автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Научное обеспечение процесса получения зерновых палочек на одношнековом экструдере

На правах рукописи

ПЛАТОВ Константин Викторович

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ ПАЛОЧЕК НА ОДНОШНЕКОВОМ ЭКСТРУДЕРЕ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежской государственной технологической академии на кафедре процессов и аппаратов химических и пищевых производств.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Остриков Александр Николаевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Плаксин Юрий Михайлович доктор технических наук, доцент Кравченко Владимир Михайлович

Ведущая организация - ООО «Марс» (г. Ступино Московской

обл.)

Защита диссертации состоится «09» декабря 2004 года

1 о 30

в 13 час. на заседании диссертационного совета при Воронежской государственной технологической академии совета Д 212.035.01 по адресу: 394000, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан « S» ноября 2004 г.

Ученый секретарь /О

диссертационного совета ^ Шевцов А.А,

ZOQS-Ч

g 4 9f79

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Экструзия - прогрессивный способ получения качественных продуктов питания, основные преимущества которого заключаются в гибкости его технологических схем, высокой производительности и малых габаритах экструде-ров, непрерывности процесса, низкой себестоимости продукции. В развитых странах Европы (Германия, Великобритания, Швейцария) потребление пищеконцентратной продукции на душу населения составляет от 3 до 7 кг в год, в РФ - в среднем 1,4 кг. По оценочным данным на 2004 г., внутреннее потребление сухих завтраков составляет не менее 100 тыс. т./год, причем около 30 % из них импортируются. Экструзионная технология в России требует целого ряда комплексных мер для успешного освоения потребительского рынка пищевых продуктов. В первую очередь, это связано с тем, что в перерабатывающих отраслях промышленности экструдирование является недостаточно изученным процессом. Причины этого - слабая технологическая база для разработки и создания универсальных экспериментальных установок; а также дефицит квалифицированных научных кадров, которые обеспечат реализацию развитие исследований в области экструзии.

Важным направлением в развитии современной пищевой технологии является разработка новых продуктов питания сбалансированного состава при снижении себестоимости выпускаемой продукции.

Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие отечественные и зарубежные ученые, как: Н.Э. Груздев,

A.Н. Богатырев, А.И. Жушман, А.Н. Остриков, В.П. Первадчук,

B.А. Силин, Р.В. Торнер, В.П. Юрьев, В.И. Янков, Е. Colonna, С. Mercier, G. Shenkel, J.M. McKelvey, J.F. Carley и др.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств (ПАХПП) ВГТА на 2001-2005 гг. «Исследование гидродинамики, тепло- и массообмена в системах: твердое тело - жидкость, твердое тело - газ при течении в каналах разной геометрической формы» (№ гос. регистрации 01.960.006217), по НИР «Разработка ресурсосберегающей технологии

ванных продуктов с программируемыми свойствами и оборудования для ее реализации» в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (per. № 204.04.02.002 01.01.014).

Цель и задачи диссертационной работы: научное обеспечение и разработка способа получения экструдированных зерновых палочек; создание на основе разработанного способа оригинальных конструкций экструдеров.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

обоснование выбора рецептурного состава смеси для производства сбалансированного зернового продукта;

изучение процесса термолиза зерновой смеси, определение форм связи влаги с продуктом дифференциально-термическим анализом;

исследование основных закономерностей процесса экструзии зерновой смеси; выбор рациональных параметров процесса экструзии смеси на одношнековом экструдере;

определение пищевой, биологической и энергетической ценности экструдированных зерновых палочек;

разработка новых конструкций экструдеров и способа производства зерновых палочек;

проведение промышленной апробации и производственных испытаний предлагаемого способа.

Научная новизна. Разработана статистическая модель процесса экструзии многокомпонентной зерновой смеси, в которой в качестве критериев оптимизации использованы комплексный показатель качества, удельная производительность и коэффициент расширения экструдата.

Проведены исследования по влиянию гранулометрического состава зерновой смеси на интенсивность протекания процесса экструзии, в ходе которых по изменению коэффициента расширения был установлен оптимальный размер этих частиц.

Мегодом дифференциально-термического анализа определены формы связи влаги с продуктом и условия терморазложения зерновой смеси, что позволило обосновать оптимальные температурные условия ее обработки.

