автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Научное обеспечение процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных смесей и разработка оборудования для его реализации

На правах рукописи

ТРУШЕЧКИН Алексей Викторович НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДВУХСТАДИЙНОГО

ВАКУУМ-ВЫПАРИВАНИЯ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ

ОВОЩНЫХ СМЕСЕЙ И РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Специальность 05.18.12 - «Процессы и аппараты пищевых

производств»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

~ 'г

Воронеж - 2013

005531166

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»).

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Остриков Александр Николаевич, Официальные оппоненты - Родионова Наталья Сергеевна

доктор технических наук, профессор, «Воронежский государственный университет инженерных технологий», декан экономического факультета Касьянов Геннадий Иванович заслуженный деятель науки РФ, заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор, ФГБОУВПО «Кубанский государственный технологический университет», заведующий кафедрой Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесу-шильной промышленности

(«ВНИИКОП», г. Видное Московской области)

Защита состоится «02» июля 2013 г. в 1230 на заседании диссертационного совета Д 212.035.01 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зап.

Отзывы (в двух экземплярах) на автореферат, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета университета.

Автореферат размещен на сайтах Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки Российской Федерации https://vak2.ed.gov.ru и ВГУИТ 1)Пр://улу\У.vsuet.ru «02» июня 2013 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ВГУИТ».

Автореферат разослан «31» мая 2013 г.

П

Ученый секретарь совета по заилите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степе^и^октора наук Д 212.035.01

профессор Г.В. Калашников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время особую актуальность приобретает разработка новых продуктов питания с повышенным содержанием полезных компонентов. Данное явление связано с недостаточной обеспеченностью населения жизненно важными нутриентами (минеральные вещества, аминокислоты, пищевые волокна и т. д.). Для людей, ведущих менее активный образ жизни, необходима пища с меньшим содержанием жиров и углеводов, предотвращающая появление избыточной массы и ожирения, ведущих к развитию многочисленных заболеваний.

За последние годы во многих странах отмечается устойчивое снижение содержания микроэлементов в продуктах питания. Особенно остро отмечается низкое содержание в продуктах питания таких витаминов как тиамин, аскорбиновая кислота, фоли-евая кислота и рибофлавин, а также содержание минеральных веществ и микроэлементов (железо, кальций, йод, фтор и селен).

Несмотря на популярность овощных консервов, по их потреблению Россия заметно отстает от стран ЕС, США и Канады. По данным института маркетинговых исследований «ГФК-Русь», в России на душу населения в год приходится около 4 кг овощных консервов, в странах ЕС - 13 кг, США - 50 кг и Канаде - 13 кг при средней норме потребления 60 кг в год.

Объем консервного рынка в России на 2010 год составил 1 071 986 т., что на 50 т. больше, чем в 2009 году, а в 2011 году объем составил 1 163 750 т., что превысило уровень производства предыдущего года на 8,56 %. На российском рынке пищевой продукции доля импорта составляет около двух третей от общего объема. За период 2007-2011 гг. объем производства овощных консервов в России постоянно возрастал. На 2008 год уровень производства овощных консервов составил 494 147,45 тыс. усл. б., что на 28,3 % больше, чем за 2007 год - 385 150 тыс. усл. б. В 2011 году было произведено 710 782 тыс. усл. б., что превысило уровень производства на 7,66 % по сравнению с 2010 годом - 648 524 тыс. усл. б.

Неправильное питание является источником нарушения обмена веществ и развития хронических заболеваний, а также

создает почву для снижения иммунитета и устойчивости к инфекциям. Во многих отдаленных регионах России ощущается острая нехватка в рационе витаминов и биоэлементов, в большом количестве содержащихся в овощах и фруктах.

Наиболее эффективным и целесообразным решением проблемы нехватки необходимых нутриентов в потребляемой населением пище является выпуск новых пищевых продуктов, обогащенных необходимыми витаминами, макро- и микроэлементами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека.

Работа проводилась в соответствии с планом госбюджетной НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» (№ гос. регистрации 01.130.2.12440) «Разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов и аппаратов в химической и пищевой технологиях» на 2011-2015 гг.; государственного контракта № 14.740.11.0980 от 05.05.2011 г. «Разработка энергосберегающих технологий и оборудования для их реализации на основе новых теоретических и экспериментальных данных по гидродинамике, кинетике и тепломассообмену» в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Цель работы - научное обеспечение процесса двухстадий-ного вакуум-выпаривания пюреобразных овощных концентратов на основе комплексного анализа основных закономерностей процесса совместно с их физико-химическими и структурно-механическими характеристиками, разработка рекомендаций по совершенствованию технологий производства пюреобразных овощных концентратов; создание перспективных конструкций вакуум-выпарных аппаратов и разработка технологической линии производства овощных консервов.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Создание и оптимизация рецептуры поликомпонентных овощных смесей по химическому составу.

2. Исследование реологических и теплофизических характеристик исходных и концентрированных поликомпонентных

овощных смесей.

3. Изучение основных закономерностей тепло- и массооб-

менных процессов при вакуум-выпаривании поликом поненгных овощных смесей и определение рациональных технологических режимов.

4. Разработка математической модели процесса вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре при механическом перемешивании.

5. Разработка новых способов производства поликомпо-ненгных овощных пюре сбалансированного состава, конструкций вакуум-выпарных аппаратов и технологической линии.

6. Исследование показателей качества и безопасности исходных и концентрированных поликом поненгных овощных пюре.

7. Расчет технико-экономической эффективности от внедрения технологии в производство. Выработка опытной партии продукции и проведение дегустации.

Научная новшна. Созданы четыре рецептуры поликомпо-ненгных овощных смесей, оптимизированные по углеводному, витаминному составу и по содержанию микро- и макроэлементов. Определены реологические и теплофизические характеристики поликомпонентных овощных пюре.

