о; ю

За матемагичну модель процеоу г1дрол1зу протопектину набухлого жому для 1нтервал1в температур 60...80 °С , 1 рН 0,5...0,9 пропо-нубться вважаги р!вняння:

сХи^а^г^+Са^а^эЬпСад-г). <в>

За допомогою комп'ютерного програмного засобу роерахован1 ко-еф1ц!внти а2, . • • » , як! в!дображують законом1рност1

процео!в, щр опостер!гаготься з п1двищенням температури 1 гниженням рН у внутр!шн1й структур! часток сировини, а саме, Шдвищення швид-кост! Зонного обмгну (гб1льшення значения (Х* ), 1нтеноивност1 адсорбц1йно-десорбц1йних взавмод1й (зб1льшення значень |СЦ| та а5 ) при незалежност1 в1д цих зм1н г1дрол1зуемност1 сировини (в1дносна пост1йн1сть коеф!ц1ента 0.2 ).

Вплив початкового стану структур« сировини (св1жий жом або сушений) проявляемся в можливост1 проведения процесу г!дрол1зу при пом'ягшених технолог1чних параметрах для св!жого жому, що по-яснювться встановленими нами 1стотними рганицими в напрямку м!жфаз-ного переносу роэчину в I фаз! : для св1жого жому в!н сп!впадав з

надрямком переносу пектинових речовин, а для сушеного жому мае про-тилежне направления. Таким чином, чим менше вологи переноситься в фазу структури скравши, тим мент1 затрати енергП, що необх1дн! систем! для досягнення р1вновагомого стану.

Фактором, який . виявляв вплив як на масообм1нн1, так 1 на г!дромехан!чн1 процеси, е роэм!р часток сировини. Виявлен1 в ход1 експериментальних досл!джень геометричн1 характеристики набухлих часток окремих фракц!й, отриманих ситуванняи сушеного жэму, 1стот-ньо розр1знюються м1ж собою 1 зм1нюються в процес1 г!дрол1зу, при-чому, тим б!льше, чш бШший розм1р часток. Приведений рад1уо поперечного розр1эу К. (м) набухло! частки зм1юовться в залехност! в!д II середнього розм1ру Яо (мм) в сушеному вигляд! в!дпов1дно а р1внянням:

Я = 10 . (Ю)

Досл1дження- к!нетичннх зм!н ступеня вилучення пектинових речовин з часток р1зного розм!ру показали, що зменшення часток приводить до скорочення тривалост! г!дрол1ву в1дповхдно з р!внянням;

що складаб 4.. .7 хв при зм1н! Ко на 1 мм.

Найб1льшу ефективн1сть результата зд!йснення процес1в вилучення Пектинових речовин медливо досягнути, якщо враховувати грану-лометричний склад бурякового жому; .'а саме, одержувати максимальний вих1д пектину, використовуючи фракц1ю з розм1рами часток 2...3 мм (або найближню до не! - 1...2 мм), а використовуючи фракцИ з иен--ших часток, одержувати пектин з б1льш високою драглеутворювальноп здатн1стю.

Використання набухло! буряково! сировини з розы!рами часток 2...6 мм захищено авторськими св1доцтвами на винах1д №1670052 1 №1736020 (СРСР). Вони явилися основою для розробки процесно-апа-ратурно! схеми отримання нового виду пекткновм!сно! сировини - сушено! буряково! крупки.

В1д розкиру часток залежить ф!льтрац1йна здатн1сть прог1дрол1зовано! маои у в1дношенн1 до вилучення 1з не! р1дко! фази - Пдрол1зату (екстракту). Досл1дженнями вотановлено, що ступ1кь вилучення р1дко1 фази 0(ижп1двшуеться !з зменшенням розм!ру часток

як при Пдростатичному розд!ленн1 мае и, так 1 при II механичному . в!джиманн1 (мал.4). Експериментальн1 доолхдження впливу на процео в1джимання прогйдролхзовано! жомово! маси силових, швидк1сних,ре-жимних 1 геометричних фактор!в дозволили встановити слхдукт опти-■ ыальн! параметра його зд!йснення: питомий тиск 0,1МПа)швидк1оть до-сягнення питомого тиск/ - 0,05 Ша/хв., тривал1сть в!джимання при 0,1!,Яа-бхв.