Выявлены основные закономерности процесса экструзии

зерновой смеси на одношнековом экструдере. Изучено влияние начальной влажности продукта, частоты вращения шнека, длины канала матрицы и диаметра проходного отверстия матрицы на механизм протекания экструзии, что позволило получить уравнения для определения давления в предматричной зоне экструдера.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2182869,2214917,2227782.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработаны новые конструкции экструдеров, а также оригинальный способ производства экструдированных зерновых палочек из смеси чечевицы, рисовой крупы и подсолнечного шрота.

Определены рациональные параметры процесса экструзии зерновых палочек. Получен экструдированный продукт - зерновые палочки, обладающий хорошими потребительскими свойствами и высокой пищевой ценностью.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях в Воронеже (с 2001 по 2004 гг.); Могилеве (2002), Казани (2003), Уфе (2003) и Ростове-на-Дону (2004).

Результаты настоящей работы представлены на конкурсах и отмечены девятью дипломами международных и межрегиональных выставок: «Продторг» 2001, 2002, 2003 г.; «Агротехмаш -2001»; «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», 2003 г.; «Центрагромаш - 2003». Автор за выполнение данной работы удостоен звания лауреата премии администрации Воронежской области среди молодых ученых за 2002 г., а также стипендии администрации Воронежской области за 2003-2004 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, один информационный обзор и 3 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 83 рисунка и 19 таблиц. Список литературы включает 113 наименований, в том числе 21 - на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 30 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние производства экструдированных продуктов; обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии, основных направлениях совершенствования техники и технологии получения экструдированных продуктов питания. Приведена общая классификация экструдеров, и представлены их конструкции.

Дан анализ достоинств и недостатков математических моделей шнековых экструдеров, а также оценка чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы, как объекта исследования.

В результате проведенного анализа сформулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснован выбор объекта исследования, определены методы решения поставленных проблем.

Во второй главе изложено описание теоретических и экспериментальных исследований процесса экструзии зерновых палочек из смеси следующих компонентов: чечевицы (ГОСТ 7066-77), подсолнечного шрота (ГОСТ 11246-96) и рисовой крупы (ГОСТ 6292-93).

Определение соотношения компонентов в зерновой смеси было проведено по оригинальной методике, в которой использовались следующие критерии и условия оптимизации: биологическая ценность - максимальна; соотношение углеводов и белков - 4; содержание пищевых волокон - оптимальное; содержание жира -минимальное. В результате обработки данных была построена номограмма, отражающая зависимость рассматриваемых критериев от соотношения компонентов зерновой смеси (рис. 1). После ее анализа была найдена область оптимальных значений (отмеченная штриховкой), из которой выбрано соотношение компонентов, использованное во всех последующих исследованиях: 43 % чечевицы, 11 % подсолнечного шрота и 46 % рисовой крупы.

Для выбора оптимального размера частиц зерновой смеси, подвергаемой экструдированию, была проведена серия экспериментов при температуре предматричной зоны 393 К; начальной

влажности продукта 22,0%; частоте вращения шнека 1,15 с-1; длине канала матрицы 2,4-10- м и диаметре проходного отверстия матрицы 3-10-3 м, размер частиц изменялся от 0,08 до 5,00 мм. В ходе экспериментов по коэффициенту расширения установлено, что наиболее качественные палочки можно получить из зерновой смеси указанного состава с размером частиц от 0,16 до 0,63 мм.

Для определения рациональных параметров процесса экструзии, выявления характера связи влаги с материалом и определения условий терморазложения продукта были проведены исследования зерновой смеси методом неизотермического анализа.

На кривой

(рис.2) отчетливо видны четыре линейных участка, что свидетельствует о ступенчатом выделении продуктов реакции. В частности, до температуры 325 К происходит нагрев и удаление «сво-

бодной влаги», в интервале 325...343 К - осмотически связанной влаги, при 343...371 К - полиадсорбционно связанной влаги, от 371 до 383 К - моноадсорбционно связанной влаги, а при дальнейшем нагреве - удаление химически связанной влаги и полное разложение смеси.

Таким образом, анализ полученных данных позволил выявить температурные зоны, которые соответствуют испарению влаги с различной энергией, а также установить максимальную температуру нагрева смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы, составляющую 383 К. Однако, с учетом того, что в зоне с максимальной температурой зерновая смесь находится примерно 10 с, температуру обработки можно повысить на 10-20 К.