Выявлены, сформулированы и описаны основные закономерности тепло- и массообмена в процессе двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпоненгных овощных пюре; обоснована необходимость использования двухстадийного вакуум-выпаривания пюре для сохранения термолабильных веществ.

Разработана математическая модель процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре при механическом перемешивании, позволяющая рассчитать массу удаляемых га овощных пюре паров на каждой стадии процесса.

Определен химический состав, показатели качества и антиоксидантная активность исходных и концентрированных образцов поликомпонентных овощных пюре.

Научная новизна предложенных технических решений подтверждена 7 патентами РФ.

Практическая значимость и реаліваціш результатов работы. Разработаны способы производства поликомпонентных овощных пюре, новые перспективные конструкции вакуум-выпарных аппаратов, предложена линия производства овощных

консервов (пат. РФ № 2406569, 2409986, 2409960, 2412599, 2431408, 2458509, 2465773).

Определены и обоснованы рациональные технологические режимы процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликом-поненгных овощных пюре, обеспечивающие сокращение времени процесса, снижение удельных энергозатрат и повышение качества готовой продукции.

Получены новые поликомпоненгные овощные пюре, обладающие высокой пищевой ценностью и потребительскими свойствами. В научно-учебно-производственном центре технологий индустрии гостеприимства («НУПЦТИГ», ВГУИТ) произведена выработка опытной партии пирогов с добавлением овощных то-реобразных концентратов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, научных, научно-технических и научно-практических конференциях и симпозиумах: (Воронеж, 2009 - 2012 гг.), (Москва 2011 г.), (Звенигород 2009 г.), (Краснодар 2012 г.), (Казань 2010 г.), (Миасс, 2010 г.), (Красноярск 2011 г.), (Ставрополь 2011 г.), отчетных научных конференциях ВГТА (ВГУИТ)за 2011-2012 гг.

Результаты работы демонстрировались на 25-й межрегиональной специализированной выставке «Продгорг» (Воронеж, 2008 г.), Воронежском агропромышленном форуме «Урожай 2009», Молодежном научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К. 2011» (Воронеж 2011 г.), конкурсе «Инженерные технологии XXI века» и награждены 6 дипломами, 1 грамотой и 1 сертификатом.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 работы, в т. ч. 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 17 тезисов докладов, получено 7 патентов РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит ш введения, шести глав, основных выводов и результатов, литературы из 164 наименований, в том числе 25 - на иностранных языках, объемом 156 страниц, приведены 15 таблиц и 71 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние производства овощных консервов, обоснована актуальность темы

диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе дана оценка овощей как объекта исследования, систематизированы данные о современном состоянии и основных направлениях совершенствования техники и технологии производства пюреобразных концентратов.

Приведена классификация и обзор оборудования для уваривания и концентрирования овощного сырья.

Рассмотрены современные технологические линии производства овощных пюреобразных концентратов. На основании проведенного анализа обоснован выбор объектов исследования.

Во второй главе приведены экспериментальные исследования поликомпонентных овощных пюре как объекта изучения.

Выявлен характер изменения динамической вязкости поликомпонентных овощных пюре на ротационном вискозиметре «Реотест-2» (Германия). Анализ зависимостей изменения динамической вязкости поликомпонентных овощных пюре в исследуемом интервале изменения температур вертикальной стенки вакуум-камеры показал, что динамическая вязкость имеет тенденцию к снижению по линейному закону при повышении температуры (рис. 1). Во всех случаях динамическая вязкость поликомпонентных овощных пюре снижается при возрастании температуры. Графически было выявлено, что вязкость концентрированных пюре уменьшается линейно, а исходных пюре - экспоненциально. Такой характер изменения эффективной вязкости обусловлен возрастанием температуры и объясняется тем, что увеличивающаяся кинетическая энергия молекул преодолевает вязкостные силы внутри продукта. Полученные зависимости характерны для псевдопластических жидкостей, что позволяет отнести поликомпонентные овощные пюре к аномальновязким дисперсным системам.

гч

v

\

Рис. 1. Зависимость изменения динамической вязкости кабачковой икры от температуры при различной влажности IV, %

Уменьшение эффективной вязкости при увеличении скорости сдвига обусловлено высокой хаотичностью местоположения частиц в стационарной среде и быстрой ориентацией их в направлении течения при нарастающих сдвигающих усилиях.

Определение зависимости тегаюфизических характеристик торе проводилось на измерительной установке Со5зПе1с1. Зависимости теплофизических характеристик от температуры исследуемых пюре носят линейный характер (рис. 2).

Наблюдается доминирующее влияние влажности на коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости) перед температурой. С повышением температуры удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент температуропроводности возрастают.

В третьей главе дано описание экспериментальной установки и методики проведения исследований процесса концентрирования поликомпонентного овощного сырья в условиях вакуума. Параметры процесса выпаривания: начальная температура пюре 373...393 К; давление в автоклаве 0,15...0,20 МПа, величина разряжения в вакуум-камере 4,0...7,0 кПа; температура стенки вакуум-камеры 308...323 К. Диаметр сопловой форсунки для распыливания пюре варьировался от 1,2 до 2,0 мм.

В качестве объектов исследования использовались поликомпонентные овощные смеси:

- кабачковая икра (баклажан - 20 %, кабачок - 20 %, чеснок - 5 %, болгарский перец - 16 %, морковь - 14 %, томат - 15 %, лук -10%);

£

——."Г

Рис. 2. Зависимость коэффициента температуропроводности, теплопроводности и удельной теплоемкости от температуры: кабачковая икра (1, 2), овощная закуска (3, 4), аджика (5, 6), кетчуп (7, 8)

- овощная закуска (томаты - 40 %, кабачок - 15 %, морковь - 15 %, болгарский перец - 15 %, лук - 14,5 %, красный стручковый перец - 0,5 %);

- аджика (томаты - 70 %, хрен - 10 %, болгарский перец - 10 %, чеснок - 5 %, петрушка - 3 %, красный стручковый перец - 2 %);

- кетчуп (томаты - 80 %, чеснок - 11 %, укроп - 3 %, красный стручковый перец - 3 %, горчица - 3 %).