Поточк1 значения ступени вйлучення р1дко! фази£?(иж (Х) розра-ховувзлк за формулою:

С^иж = '

ща -щ

Щ

100,

(12)

вологовмЮт маси в перерахунку на нег1Дрол1зувм1 сух1 речовини (кг/кг) на початку 1 в поточну мить В1джимання.

^нж,

90

80 70

60

50 40

30 20

10 0

-т'

4'

к

/ 3 'к

1

щ

2 4 6 8 10 12 14 16 18 Т,хв

1»эл.4.3ы!ки ступеня вйлучення г1дрол1зату в залежноот1 в!д три-валост1 процес1в г!дростатичного роздхлення (крив! 1-4) 1 в1джкманнк при Р - 0,1 МПа (крив! 1'- 4') прог!дрол!за-вано! жомово! маси г приведеним рад1усом набухлих. часток К(м): 1,1'- 0,42-Ю-3; 2,2'- 0.9-1СГ3 ; 3,3'- 1,32-1СГ3; 4,4 - нефраквдонований жом

3 мал.4 видно, що б nepmi 2 хв в1джимаетьсл -приблиано . 70 " yoisi вилучаБмоЗ р!дко! фази, а швидю-сть i стугпкь вилучення в цей пер!од п!двицуються в середньому в 1,1... .1,2 рази. при. гмекшенЕ! роэм1ру часток у суленому витляд!. на-1 мы. . • •

Змхнення ступекя вилучення г1дрол1зату. при досягненнх систешс р1выовагомого стану ОСижрНосять обернено пропорцпшу. залежн1сть. ai д розм1ру часток жому 1 описуються р1внянням:

»ИЖр

Ефективн1сть процесу в1дж!ыання оц1Ешвалнг ва допоктгою .показ-ника в!дношенкя ргвиовагомого ступеш вилучення г1дрол1зату .при в!джиманн1 до його значения при г1дростаг/гчнс!.гу роздйгекн! фаз. Анал1з зм1нення його значень в залежносШЛд ^роказуе.що вадхкмання маси, утвореною, наприклад, чаотками. з posMipajfii у...сушеному. вигляд1 Я0"1ш, сприяз гпдвицекню ступеня вилучення г1дрол1загу в-2,2. рази, з розм!рами йоа2мм - в 1,8 рази,., а з розм1рами. Ro"3La.!-al,6 рази у пор1внянн1 з г1дростатичнкм розд!ленням фаз.. При в1джыанн1 маси нефрагадоновакого >;ому С^кхрШдгкцуеться в 2 рази:..

'П!двищення ступеня вилучення пектиновихречовин екстрактулфи спиртовому осадженн1 можливо досягти. за рахунок.иого: концентрувзя-ня. Розроблено cnociS одночасного концентруваякя 1: деы1нерал1заци екстракту сушеною пектиновшсною сировиною, а саме, сушеною.буряко-вою крупкою.

Досл1джена концентруюча здатн1сть крупки,- яка:зумовлена .12 .набуханиям у водному пектиновому розчин1," 1. сорбщйна. гдатастк, яка зумоалена наявн1стю. в буряков1й тканин!. актиБШХ .ашнних •„ та ,1нших-груп, BBasMOfliKHHX з кзгслотохг розчину. з. утворенням'мало дисощйоваг них комплеко1в .структура.

. Встановлен1. оптималън1 технологi4Ki параметри 'Зд1йснення .про-цесу: температура 25.. .35°С, . тривал1сть 15-:.20 хв.. i г!дромодуль 8. ..12. Ефективн!сть концентру вання,- яку.\ощковали. зростанням вм!сту пектшювих речозин (ДС >, с клад as 0,25. ..0,44 Z-usd. Ефек-тивн1оть дем!нерад1зацП за величиною.:л1двщення.рН..роз.чину (ДрП) скжадаб.0,11... .0,14 одшшць.

Математична модель' процесу концентруванкя (залелшхсть в!д на-. . бухання 8 та г1дромодуля )

дС = Ш)

пад!бна р!вняяню мснамолекулярно! адсорбц!!, а . кислотна.. емн!атх> крупки 1 (мг^екв на 100 г)

lMO-26-pH <»>

узгоджувтьса. з матеыатичнаи -мадешва. обм!нна'1. ешшст1для :природних 1онообм1нник1в.