Экспериментальные исследования проводились на лабораторном одношнековом экструдере, включающем рабочую камеру со шнеками и матрицей, станину, регулируемый привод и блок контрольно-измерительной аппаратуры, совмещенный с ПЭВМ.

Параметры экструзии изменялись в следующих диапазонах: влажность исходной смеси 18...26 %; ее температура перед матрицей 393...403 К; частота вращения шнека 0,65...1,65 С1; давление продукта в предматричной зоне экструдера 3,5.. .7,3 МПа.

Для исследования взаимодействия различных факторов,

влияющих на процесс экструзии, был проведен факторный экс-о4

перимент в соответствии с центральным композиционным униформ-ротатабельным планом второго порядка.

В качестве основных факторов, влияющих на процесс экструзии, были выбраны: Х1 - начальная влажность продукта, %; x2 - частота вращения шнека, с"^ - длина канала матрицы, м; X/ - диаметр проходного отверстия матрицы, м. Их значения изменялись в пределах, указанных в табл. 1.

Критериями оценки воздействия различных факторов на процесс экструзии являлись: Y1 - комплексный показатель качества (КПК); Y2 - удельная производительность, кг/кДж; Y3 - коэффициент расширения экструдата.

Таблица 1

Пределы изменения входных факторов

Условия планирования Значения факторов

х,,% х2, с' X), м х4 м

Основной уровень 22 1,15 0,0240 0,0030

Интервал варьирования 2 0,25 0,0085 0,0005

Верхний уровень 24 1,40 0,0325 0,0035

Нижний уровень 20 0,90 0,0155 0,0025

Верхняя «звездная точка» 26 1,65 0,0410 0,0040

Нижняя «звездная точка» 18 0,65 0,0070 0,0020

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии:

У, = - 25,33 + 2,705 х, + 6,127 х2 - 125,0 х3 + 4153 х4 -- 0,2228 xtx2 + 6,765 х,х3 - 108,2 Х,Х4 + 23,53 х2х3 - 2729 Х2Х4 -

- 7059 Х3Х4 +1,471 х,х2х3 + 145,6 Х|Х2Х4 + 1176 х,х3х4 + + 4,706-104 х2х3х4 - 2941 х,х2х3х4 - 5,978-10"2 х,2 - 0,8262 х22 -

- 1753 х32-4,565-105 Х42; (1)

Y2 = - 3,436-Ю-4 + 4,164-10"5 х, + 4,275-10-4 х2 - 1,451-Ю'3 х3 + + 4,24M0"2X4-4,49-Ю'5х,х2-8,435-Ю-4x,x3-l,205-10-2x,x4 --2,212-10"3х2х3 -0,1293 х2х4 -4,779X3X4 +8-10"4XiX2x3 + + 2,102-10'2 Х)Х2Х4 + 0,3259 х,х3х4 + 1,506 х2х3х4 - 0,3882 х.,х2х3х4 -- 1,005-Ю-7 X]2-7,843-10'5 х22 + 0,2337 х32 + 30,29 х42; (2)

■ Y3 = - 11,56 + 1,196 х, + 3,020 х2- 206,8 х3 + 193,4 х, - 1,110-10"2 х,х2 + + 9,926 х,х3 + 13,51 Х1Х4 + 39,41 х2х3 - 386,5 х2х4 + + 4,224-Ю4 Х3Х4- 0,7353 xix2x3 + 27,79 xix2x4 -1324 х,х3х4 + + 2,235-Ю4 х2х3х4-1471 х^х^-ЗЛИ-Ю^х,2- 1,135 х22 -

- 947,2 х32- 1,988-Ю7х42. (3)

Анализ уравнений регрессии (1-3) позволяет выделить факторы, больше всего влияющие на рассматриваемый процесс.

Исследованные критерии в наибольшей и наименьшей степени зависят: комплексный показатель качества - от диаметра отверстия матрицы и начальной влажности продукта, удельная производительность - от диаметра отверстия матрицы и частоты вращения шнека, коэффициент расширения экструдата - от дли-

ны канала матрицы и начальной влажности продукта.

Из системы уравнений (1-3), путем дифференцирования уравнений регрессии по Х),Х2,Х ¡,х4 и приравнивая производных нулю получены координаты экстремумов х. По уравнениям (1-3) определили соответствующие им значения критериев оптимизации. Результаты вычислений представлены в табл. 2.