Баклажаны, томаты, болгарский перец, красный стручковый перец, лук, чеснок, петрушку, укроп и корень хрена после мойки мелко нарезали. Измельченное сырье подвергали грубому измельчению на волчке и тонкому на коллоидной мельнице (конечный размер частиц 0,3...0,5 мм). Измельченное пюре, нагретое до температуры 7= 373...393 К, под давлением Р = 0,15...0,2 МПа распыливалось в вакуум-камере под разряжением Рк - 4...7 кПа. Мгновенное испарение влаги из мелкодиспергированных капель продукта обусловлено резким перепадом давления и температуры. Капли, достигшие вертикальной стенки вакуум-камеры, образовывали тонкую пленку продукта, стекающую вниз под действием силы тяжести.

Первая стадия процесса вакуум-выпаривания сор-провождается резким перепадом температуры Г с 373...393 К до 293...307 К, а также перепадом давления Р с 0,15...0,20 МПа до 4...6,1 кПа в автоклаве и вакуум-камере соответственно и ха рактеризуется мгновенным Рис. з. График изменения величины испарением влаги, содержа-давления в вакуум-камере от времени щейся в торе в перегретом при выпаривании кабачковой икры состоянии вследствие мелко-

диспергированного распыления продукта внутри камеры. При этом давление в вакуум-камере увеличивалось с 4...6,1 кПа до 7,3... 12,7 кПа (рис. 3) при соответствующем увеличении температуры удаляемых из вакуум-камеры паров с 293...316,3 К до 308...323,8 К.

г 1-0 —0.15-1.5-35.0 »-О— 0,15-1,5- Ш» В Э-.-«-1,5-10.0 4-й—0,2-1.7-М,0 5-" — 9.2-1.5-50.0 6-»—0.15-1.2-15.0 7 -О—(1.15-2.0-35.0 $-• — 0,15-2^40.0

6

/

4 V У,

У?

А К

, 4,4 > 2

А

О 60 120 180 240 300 360, с<

Рис. 4. График изменения массы конденсата от величины давления в вакуум-камере при выпаривании кабачковой икры

Вторая стадия процесса вакуум-выпаривания сопровождается стеканием пленки пюре по вертикальной стенке вакуум-камеры под действием гравитационных сил и одновременным ее выпариванием. На полученных графиках вторая стадия начинается с момента прохождения пиковых значений температуры Т и давления Рк. Она характеризуется постепенным снижением температуры с 308...323,8 К до 295,4...312,7 К и давления с 7,3... 12,7 кПа до 4,5... 8,3 кПа. На всех представленных графиках приняты следующие обозначения: первое число - давление в автоклаве, МПа; второе - диаметр сопловой форсунки, мм; третье - температура стенки вакуум-камеры, °С.

Проведенные исследования позволили выявить характер изменения интенсивности выпаривания влаги при двухстадий-ном концентрировании поликомпонентных овощных смесей. При изменении температуры нагрева пюре на вертикальной стенке вакуум-камеры (рис. 4) масса конденсата, получаемого из выпариваемой из пюре влаги, увеличивалась.

'V к«- -Ч

/ \

\ 6

ч

«55 \

ч7 1' Г 8

Рис. 5. График скорости удаления образующихся паров при выпаривании кабачковой икры

В начале первой стадии происходит резкое увеличение скорости удаления паров (рис. 5). После окончания распыливания пюре происходит значительное снижение скорости удаления. Это объясняется уменьшением площади поверхности парообразования.

В четвертой главе приведена математическая модель про-

цесса двухстадийного вакуум-выпаривания овощных пюре в камере вакуум-выпарного аппарата, оборудованного перемешивающим устройством.

Первая стадия. Время полета капли пюре определяется уравнением

Я

г, =-

usin fi/2

Температура кипения внутри камеры Thc=Th0+^]n^-

(1)

(2)

4, Ро

Экспоненциальный характер остывания продукта описывается уравнением

Т{т) = ГС+ (Т(0)-Тс )ехр(- кг) (3)

Изменение массы пюре в процессе вакуум-выпаривания определяется выражением

dm 2 dr

= 12 npsr

(4)

dv dr

Зная скорость теплоотдачи и подставляя выражения (3) и (4) в формулу теплоотдачи, получим следующее выражение 1,828(7; - ТЬс + (Г(0)- Гс)ехр(- кг))1" р,/2 х

х (2п (Тс - ТЬс + (Г(О)- Гс)ехр(- кт))-кг2(г(р)-Тс)ехр(- кт))= (5)

= YlnLpsr2r - кс

<\лрнг +3от,

А

(г(о)-7;)ехр(-Ат)

1--

V А,..

Решая уравнение (5), получаем уравнение для расчета изменения радиуса капли пюре

ÉL

dv

1,828(ДТ + А(т))ір2г2 -с

Акр У' + 3 ms

1-Л-

. А,-

2(ДГ + А(т))г -12л1р/- (6)

Рассмотрим частный случай овощной закуски. Диаметр форсунки 1,2-10"3 м, исходный радиус капель 3 ■ 10"5 м, массовая удель-

ная теплоемкость с = 3900 Дж/(кгК), массовая удельная теплота парообразования Ь = 2-106 Дж/кг. Плотность сухого вещества

А =

(1-<р)рр„.

(7)

8-Ю"12 кг.

< 2783,5 кг/м

Ао ~~ <РР

Масса сухого вещества в этой капле равна т. Расчеты для коэффициента к дают значение к = 34,4.

Для полетного времени г/ = 0,05 с и начального значения температуры Т(0) = 380 К: температура пюре в конце первого этапа Т(г/) = 306,1 К, что удовлетворительно согласуется с экспериментом.