Таким чином, результат анадггичних. 1. лабораторншг-.досл1джэш>. покааують MOJUHBicTb гд1йсненвя„1нтеысиф1кац11:дроцес1в:.: вшгучвння пектинових речовин а буряковсй. тканина за' рахунок:

використання сировини,- •яка. . в!дпов1даБ - виштам : ыасообмЗлшик! г!дромехан!чнюг процес!в;,- ..

проведения г!дрол1ау протопектину "буряково.1. оировини э ураху-ванням механ!аыу 1' особливостей: прот1кання скремих його. фаз;.

зд1йсненкя попередшшго .в1даиманнн ..-набухло! перед. г!дрод!вом . сировини;

проведення механ!чного в1дхимання. р!дко!. ^З&аэи. з прог!дрол!ао-вано! жомово'1. маси;

эдХйснення'концентрування 1 деы1нерал1зад11 екотракту. а вико-. . ристаниям -сушено! буряково!.крупки,,

У четвертой глав!.. "Розробка опособ!в 1нтенпиф1кац!! .процес1в • вилучення пектинових. речовин: з Сурикова! сировини. Текк1ко-еко-нсм1чнв обгрунтування.роэробок". досд1дашна.ефективн1сть..видучешщ г1дрол1зату р1зними .преоуючишг.приотроями '.на стюрен1й стендов 1й уо-тановц!. :5а крйтер1й оптшйзацЦ взятст узагальнюший. параметр.-; ек-. вивааентну товщину. Некв ш^РУ в!джшабыо!. маси , якш дор1внш в!дношенню об'ему маси в робочому орган! до пдощ! дренуючого контуру. За цим принципом вс!: конструкцП розпод!лаються .аа двома-. липами: LJ

I - конотрукц!! , в яких Пекв Ф const, :тобто вменшуБтмзя при. проходженн! маси через' робочий. орган -.лреоу (стр1чков1, вальцю-вальн!, лневматичн! преси);

II - кокструкц!!, в яких Некв® const аба зм!нштъса aa наперед в!домим законом: (шнеков!, горизонтальк! механхчн! преси).

За результатами: екоперименИв:отриман!'залехноаг1 прадуктив-ност! ПВ1ан в!д Неквй-И* стр!чкоаю£ 1 валкцювальних. npeoia;

П„а„=0,027 H»,(l,25-7,6-ld3HeJ;

для горизонтами« пневматичних прес1в: -

П»'- 7,3■ «Г н1(1,25 -7,8#Н«.); №>

та для горизонтальних механ1чних, в тому числ!, шнекових. прес1в:

Пв4Вн= -2,9-102Некв). (13)

Визначен! оптимальн! значения Не«в, при ягах ПыЭн максимальна. Складен1 "Еих1дн1 дан1 для. розрахукку та вибору пресового об-ладнання процесу вилучекпя Пдрол1зату з прог1драл1зовано! жомово! иаси", зг!дно а якими при вибор1 1 розробц1. конструкций пер1одично! дП перевага-повинна надаватися пакпресём з оптимальною товщинш окремих шар1в 80 мм 1 г!дравл1чним пресам по типу моделей швей-царсько! ф!рмм БисЬег-БиуеГ АЗ з дотршанням. опткмальних в1дстаней м1ж трубками в корзиШ 110 мм.

3 конструкцш беалерервно! дП перевага.повинна бути в1ддана шнековш агрегатам з д1аметрсм. робочого цшПндра 220 мм 1 сгр!чковим. пресам з початковою товщиною в1джимаемо! маси.80 мм (при перфорацИ одн1б! стр!чки)^

Розроблена процесно-аларатурна схема отршання. нового/ виду бу-ряково! пектиновм1сно'1 сировини - сушено! буряково! крупки .(мал. 5), яка складавться а поел! данного". приведения сл!дуючих' операд1й:' • про-мивання сирого. в!даатого жому водою; . водов!дд1ленкя; глибокогр в!джимання; , сушки жому гарячим.пов!трям; гранулювання,-. .а такоа др1бнення 1 вид!яення товарки фракц!й. Отримана зг1дно з ц1ею схег. мою сушена Сурикова крупка може бути в1дкесена.за сво!ми органояеп-тичними 1 ф1зико-х1м1чними покаэникзми до харчово! сировини 1 вико-ристана у виробництв1 без додаткового чицення. 3 точки зору вико-нання вимог пектинового виробництва крушсагасгить в 6 раз1в .менше цу!ф1в (не больше 1 %) 1 1кших баласхних-речовин,- не менше 11,5 7. спиртовисаджувмих. пектинових речовин з. драглеутворювальною здатн1стп. не менше 60 кПа 1. 6 однор!дною у в1днопенн1 гранулометричного скла-. ду (розм1р часток основно! фракц!!. 1.. .2 мм).