Решая компромиссную задачу с помощью весового метода, получено субоптимальное сочетание параметров: XI = 21,8 %;х¿= 1,59 с

м соответствующее следующим значениям критериев: У, = 9,61; У2 = 2,89-10'3кг/кДж; У3 = 2,44.

Таблица 2

Оптимальные значения входных факторов

X/ *2 хз Х4 У/ У2 Уз

22,3 1,64 2,56-10"2 2,52'10'3 9,70* 3,08-10"4 2,48

26,0 1,65 7,00 10*3 4,00-103 8,18 1,1610'3 1,12

21,3 1,46 2,18-Ю'2 2,02-10"3 9,49 8,5-Ю"4 2,63

* Примечание. Курсивом даны значения

и.м

х3, м

0.002 0.0025

0.003 /

Х4, М О.ииэ^^у 0.004

Рис. 3. Зависимость комплексного показателя качества от длины канала матрицы и диаметра отверстия матрицы при различных значениях начальной влажности продукта*,, %: 1 - 18; 2-22; 3-26 и*2= 1,15 с'1

оптимизируемых критериев

Увеличение длины канала матрицы и уменьшение диаметра проходного отверстия сначала приводят к росту комплексного органолептиче-ского показателя качества (КПК), а затем - к его незначительному снижению (рис. 3). При максимальном значении диаметра и минимальной длине формующего канала сопротивление матрицы минимально, поэтому производительность достигает максимума, а давление расплава - минимума.

В результате экс-

трудат обладает неразвитой пористостью и КПК снижается. При уменьшении диаметра отверстия матрицы КПК экструдата растет, а, достигнув определенной величины - снижается. Это связано со значительным увеличением «обратного тока» расплава, приводящего к увеличению времени пребывания зерновой смеси в условиях повышенной температуры и давления, а следовательно, вызывающего спекание крахмальных зерен и снижение КПК. Удлинение формующего канала сначала приводит к возрастанию КПК, так как повышается давление в предматричной зоне, а затем - к его снижению. Как и при уменьшении диаметра, это связано с увеличением «обратного тока», а также с расходом полученной в процессе экс-трудирования энергии на преодоление сопротивлений движению расплава экструдата по каналу матрицы, приводящего к снижению расширения экструдата.

Увеличение частоты вращения шнека приводит к росту удельной производительности экструдера (рис. 4). Повышение начальной влажности перерабатываемого сырья приводит к уменьшению вязкости расплава, а следовательно, к росту удельной производительности экструдера. В обоих случаях рост тем резче, чем больше диаметр отверстия матрицы.

Установлено, что с повышением частоты вращения шнека и начальной влажности продукта коэффициент расширения экструдата возрастает, достигает максимальной величины, а затем неуклонно снижается (рис. 5). Это связано с тем, что при малых значениях частоты вращения шнека расплав экс-трудата дольше находится в предматричной зоне при максималь-

ных значениях температуры и давления. В результате происходит частичное термическое разложение микроструктуры крахмальных зерен, спекание части расплава, что снижает расширение экструдата за счет сил упругого восстановления и препятствует расширению и фиксации структуры при взрывном испарении влаги. При чрезмерно больших значениях частоты вращения шнека в продукте аккумулируется излишняя тепловая энергия, также приводящая к его спеканию.

С целью исследования влияния температурных условий экструзионной обработки зерновой смеси на характер экструдирования по экспериментальным данным была построена зависимость (рис. 6). Распределение температуры продукта по длине рабочей зоны экструдера при постоянной частоте вращения шнека 1,4 с"1 характеризуется резким ее возрастанием, начиная с зоны сжатия вплоть до матрицы. После выхода из матрицы продукт

расширяется, и его температура снижается.

Анализ характера изменения температуры в зависимости от длины рабочей зоны экструдера позволил оценить ее влияние на ход процесса экструзии смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы.

Давление возрастает при увеличении отношения длины канала отверстия матрицы к его диаметру (рис. 7) тем сильнее, чем меньше влагосодержание исходной смеси и чем выше частота вращения шнека.

7,5 ЛПг 7,0

65

Ж6'0

5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0

ДР

- - — — I /4 -=3

■

Г ♦ п = 0 90 с' ■ п = 1,15 с

Л л = 1,40 с V п = 0,9 с' Ж п = 1,15 с' • п = 1,4 с1 -1-1-1-1-1--

- -

1/4.