Тогда уравнение для расчета изменения радиуса капли пюре принимает вид

- (5 + 8 ехр(- 34,4г)) (8)

^ = 344 </г

4660(5 + 8ехр(-З4,4г))7/3гг -1,17-Ю"6

20(5 + 8 ехр(- 34,4г))г - 8 • 10'3 г2

Численное решение уравнения (8) с начальным условием НО) = 310"5 дает функцию г{т), график которой показан на рис. 6.

При т = г/ = 0,05 с радиус капли г(г/)«2,832-10"5 м. Отношение масс в моменты г= 0 и т= Т1

0 0.01 0.021с 0.03 0.04 0.05

Рис. 6. Зависимость радиуса капли от впемени ее полета

4°)

4лр/ (0) + Зот5

А

й(9)

«0,8337.

На первой стадии из пюре испаряется около 16,63 % воды. Вторая стадия. Для пленочного течения критерий Рейнольдса равен

(10)

11е = ■ _

Уравнение движения пленки жидкости в цилиндрической

системе координат имеет вид

1 1 . Зи>2 _ др

дх

—+-X

л: дю

+ -

82

■ + ^ = 0 81

Уравнение неразрывности

= 0 (12)

Xх дх г до) дг

Уравнение движения

g+f + v^ = 0 (13)

сіх2

Вертикальная составляющая скорости

д2\у„ g

(14)

дх2 V'

Тепловой баланс описывается уравнением теплопроводности ^ + = (15)

дх 11-х дх

Изменение концентрации вещества С описывается уравнением диффузии

дС дС „д2с

м>-+ -= О—т- (16)

х дх г дг дх2

Приближенное решение уравнение теплопроводности в области стабилизировавшегося течения

ггл гг< ГГ* гт> гр грI т гГ*

т(х) = т + (17)

ЯсІ-сі2 Ясі-сі Ясі-сі2 Ясі-сі

Решая систему уравнений (11-17), находим общую массу удаляемой из пюре влаги

«*, - ц V-Ми =ят—^^—

Шн , ч „ *(2 __{Фг)„

_-— 1 ш 2 ?—

НА),, ' 3;7(Л+«ихр(-£(Я-Лс£/?/2))(А,.-А)) И<У„

х?.,(і-#(0))-*ехр(-*(Я-Дс/г/?/2))х (18)

Зг,(р, +(4ехр(//-КаК{р!2)))(д. -р,)) ИА),,

и

2

з^ (а ехр(-а(//-/?с^(/?/2)))(Л. - Л))

При расходе продукта, равном 0,021 кг/с, результаты, полученные для первой стадии, предсказывают, что на стенки аппарата продукт будет попадать со скоростью «0,017 кг/с. Пусть 8 = 5-Ю"4 м, угол распыла ß= 60° (эти данные соответствуют опыту № 2 с овощной закуской). Для к = 0,27 и (<Рг)н= 0,76 формула (4) дает значение т„. =0,008 кг/с. Сравнивая расчетное и экспериментальное значение изменение массы пюре в процессе вакуум-выпаривания, получаем относительную погрешность математической модели, равную 11,3 %.

В пятой главе проведены исследования показателей качества поликомпонентных овощных пюре.

На капиллярном электрофорезе «Капель-105» определяли аминокислотный состав свежих и концентрированных поликомпонентных овощных пюре.

Определена суммарная антиоксидантная активность вытяжек свежих и концентрированных поликомпонентных овощных пюре на приборе «Цвет Яуза-01 -АА».

Суммарная антиоксидантная активность концентрированных пюре превышает суммарную активность соответствующих свежих пюре, что свидетельствует, безусловно, об изменении качественного содержания продукта в сторону повышения.

Проведенные исследования химического состава исходных и концентрированных пюре, определение содержания микро- и макроэлементов, незаменимых аминокислот и витаминов показывает минимальные потери ценных термолабильных веществ в готовом пюре в результате тепловой обработки.

Проведены анализы по определению микробиологических показателей пюре и содержанию в них пестицидов и тяжелых металлов. Содержание вредных веществ в исследуемых образцах пюре не превышает допустимые нормы, установленные санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов

СанПиН 2.3.2.1078-01».

В шестой главе приведено описание разработанных способов производства овощной икры и грибной солянки, оборудования для производства поликомпонентных овощных пюре, в част-

І h

ности дробилки, коаксиального выпарного аппарата и каскадного вакуум-вы парного аппарата, а также линии производства овощных консервов.

Использование предложенного коаксиального выпар-, . ного аппарата (рис. 7) позволит Л интенсифицировать процесс . выпаривания за счет кратковременного его протекания, повы-сеть качество овощных пюре за щ--'" счет использования «мягких» -, , технологических режимов, сни-зигь энергозатраты и повысить 4 Г " производительность.

7*

Рис. 7. Коаксиальный выпарной

аппарат: 1 - крышка;2, 3, 4-кольцевые коллекторы; 5, 21, 25, 30, 35 - патрубок; б - односторонняя рама; 7, 8, 22, 23 - стенки цилиндров; 9 — рабочая поверхность камеры; 10,24- ленточная спираль; 11 - двусторонняя рама; 12-горгоонгальные кронштейны; 13, 16-вертикальные стойки; 14, 17 — направляющие; /5 — внутренняя стенка камеры; 18-комбинированная лопастпая мешалка; 19 -днище; 20 - выгрузочны й патрубок; 26 -форсунки; 27 - вертикальные трубки; 28 - опора; 29 -сепаратор; 31 - волнообразные скребки; 32 - наклонные скребки; 33 — лемехообразные лопасти; 34 -счищающий скребок; 36 — труба

начальная влажность продукта; Г - массовая плотность орошения, кг -с 2кі; Т. -температура вещества в момент достижения стенок аппарата, К;С0— начальная концеїгграция, кг/к3; Т, - температура стенки,К; ^-температура кипения при