Розроблено технолоПчкий регламент на виробництво- сушено! бу- . ряково! крупки, який використано в проектн!й документацИ. буд1вницг тва цеху сушки жому на Меркенському цукровому-завод!, .

Встановлена можлив1оть • використання сушено! буряково!.крупки

Мал.5. Броцесно-аларатурна схема отриманяя пектиновм1сноЦ сировини - сушено1 бу-ряково!! крупки: 1,2,4,15 - конвейер; 3,23,25,29,32,34 - бункер; 5 - терези; 6 - м1шалка; 10 - насос; 8,11,12 - зб1рник; 9 - ловушка; 13 - водов1дд1лювач; 14 - прес; 16 - газодувки; 17 - рекуператори; 18 - сушильна установка; 19 - пилов1докремлювач; 20 - вентилятор; 21,24,30,33 - нор1я; 22,31 - сепаратор; 26 - гранулятор; 27-охолоджувач; 28 - подр1бленик

як концентруючого 1 дешнерал!зуючого пэктиновий екстракт засобу, щр б 1нтенсиф!куючим фактором, сггрямованим на п!двшцення ступени вилучення пектинових речовин з б1льш високиыи як1сними покааника- • ми. Розроблено опоеiб неперервного СагатоотуШнчастого концентру-вання i дем!нерал!зац!1 екотракту крупкою, эахюцений авторським св1доцтвом на винах!д №1814204 (СРСР). Запропонован вар1ант його апаратурного оформления, який дозволяв п!двищити вм1ст пектинових речовин в 1,8 рази, аменшити вм!ст киолоти в 4,4 рази (до pH 1,1... 1,2) 1 за рахунок цього виюючити . э технолог1чного циклу еколог1чно небезпечну операцШ нейтрал1зац11 екотракту а<!ачнкм розчином. Перев1рка ефективноот1 способу показала, що вих!д пектину Шдвщуеться на 8,б... 10 Г., зольнЮть порошку пектину знижу-еться в 2,6...3,6 рази, а драглеутворювальна здатн1сть п1двишубть-ся в середньому на 16 %.

Розроблено cnoci6 !нтенсиф!кац!'1 виготовлення пектину а включениям процесу одноступ!нчастого концентрування екотракту крупкою, який визнаний винаходом (A.c. №1736020, СРСР). В1н дозволяв п1двищити BMici пектинових речовин в екстракт! в 1,25 рази, а BMiOT кислоти эмениити в 1,27 рази i зам1нити цим процесом опе-рац!1 п!дготовки сировини до процесу г1дрол!зу, пов'язан! з набуханиям крупки, бо вона в даному способ! використовувться i як основна пектиновм1сна сировина. -

Експериментальним шляхом встановлено ун1версальн1оть способу концентрування екстракт!в сушеною крупкою, яку можна виготовити з Сагатьох вид!в пектиновм!сно1 сировини. Але перевага повинна бутц надана буряков!й крупц!, яка мае найвицу вологопоглинаючу эдатн1сть 1 кислотну бмнЮть. Економ1чна ефективн1сть эапропонованих cnocoöiB концентрування. зумовлюеться перш за все !стотним зменшенням спирто-noTOKiB 1 пов'яэаних з цим беэповоротних втрат спирту (в 4,1 раэи -по першему способу, 1 в 1,55 рази - по другому).

Удосконалена апаратурно-технолог1чна схема процес!в вилучення пектинових речовин а буряково! сировини за рахунок використаннн су-пено! буряково! крупки i включения способ1в 1нтенсиф1кацИ про-цес1в, розроблених за ревультатами аналхтичних 1 експериментальних цоолгджень (мал.6). Дана схема взята за основу при розробц1 техно-пог1чного регламенту i викориотана в проектаiü документацП на Зуд1вництво пектинового цеху потужнютю 150 т/piK на 1вацевичському спиртовому завод! (Б1лорус!я). Ii реал!зац!я. дозволить' п!двщити зих1д пектину майже в 2 рази в пор!вняш1 в виходом, закладеним рхе-

■ Мал.6. Апаратурна схема процес!в вилучення пектинових речовин з буряково! сировики: 1-л1фт; 2