Условные обозначения

IV - влажность пюре, %; Р - давление в автоклаве, М Па; а - коэфф ициеит тем пе -ратуропроводности, м 2/с; А — коэфф ици-енг теплопроводности пюре, Вт/(м К). ср - уделыия теплоемкость пюре, кДж/(кгК); г] - динамическая вязкость пюре,Па-с; А/„-масса конденсата, кг; г-время, с;р0-атмосферное давление, Па; Гм- температура кипения продукта при атмосферном давлении,К;р-давление в камере, Па; R - универсалыия газовая постоянная, Дж/^ольК); Гс-темгеряту-ра окружающей среды, К; к - эмпирический коэффициент; г (г)- радиус летящей капли, м; L - массовая уделыия теплота парообразования, Дж/кг: /? — корневой угол распыла, рад; Н — высота аппарата, u\d— расстояние скребущей кромки до стенки камеры, м ~,qm — масса вещества, исходящего в единицу времени из форсунки (массовый расход), кг А;; <р(0)

данных давлении и концентрации, К;и»и — радиальная компонента вектора скорости на поверхности; 3— толщина слоя пленки овощного пюре, м; V - кинем а-тическая вязкость пюре, Ю-6 м2/с; № — средняя скорость по сечению пленки пюре, м/с;ус„ и>2 - компоненты вектора скорости продукта, направленные вдоль соответствующих координатных линий;/- слагаемое, отвечающее силе воздействия мешалки; О - коэффициент диффузии, м 2/с; ф. - влажность в конце первого этапа выпаривания.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Получены четыре рецептурные смеси (кабачковая икра, овощная закуска, аджика, кетчуп) с опт им тированным состав™ микро- и макроэлементов, витаминов, позволяющие выпускать новые продукты питания с высоким содержанием полезных нутриенгов.

2. Получены реологические характеристики исходных и концентрированных поликомпонентных овощных смесей, позволяющие обосновать выбор режима течения пленки пюре на вертикальной обогреваемой стенке вакуум-камеры.

Выявлен характер изменения теплофизических характеристик овощных смесей для разработки математической модели процесса двухстадийного вакуум-выпаривания с механическим перемешиванием.

3. Установлены кинетические закономерности процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпоненгных овощных пюре и выявлены особенности интенсивности выпаривания влаги из поликомпонентных овощных пюре. Определены рациональные режимы проведения процесса концентрирования поликомпоненгных овощных пюре, позволяющие сохранить важные компоненты готового продукта, а также получить хорошие орга-нолегггические показатели.

4. Получена математическая модель процесса вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных смесей с механическим перемешиванием, позволяющая рассчитать массу удаляемой в единицу времени влаги из овощных пюре на двух стадиях процесса.

5. Получены новые способы производства поликомпоненгных овощных пюре, перспективные конструкции вакуум-выпарных аппаратов, а также линия производства овощных консервов, позво-

паратов, а также линия производства овощных консервов, позволяющие повысить качество готовой продукции за счет использования пониженных температур кипения в вакуум-камере.

6. Установлены показатели качества и определено содержание микро- и макроэлементов, витаминов и аминокислот, позволяющее сделать вывод о качестве готового продукта, полученного методом двухстадийного вакуум-выпаривания.

7. Установлена технико-экономическая эффективность от внедрения технологии двухстадийного вакуум-выпаривания в производство. Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного аппарата составит 17 090,912 тыс. р. в год.

8. Получены опытные партии на «НУПЦТИГ» поликомпонентных овощных смесей, а также проведена их дегустация, в результате которой было установлено, что представленные образцы соответствуют цвету, вкусу и запаху, свойственному компонентам, входящим в их состав. Готовый продукт обладает высокими потребительскими свойствами и качественными показателями и его можно рекомендовать для внедрения на предприятиях, производящих концентрированные начинки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

1. Остриков, А. Н. Разработка подсистемы проектирования и оптимизации конструкции вакуум-выпарного аппарата [Текст] / А. Н. Остриков, Ф. Н. Вертя-ков, А. В. Трушечкин // Вестник машиностроения, 2009. - № 9. - С. 67-71.

2. Остриков, А. Н. Кинетические закономерности процесса двухстадийного выпаривания поликомпонентной овощной смеси [Текст] / А. Н. Остриков, А. В. Трушечкин // Вестник ВГТА, 2010. - № 1. - С. 8 - 13.

3. Остриков, А. Н. Оценка изменений в химическом составе исходного и концентрированного поликомпонентного овощного пюре [Текст] / А. Н. Остриков, Ф. Н. Вертяков, A.B. Трушечкин // Вестник ОГУ, 2010. - № 10. - С. 91 - 93.

4. Остриков, А. Н. Влияние режима течения пленки пюре на интенсивность испарения влаги при концентрировании поликомпонентного овощного пюре [Текст] / А. Н. Остриков, А. В. Трушечкин // Вестник ОрелГАУ, 2011. - № 1. - С. 74 - 76.

5. Остриков, А. Н. О теплофизических свойствах поликомпонентного овощного пюре [Текст] / А. Н. Остриков, А. В. Трушечкин // Новые технологии, 2011. -№ 4. — С. 70-77.

Патенты

1. Пат. 2406569 РФ, МПК В 02 С 13/22. Дробилка. [Текст] / A.A. Шевцов, А.Н. Остриков, Л.И. Лыткина, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). -№2009100210/21 ; заявл. 11.01.2009 ; опубл. 20.12.2010. Бюл. № 35.

2 Пат 2409960 РФ, МПК А 23 В 7/00. Аппарат для концентрирования фруктовых и овощных пюре. [Текст] / А.Н. Остриков, С.В. Дорохин, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). - №2009139590/13 ; заявл. 26.10.2009 ;

опубл. 27.01.2011. Бюл. № 3.

3 Пат 2409986 РФ, МПК А 23 L 1/212 А 23 В 7/005. Способ производства овощной икры. [Текст] / А.Н. Остриков, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU) -№2009141393/13 ; заявл. 09.11.2009 ; опубл. 27.01.2011. Бюл. № 3.

4 Пат 2412599 РФ, МПК А 23 В 4/00. Коаксиальный выпарной аппарат. ГТекст] / А.Н. Остриков, А.Н. Веретенников, Д.А. Синюков, С. В. Дорохин, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). - №2009119792/13 ; заявл. 25.05.2009 ; опубл. 27.02.2011. Бюл. № 6.

5 Пэт 2431408 РФ, МПК А 23 В 7/00 A23L 1/212. Плаепшчаши вакуум-выпарной аппарат. [Текст] / А.Н. Остриков, A.B. Трушечкин, ДА. Синюков ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). - №2010116302; заявл. 23.04.2010 ; опубл. 20.10.2011. Бюл. № 29.

6 Пат 2458509 РФ, МПК А 23 В 4/00. Способ производства грибнои солянки. [Текст] / А.Н. Остриков, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). -№2010141372 ; заявл. 07.10.2010 ; опубл. 20.08.2012. Бюл. № 23.

7 Пат 2465773 РФ, МПК А 23В 7/00 A23L 1/212. Способ производства пло-довофрукгового пюре. [Текст] / А.Н. Остриков, A.B. Трушечкин ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU) -№2008150690 ;заявл.22.12.2008 ;опубл. 10.11.2012.Бюл.№31.

Подписано в печать 29.05.2013. Формат 60x84 '/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №/// ФГБОУВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБО УВПО «ВГУИТ») Отдел оперативной полиграфии ФГБО УВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела оперативной полиграфии 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

На правах рукописи

0С7П1360438

ТРУШЕЧКИН Алексей Викторович

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДВУХСТАДИЙНОГО

ВАКУУМ-ВЫПАРИВАНИЯ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ОВОЩНЫХ СМЕСЕЙ И РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Специальность 05.18.12 - «Процессы и аппараты пищевых производств»

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор А. Н. Остриков

ВОРОНЕЖ-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..........................................................4

Глава 1. Анализ состояния современного производства пюреобразных концентратов....................................................12

1.1 Анализ овощного сырья как объекта исследования................12

1.2. Обзор современного оборудования для концентрирования плодоовощного сырья..........................................27

1.3. Обзор современных технологических линий для концентрирования плодоовощного сырья..........................40

1.4. Анализ математических моделей процесса выпаривания..........44

1.5. Анализ литературного обзора, формулировка цели и основных задач исследования............................................50

Глава 2. Экспериментальные исследования овощного сырья

как объекта изучения.............................................54

2.1. Оптимизация рецептуры поликомпонентных овощных пюре.......54

2.2. Экспериментальное исследование характера изменения динамической вязкости поликомпонентных овощных пюре...........58

2.3. Определение теплофизических характеристик

поликомпонентных овощных пюре...............................62

2.4. Определение влажности поликомпонентных овощных пюре......66

Глава 3. Экспериментальные исследования кинетики процесса вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре............67

3.1. Экспериментальная установка и методика проведения исследований.................................................67

3.2. Исследование кинетики процесса концентрирования поликомпонентных овощных пюре................................72

3.3. Анализ изменения интенсивности выпаривания влаги в процессе вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре.............75

3.4. Анализ второй стадии процесса вакуум-выпаривания............80

Глава 4. Математическое моделирование процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных смесей............86

4.1. Постановка задачи.........................................86

4.2. Первая стадия.............................................88

4.3. Вторая стадия.............................................95

Глава 5. Исследование показателей качества поликомпонентных овощных пюре...................................................102

5.1. Анализ аминокислотного состава поликомпонентных

овощных пюре................................................102

5.2. Анализ антиоксидантной активности поликомпонентных

овощных пюре............................................... 104

5.3. Исследование химического состава и определение безопасности свежего и концентрированного поликомпонентных овощных пюре.. . 109 Глава 6. Разработка способов производства овощной икры, грибной солянки и оборудования для реализации процесса

вакуум-выпаривания.............................................118

6.1. Разработка способа производства овощной икры...............118

6.2. Разработка способа производства грибной солянки.............119

6.3. Разработка конструкции дробилки...........................120

6.4. Коаксиальный выпарной аппарат.............................122

6.5. Каскадный вакуум-выпарной аппарат........................123

6.6. Линия производства овощных консервов.....................126

6.7. Технико-экономические расчеты............................127

Основные выводы и результаты..................................137

Литература.....................................................139

Приложение....................................................155

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время особую актуальность приобретает разработка новых продуктов питания с повышенным содержанием полезных компонентов. Данное явление связано с недостаточной обеспеченностью населения жизненно важными нутриентами (минеральные вещества, витамины, пищевые волокна и т.д.). Дефицит нутриентов наблюдается у всех слоев общества как развивающихся, так и развитых стран. К таким продуктам относятся пищевые продукты, входящие в ежедневный рацион. Они позволяют сохранить и улучшить здоровье и снизить риск развития многих заболеваний благодаря наличию в их химическом составе функциональных ингредиентов. Данные продукты не являются лекарственными препаратами, но препятствуют появлению отдельных болезней, способствуют росту и развитию детей, а также тормозят старение организма. Для людей, ведущих менее активный образ жизни необходима пища с как можно меньшим содержанием жиров и углеводов, предотвращающая появление избыточной массы и ожирения, ведущих к развитию многочисленных заболеваний.

Ожирение, как правило, развивает сердечно-сосудистые заболевания (гипертоническая болезнь, атеросклероз, инфаркт миокарда и т. д.), онкологические заболевания, эндокринные нарушения (сахарный диабет) и половую функцию. Но при уменьшении количества потребляемой пищи уменьшается и общее количество поступающих в организм витаминов, аминокислот и биоэлементов [1, 128]. Низкий уровень данных компонентов в организме ведет к развитию авитаминоза, а также является ингибитором в скорости протекания биохимических процессов. Необходимость в создании новых продуктов питания, отвечающих требованиям современной жизни - актуальный вопрос на сегодняшний день. За последнее десятилетие на рынке пищевых продуктов появилось множество продуктов функционального питания и биологически активных добавок (БАДы).