- п1дйомник; 3, 4, 6, 8, 23 - кон вейер;5 - ф!льтр-чан; 7, 22 - прес; 8-г1дрол1гатор-, 10, 13, 16, 17, 19, 26, 31, 37 - насос; II - в1дстойник; 12 - тешго-обм1нник балонний; 14, 21 -ст1катель; 15-концентратор; 18-екстрактор; 20, 27-ситовии разд1лювач;- 24, 28, -30, 33 - зб1рник, 25 - зб1рник в1дроблено! крупки; 29 - ф1льтртпрес; 32 - нейтрад1затор, 35 - теплообм1нник,. 36

- реактор

кою вирэбництва пектину э сушеного дому на Гайсиьоькому досл!дном> пектиновому завод! (10,6 проти а,37.).

У п'ят!й глав! "Викориотання резулътат!в наукоЕО-досл!дно! ро-Соти в виробництв! харчових продукт1в на основ! бурякового пектину" наведена розроблена технолог!я виробництва деленного мармеладу, яка в1др!зня5ться в!д традиц!йно'1 тим, що для набухання 1 отримання роэчину пектину, а такш для досягнення необх!дного pH драглеутво-рення викориотовуеться електроактивоване водяне середовшце (екстра-гент КТ1ХП), pH якого знаходиться в flianaaoHi эначень 1,7...2,0. По аапропонован1й технолог!i можливо викориотання бурякового пектину, , драглеутвсрювальна здатн!оть якого ыоже буги ниаькои, ад до 28...30 кПа.. •

Слое16 отримання желейного мармеладу г бурякового пектину эа-хшцений авторським св!доцтвом на винах1д (№1703252, СРСР) ! плану-еться до впровадження на Летич!вському завод! продовольчих товар1в (Хмельницька обл.) 1 в АСВ "Колоо" (Черкаоька обл.).

3 метою розширення асортиыенту пектиновм!сних харчових вироб!в з л1 кувалъно- проф! лактичшши властивостями розроблено спос!б виробництва з бурякового пектину ! желатину харчовоI зернисто! !кри (A.c. №163439, СРСР), реал!аац!я якого моде бути зд!йснена на д1ючих установках'по виробництву'б!лково1 1кри.

Розроблен! спосоСи виробництва' харчових продукт1в ! вироб!в проф!лактичного призначэння демонотрують широк1 можливост! викориотання ф1вико-х!м!чних властивостей, б!олог!чно1. 1 харчово* ц1нноот! низькометоксильованого бурякового пектину, до якого конди-тери ставлягься з певною аневагою. .

ВИСНОВКИ I РЕКОМЕНДАЦП

На основ! результата виконаних досл!джень зроблен! сл!дуюч! висновки 1 рекомендацП:

1. До причини недостатньо! ефективност! вилучення пектинових речовин э буряково! тканини сл1д в1днести викориотання сировини, яка не в!дпов1дав вимогам пектинового виробництва; в!дсутн!сть 4iTKoro уявлення пщо ф!зико-х1м!чного механ!зму основного- процесу - г!дрол1ау протопектину; недостатки наукова обгруитован1оть викориотання обладнання 1 технолог!чних параметр1в,процес!в, що прохо-дять в виоокоагресивних солянокислих середовищах а 1ототними спе-циф1чними властивостями.

2. Вотановлено автоколивальний сйнусо!дальний характер эм!и ступени вилучення пекгинових речовин в процес! г1дрол1зу протопектину буряково! тканини кислотним розчином.. Виявлен! эаконом1рност! прот!кання окреыих фаз г!дрол1зу п1д'впливоы основних !нтенсиф1кую-чих фактор!в (температури 1 реакцИ середовища, атану структури ои-ровини 1 II диспероноот1), як! доэволяпть визначати опгимальн1.техно лог 1чн1 режими отримання пектину.

3. Показана ефективн1сть в!джимання набухло! буряково! сирови-ни перед проведениям процеоу г!дрол!зу. В1джимання жому, до отупеня 10...25 7. розглядаеться.як.1нтенсиф!куючий фактор, що оприяв прио--кореншо введения г!дрол1зуичого агенту у внутр!пшю структуру сиро-вини та Шдвищенню .виходу.! драглеутворювально!. здатноот! пектину 1 ц!лому., ■

4. Вотановлено 1стотню . р!зницю. у спрямованост! м!жфазного переносу г!дрол1зуючого розчину в' I (початков!й); фаз1 г!дрол!зу в. залежноот! в1д вих!дних.влаотивостей оировини: одноопрямованЮть;.з .переносом пектинових речовин.в чаоток св!жого жому 1 протилежн1сть - для чаоток сушеного чи набухлого жому, щр зумовлюв!проведения г1дрол!эу св1жого жому при пом'якшених технолог1чних параметрах.

5. Показано, , що механ1чне, в!джимання проПдрол1зовано'1:жомово1 маси б !нтенсиф1куючим фактором процес1в вилучення пектинових речовин (отупхнь вилучення. г!дрол1затув!джиманням маси. .ярог !дро л! зов а-ного. нефракц1онованого жому. Шдвищуеться в 2 рази у 'пор1внянн! • з Пдростатичним розд!ленняы) ■ 31 зменшенням розм1ру-чаоток сировйни. сгуп!нь вилучення р!дко!,фааи Шдвишуеться,

6. Встановлен!- оптимальн1 . параметри. .процесу в1джиманш прог!дрол!эоБано1 жомово! маси:; питомий тиск - 0,1 МПа; швидк1от] досягнення питомого тиску - 0,05 Ша/хв;' тривал1сть: в1джиыання прз 0,1 МПа - б хв.

7. Розроблена методика•■ досл!джень ефективноот1 . вилученн; г1дрол1эату в ' пресах з р!зною геометр1вю робочого органу.\ За результатами доол1джень складен! "Вих1дн1 дан1 для роэрахунку 1 вибо-ру • прзсового обладнання . процесу вилучення г!дрол1зату ; прог1дрол1зовано! жомово! маси".' Перев1рка.ефективност! виготовле ного пресового пристрою инекового типу показала узгоджен1оть показ ник1в його роботи э результатами лабораторних досл!джень.

8. Вперше розроблена процесно-апаратурна схема-отримання ново го виду буряково! пектиновм1сно! сировини т.сушено! , буряково! круп ки, яка за сво'!ми шказникаый ыоже бути в1днесена до харчово! сиро

вини'1 в1дпов1дав вимогам пектинового виробництва: вм1шуе в 6 paaiB менше цукр!в i 1кших баласних речовин, не менше 11,5 X спиртовисад-жувмих пектинових речовин з драглеутворювальною эдатн1отю не нижче 60 кПа 1 s однор1дною у в1дношенк1 гранулометричного окладу (розм!р часток основно! фракц1! 1...2ш). , .• '

'9. Виявлена виоока сорбц!йна здатн!сть сушено! буряково! крупки, . яка дозволяе зд1йснювати одночаоно' концентрування 1 дем!не-рал1зац1ю екстракт1в. При оптималъюк технолог1чних параметрах про-цеоу - температур1 25...35°С, .тривалост! 15...20 хв 1- г1дромодуд! Ö...12 - досягаеться п1двшцення BMicry пектинових 'речовин на 0,26...0,44 7. мае. i п!двщення pH розчину на 0,11...0,14 одиниць.

10. Розроблен1 способи 1нтенсиф1кац1! процес!в виробництва пектину за рахунок використакня крупки як основно! сировикй 1 як концентруючого 1 дем1нерал1зуичого екстракт засобу. Неперервкий ба-гатоступ!нчастий enoeiö концентрування екстакту дозеоляв п1двш?пн bmIct пектинових речовин в 1,8 рази,- зб1лылити.вих1д пектину на. 8,5'.'..10 7., знизити його зольнЮть в 2,6...3,6 рази, п!двищити драгдеутворюваль-ну едатн1сть на 15 X, " а також виклгачити з техно-лог1чного циклу еколог1чно небезпечну •. операцно.: нейтрал1зац1! екстракту ам!ачним розчином.

11. Показана придатнЮть низькометоксилуваного бурякового пектину э низьксю драглеутвррювальною здатн!стю для виробництва конди-терських Вироб1в,. а саме, желейного мармеладу при умовач додержання оптимуму ,кислотност1 цукрово-пектинових драгл!в зг!дно з розробле-ним способом,, якмй включае використакня електроактивованого водяного середовища (екстрагэнту КТ1ХП).з pH 1,7...2,0.

12. Розроблено cnooiö виробництва з бурякового пектину i желатину харчово! дернисто! 1кри, реал1зац1я якого можлива на д1ючих установках по виробництву б1лково! 1кри.