За последние три года во многих странах отмечается устойчивое снижение содержания микроэлементов, как в питьевой воде, так и в продуктах питания. Такая тенденция характерна для многих регионов России, и она подтверждается большим объемом данных об объемах и качестве потребляемой пищи [130]. Особенно остро отмечается низкое содержание в продуктах питания таких витаминов как тиамин, аскорбиновая кислота, фолиевая кислота и рибофлавин, а также содержание минеральных веществ и микроэлементов (железо, кальций, йод, фтор и селен).

Полноценным питание считается только тогда, когда в нем в достаточном количестве и правильном соотношении содержатся белки, жиры, витамины, углеводы и биоэлементы. Сбалансированность питания играет важную роль в усвоении пищи. Несбалансированное питание ведет к плохой перева-риваемости пищи, ее усвоению в организме и, как следствие, к расстройству желудочно-кишечного тракта.

В раннем возрасте употребление несбалансированной пищи может тормозить рост и развитие, ослабить иммунитет и понизить сопротивляемость организма к различным заболеваниям. В подростковом возрасте дети тяжелее преодолевают «переходный период» и организм слабоустойчив к воздействию вредных факторов. Также вредно несбалансированное питание для беременных и кормящих женщин, когда количество витаминов в потребляемой пище витаминов должно быть в несколько раз больше для поддержания полноценной жизни ребенка. В пожилом возрасте необходима сбалансированная пища с повышенным содержанием кальция и калия для поддержания костей и сердца и предотвращения развития остеохондроза, аритмии, артрита, атеросклероза, диабета, депрессии, пародонтоза и остеопороза.

Неправильное питание является источником нарушения обмена веществ и развития хронических заболеваний, а также создает почву для снижения иммунитета и устойчивости к инфекциям.

Исследования российских ученых показали полное несоответствие

структуры питания реальным потребностям в соответствии с установленными нормативными актами. Во многих отдаленных регионах России ощущается острая нехватка в рационе витаминов и биоэлементов, в большом количестве содержащихся в овощах и фруктах.

Мировой и отечественный опыт свидетельствует о том, что наиболее эффективным и целесообразным с социальной, экономической и технологической точек зрения лучшим решением проблемы нехватки необходимых нут-риентов в потребляемой населением пище является выпуск новых пищевых продуктов, обогащенных необходимыми витаминами, макро- и микроэлементами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека.

Несмотря на популярность овощных консервов, по норме потребления Россия заметно отстает от стран ЕС, США и Канады. По данным института маркетинговых исследований «ГФК-Русь», в России на душу населения в год приходится около 4 кг овощных консервов, в странах ЕС - 13 кг, США - 50 кг и Канаде - 13 кг при средней норме потребления 60 кг в год (рис. 1) [90, 115].

70

60

к. х

| 50

х ш

V§ 40 8.

§ зо s

% 20

ю

О

10 о

Россия Канада страны ЕС США Норма

потребления

Рис. 1. Норма потребления овощных консервов в мире

По данным аналитической компании Intesco Research Group объем консервного рынка в России на 2010 год составил 1 071 986 т., что на 50 т. больше, чем в 2009 году, а в 2011 году объем составил 1 163 750 т., что превысило уровень производства предыдущего года на 8,56 % (рис. 2).

1160000 1140000 1120000

та ю

ь

нооооо

со го

1 1080000

с

2 1060000 ю

О

1040000 1020000 1000000

1071936

2009

ИНЕЕ й

и к

' Я ги

2011

Рис. 2. Динамика объема российского рынка овощных консервов в 2009-2011 гг., т

На российском рынке пищевой продукции доля импорта составляет около двух третей от общего объема. Преимущественно продукция представлена китайскими и испанскими производителями. За период 2009-2011 гг. доля импорта практически не изменялась и составляла 65 % (рис. 3).

, ! К?

«ж-' ДЙТВ вш * 1|ДЯ11р|рШ

ЩШтШя Я ,§й К-¿«Ж

к | I

ИШШгМ! -

импортная продукция

отечественная продукция

Рис. 3. Доля импорта на российском рынке овощных консервов на 2011 год, %

За период 2007-2011 гг. объем производства овощных консервов в России

постоянно возрастал. На 2008 год уровень производства овощных консервов

составил 494 147,45 тыс. усл. б., что на 28,3 % больше чем за 2007 год - 385 150

тыс. усл. б. В 2011 году было произведено 710 782 тыс. усл. б., что превысило

уровень производства на 7,66 % по сравнению с 2010 годом - 648 524 тыс. усл.

б. и на 18 % по сравнению с 2009 годом - 602 378 тыс. усл. б. (рис. 4). 800000

ю

с 700000

I

и 600000 3

Я- 500000

| 400000

£ зооооо

о

= 200000 £

J 100000

602378|

385150

• 'Ü щ

i" щ

|494147,45[

i

а

о

2007 2008 2009 2010 2011 Рис. 4. Динамика производства натуральных овощных консервов в России в 2007-2011 гг.,

тыс. усл. банок

Основная часть натуральных овощных консервов в России производится в Южном Федеральном округе - 61,5 %, второе место занимает Центральный федеральный округ - 20,2 %, за ним следуют Северо-Кавказский - 10 % и Приволжский - 3,4 % округа. Оставшиеся 10 % производства приходится на прочие федеральные округа России (рис. 5).

т Южный ФО ■ Центральный ФО я Северо-Кавказский ФО ш Приволжский ФО Прочие

Рис. 5. Доли производства овощных консервов по федеральным округам в 2011 году, %

Ш ■

тЩт^жшш

^ЩЯ seas;:®

В динамике производства овощных консервов присутствует сезонность. Выпуск продукции наиболее активен в летние месяцы, когда происходит созревание овощей. В ноябре и декабре производство идет на спад. Производство овощных консервов почти полностью зависит от объемов сборов ввиду того, что большая часть продукции идет на переработку (рис. 6).