15. Розрахунковий р1чкий економ1чний ефект в1д впровадження розроОок складаб 673,9 тис. крб. (в ц1нах 1990 р.).

По тем1 дисертацП опубл1кован! сл1дуюч! роботи:

1. Методические указания по определению пектиновых веществ в производстве / Донченко Л.В., Нелина В.В., Карпович Н.С., Киореску E.H., Гааг О.С. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1987. - 41с.

2. Карпович Н.С., Гааг О.С. О непрерывном процессе гидролиза протопектина ткани свекловичного жома//Дальнейшев повышение уровня

механизации погрузочно-разгрузочных: и гранспортно-окладских работ, в отраслях пищевой промышленности: Тезисы докладов Республикансшш научно-технической конференции (1987г., Ворошиловград) Вып..III. -К.: Укрнгашти. - 1987. - С.28.

3. Карпович U.C., Гааг О.С., Холодова В. А.. и др; Баланс продуктов пектинового. производотва/У Швцевая.:лромшренноогь.- 1988.-Н5. -С.21-22. ;

4. Гааг O.e., Оке E.H., Винокурова Е.В. /и.др: Стабильность, пектинового гидрализата //чПищевая.промьшшеннооть..1388- -.N11.' - С.БО-51.

5. Карпович Н.С., Гааг О.С., Винокурова Е,В.' О ¡совершенство-, вании процесса гидролиза-экстрагирования' протопектина свекловична--го сырья /У Повышение, эффективности, совершенствование-процессов, и-аппаратов, химических . производств:' . Тезисы .докладов'.УII: Республиканской конференции. .4. III. .- Львов, .1988. С.Ю-И^, 1

6. Гааг О.С. Способ концентрирования и деминерализации.свекловичного пектинового- экстракта 7/ Состояние исследовании::, и *. пути совершенствования техники , л технологии .производства".' пектина- g стране: Тезисы докладов ..Всесоюзной конференции. Кишинев,:. 1989 * -« С. 18.

7. Гааг. О.С. < Дриэ A.M.,Карпович. Н.С. Снижение влажности, пек-тикового коагулята прессованием // Пшцеваа промышленность... - 1989-,:

N 2. - С.58-59.

3. Карпович Н.С., ..Гааг О.С.., . Киалер Е.Е.. и-др.... Обработка пектинового коагулята этанолом:/ Сб.: Передовой.и производственный научный опыт, . рекомендуемый, для внедрения" в безалкогольной,..дрожжевой и бродильной отраслях-пшцеаой промышленности. Вып.. I. M: АгроНШТШПП;..1990. -. С. 29-33.

9. А.с. 1570052'Ä 23. L 1/04.., Способ .производства пектина , иэ. свэкловичного-жома,: /. Карлавич Н.С. , Донченко.Л.В., . Недина B.B>t Яровая Е.В., Винокурова Е.В., Супрунчук - Т.В., Киореску E.H.,. КирикВ.С., Кизлер Е.Х. , и Гааг.О.С. (СССР.)//ДШ; .1090.

10. Карпович К.С. г : Гааг О.С., Донченка Л.В-.' и 'др. 'Пектин- лд свекловичного сырьд У/Пищевая, промышленность-. - 1990. - УЗ,-С. 54-55.

11. Гааг 0.С., Холодова В.О., Карпович.U.C.: Сушений жом для пектину //АПК! наука,. техн1ка, практика -.1990.-. N4. - С. 37,

12. Карпович Н.С., Гааг О.С., Плакса.Л.В.- и др, Концентрирование пектинового: экстракта // Пищевая-промышленность.. - 1990., -N11. - С.37-39.

13.. А. о 1634239 А 23 L 1/328. Способ производства пищевой вернистой икры / Карпович Н.С., Кизлер Е.Х., Гааг О.С. и др. (СССР) // Б.И. - 1991. - N 10.

14. A.c.1708252 А -23 L 1/06. Способ производства желейного мармелада / Карпович Н.С., Гулый И.О., Гааг О.С. и др. (СССР) // Б.И. - 1992. - N 4.

15. A.C. 1733020 А 23 L 1/0524. Способ концентрирования пек-тиносодержащего раствора/■ Гааг O.G.," Плакса Л.В., Кивлер Е.Х. .и др. (СССР) //' ДСП, 1992. .•'..'16. A.c. • 1S14204 А 23 L 170524. Способ концентрирования пек-

тиносодержацега раствора / Карпович Н.С., -Гааг О.С.,.Плакса Л.В. (СССР) //ДСП, .1992.