-2011

•2009

-2010

180000

и

л н 160000

ео О 140000

еа о. 120000

ш

и X о ю' 100000

5С с: 80000

О и

>■ 60000

| 40000

ш

«1 20000

о 0

а

с

янв

фев мар апр

май июн июл

авг

сен

окт

ноя дек

Рис. 6. Производство овощных консервов в России по месяцам за 2009-2011 гг., тыс. усл. банок

В связи с сильной засухой в 2010 году не удалось собрать высокий урожай, в связи с чем производство овощных консервов снизилось на 25 % по сравнению с предыдущим годом.

Крупнейшими предприятиями на территории России являются: ЗАО «Хладокомбинат западный», ЗАО «Полтавские консервы», ООО «Бондюэль-Кубань», ОАО «Поляное» и ООО «Балтимор-Краснодар» [116].

Научная новизна. Созданы четыре рецептуры поликомпонентных овощных смесей, оптимизированные по углеводному, витаминному составу и по содержанию микро- и макроэлементов. Определены реологические и теп-лофизические характеристики поликомпонентных овощных пюре.

Выявлены, сформулированы и описаны основные закономерности тепло-и массообмена в процессе двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре; обоснована необходимость использования двухстадийного вакуум-выпаривания пюре для сохранения термолабильных веществ.

Разработана математическая модель процесса двухстадийного вакуум-

выпаривания поликомпонентных овощных пюре при механическом перемешивании, позволяющая рассчитать массу удаляемых из овощных пюре паров на каждой стадии процесса.

Определен химический состав, показатели качества и антиоксидантная активность исходных и концентрированных образцов поликомпонентных овощных пюре.

Научная новизна предложенных технических решений подтверждена 7 патентами РФ.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработаны способы производства поликомпонентных овощных пюре, новые перспективные конструкции вакуум-выпарных аппаратов, предложена линия производства овощных консервов (пат. РФ № 2406569, 2409986, 2409960, 2412599, 2431408, 2458509, 2465773).

Определены и обоснованы рациональные технологические режимы процесса двухстадийного вакуум-выпаривания поликомпонентных овощных пюре, обеспечивающие сокращение времени процесса, снижение удельных энергозатрат и повышение качества готовой продукции.

Получены новые поликомпонентные овощные пюре, обладающие высокой пищевой ценностью и потребительскими свойствами. В научно-учебно-производственном центре технологий индустрии гостеприимства («НУП-ЦТИГ», ВГУИТ) произведена выработка опытной партии пирогов с добавлением овощных пюреобразных концентратов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: (Воронеж, 2009 - 2012 гг.), (Москва 2011 г.), (Звенигород 2009 г.), (Краснодар 2012 г.), (Казань 2010 г.), (Миасс, 2010 г.), (Красноярск 2011 г.), (Ставрополь 2011 г.), отчетных научных конференциях ВГТА (ВГУИТ) за 2011-2012 гг.

Работа демонстрировались на 25-й межрегиональной выставке «Прод-

торг» (Воронеж, 2008 г.), Воронежском агропромышленном форуме «Урожай 2009», Молодежном научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К. 2011» (Воронеж 2011 г.), Международном научно-техническом семинаре к 100-летию A.B. Лыкова (Воронеж 2010 г.), IV Областном конкурсе на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений по естественным, техническим и гуманитарным наукам, конкурсе «Инженерные технологии XXI века» и награждены 6 дипломами и 1 грамотой.

Работа выполнялась на кафедре процессов и аппаратов химических и пищевых производств (ПАХПП) Воронежского государственного университета инженерных технологий. Хотелось бы выразить искреннюю благодарность научному руководителю заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Острикову Александру Николаевичу за оказанную помощь и консультации при выполнении диссертационной работы, а также признательность коллективу кафедры «Процессы и аппараты химических и пищевых производств» ВГУИТ за помощь и содействие при работе над диссертацией.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ШОРЕОБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

1.1. Анализ овощного сырья как объекта исследования

Кабачок (лат. Cucurbita реро var. giromontina). Родиной происхождения кабачков является Центральная и Южная Америка. Кабачки относятся к семейству твердокорых тыкв, в особенности которых входит кустовая форма произрастания, удлиненная форма плодов и качество мякоти.

Кабачки относятся к однолетним овощным растениям семейства тыквенные. Они имеют прямостоячий стебель в форме кустов или ветвей с жестким опушением. Боковых плети на стебле отсутствуют. Размер листьев крупный с грубым опушением, форма листьев - остроугольная. Плодом кабачка является ложная ягода продолговатой цилиндрической формы белого или зеленого цвета (рис. 1.1).

Кора кабачка деревянистая в фазе биологической зрелости, кремовой или светло-желтой окраски. На стадии технической зрелости кора мягкая белого или зеленого цвета, мякоть и семена -белого или кремового. Семена преимущественно среднего размера по длине [72].

Кабачки, как пластичная и скороспелая культура легко выращиваются на всех широтах России, за исключением Крайнего Севера [13]. Благодаря своему раннему созреванию и высокой пищевой ценности они широко используются в пище, в частности в диетическом и детском питании, а также в консервной промышленности. Употребляют кабачки в пищу в недозрелом виде,

Рис. 1.1. Кабачок

когда в коре еще не образован механический панцирь [12]. Наиболее распространенные сорта: Грибовские 37, Зеленоплодные, Белоплодные, Длинно-плодные, Веста и др. [4].

Баклажан (лат. 8о1апит те1ощепа) - вид многолетнего тепло- и вла-готребовательного растения, относящегося к семейству пасленовых. Его культивируют как однолетнее растение в странах, где климат умеренно теплый, причем культивирование