17. A.c. 1S27780 А 23 L 1/Q524. Способ, получения ".пектина из. сухого свекловичного ; жома / Карпович Н.С. и Гааг О.С. . ДСССР) // 'ДСП, 1992.

,18. Карпович . М.С.,' Дончекко. Л.В.., Малежгк I..Ö., Гааг О.С. Процесно-апаратурна схема отримазшя високояк1сно! скровини для зи-робкицтЕа пектину // Розробка та впровадження нових технолог1й'1 обладнання у харчову та переробн1 галуз1 АПК: Тези допов1дей М1жнародноЧ науково-техн!чко! конференцП. .-.К.; 1993. - С.33-94.

19. Гааг О.С., Ф1щук Н.У., Матв1внко А.Б- та iH.. ТехнолоПя виробництва еиссколк1ского' мармеладу а бурякового пектину за.допо-могою електрод1ал1зно! води // Там же. -.. C.108-1Q9...

20 Карпович М.С., Малехик 1.Ф. ,Гааг О.С. Визначення оптималь~ них геи/.етричнкх розы1р1в. робочого органу . пресуичого .обладнання для вилучення р1дко'1 пектинововм1сно! фази.э. прог1дрол1зовано! жо-мово! маси // Там же. - С.469-470.

21. Карпович М.С., Малежкк I.®., Гааг О.С. Досл1дження процесу вилучення р!дко! фази а прог1дрол1зовано1- жомово! маси в1длшманняи // Там же. - С.470-471. .

•22. Гааг О.С., - Карпович М.С. Шдготовка бурякового жому //Харчова I переробна прошгалов1сть.. - 1993. N 11. - С. 17.

23. Гааг О.С., Карлович Н.С. Влагоудерживахщая способность, свекловичного сырья при извлечении пектиновых веществ //Хранение и переработка сельхозсырья. - 1993. - N3. C.2S-29.

24. Малежкк И.О., Гааг.О.С. Исследование'механизма кислотно-термического гидролиза протопектина- свекловичного, скрь^ Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1994. -JiI-3. - C.58-6I.

28

АННОТАЦИЯ'

Гааг Q.C. Интенсификация процессов извлечения пектиновых веществ из свекловичной ткани. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 - процессы и аппараты падевых производств, Украинский -государственный университет лицевых технологий, Киев, 1995: ; '••'._

.Защищаются 24 научных работы, среди них 8 авторских свидетельств на изобретения^ ■ Они отражают основные положения работы, в которой установлен автоколебательный синусоидальный характер физико-химических изменений в структуре свекловичной ткани в процессе кислотно-термического гидролига протопектина. Аналитическими и экспериментальными исследованиями • показана возможность интенсификации процессов' извлечения пектиновых веществ из свекловичной ткани за счет: отжима набухшего перед гидролизом сырья; фракционирования сушеного сырья по размерам его частиц;; прессового способа извлечения жидкой- пектиносодержацей фазы из прогидролизованной масоы; использования в качестве сырья сушеной свекловичной крупки; концентрирования и деминерализации -пектиновых растворов сушеным пектиносодержащим сырьем.

ANNOTATION Gaag O.S. ' Intensification of the processes of peotin substances extraction from beet ram. A thesis for Master, of'-technical sciences, ' specialization 05.18.12 - processes and apparats of, food productions, Ukrainian/state University of food technologies, Kiev, 1995. •

24 scientific works are defended. Amond them ■ there are . 8 author's certificates on inventions. They reflect the main points of the work in which autooscilating sinusoidal character of physico-chemical changes in the.'structure of beet raw during the processe of acidic-thermal hydrolysis of protopeotin is established. The possibility,of intensification of the processes of pectin substances extraction from beet raw material is shown by analitic and ¡experimental researches. This possibility may by realized at the expense ofwung of the raw. material, that swelled before hydrolysis; fractionating of the dried raw material according to the; dimentions of his parts; pressing method of pectin substances extraction from mass that had been ' hydrolysed; using the dried beet "grains, as-raw; ccnsentration'and demoralization of pectin solutions by dried substance, containing pectin.

KmoqoEi слова: вологоутримуюча зДатнЮть, вилучення, драглеут-ворювалъна зд!бн1сть, кислотно-тертчний г1дрол1з, протопектин.