10 11 12 13 14 >

Рис 7 Зависимость давления экструдата от отношения длины канала отверстия матрицы к его диаметру при и = 0,22 и при частоте вращения шнека п 1-3 1 = 2,4 Ш2м,(1м= 2 41(Г3м, 4-6 1 = 0,07 4,1 1(Г2= Л(Г3м

Это связано с тем, что при уменьшении диаметра отверстия и увеличении длины канала матрицы растет ее сопротивление, поэтому падает производительность и поднимается давление в пред-матричной зоне экструдера. Уменьшение влагосодержания исходной смеси приводит к увеличению вязкости расплава экструдата, из-за чего повышаются тепловыделения и давление в предматрич-ной зоне экструдера. Рост частоты вращения шнека приводит к интенсификации процесса перемешивания, повышению диссипа-тивного разогрева, вызывающего увеличение перепада давления.

Давление возрастает резче в случае изменения диаметра отверстия матрицы при постоянной длине канала, поэтому можно сделать вывод, что в рассмотренных интервалах изменения входных факторов диаметр отверстия матрицы влияет на величину давления в предматричной зоне сильнее, чем длина канала отверстия матрицы.

На основе опытных данных была получена критериальная зависимость

Ей = 1,425 •КГ'-Ке"1'583. (4)

Коэффициент корреляции по уравнению (4)составил 0,975; среднее относительное отклонение - 14,9 %. На рис. 8 зависимость Ей от Яе показана графически.

Перепад давления между предматричной зоной и атмосферой можно определить по формуле

д^+2,17^-^^. (5)

Ей

0.9 1

3 4 5 67 891

Ее 10'

Рис. 8. Зависимость критерия Ей от Яе

Среднеквадратичное отклонение от экспериментальных данных при использовании зависимости 5 составило 14,1 %.

В третьей главе проведены исследования по комплексной оценке качества экструдированных зерновых палочек. Готовый продукт, полученный при рациональных параметрах процесса, анализировали по комплексу показателей, характеризующих его потребительские свойства, пищевую, питательную и энергетическую ценность. Получен продукт в виде прямых или изогнутых коротких палочек округлого поперечного сечения, с шероховатой поверхностью и развитой пористостью. По цвету, вкусу и аромату экструдат имеет удовлетворительные потребительские данные. Энергетическая ценность полученного продукта (табл. 3) составляет 1500 кДж/100 г.

Анализ качественного состава углеводов исходной зерновой смеси и полученного из нее экструдата с применением тонкослойной хроматографии показал, что в полученном экструдате содержится на 78 % меньше фруктозы и глюкозы, но существенно возросло содержание олигосахаридов: сахарозы - на 64 %, мальтозы - на 106 %, трисахаридов - на 270 %, тетра- и пентоса-харидов - на 115 %, а декстринов и крахмала - на 190 %.

Таблица 3

Химический состав и энергетическая ценность экструдата

Наименование показателей Экструдат

Массовая доля, г/100 г:

воды 9,00

белка 17,58

жира 1,23

углеводов, в том числе 66,46

крахмала 49,80

клетчатки 3,80

Зола, мг/100 г 3,34

Содержание минеральных веществ, мг/100 г:

натрия 70

калия 400

кальция 110

магния 120

железа 21

фосфора 660

Содержание витаминов, мг/100 г

в, 0,31

в2 0,09

РР 1Д1

Энергетическая ценность, кДж/100 г 1500

При экструзионной обработке крахмалсодержащих материалов в момент декомпрессии общее содержание крахмала уменьшается из-за расщепления молекул амилозы и амилопекти-на с одновременным увеличением количества олигосахаридов и декстринов, то есть происходит термическая и механическая деструкция углеводов. В это же время проходит реакция меланоиди-нообразования, вследствие которой незначительно уменьшается содержание моносахаров и белка. Данные изменения, в общем, поло-

жительно сказываются на усвояемости экструдата.

Для определения биологической ценности экструдата исследовано содержание в нем аминокислот. Полученные зерновые палочки обладают высокой биологической ценностью (76,9 %), отражающей сбалансированность аминокислотного состава, по сравнению с рекомендованным ФАО/ВОЗ. Соотношение углеводов и белков близко к рекомендованному в формуле Покровского и составляет 3,9:1.

Из диаграммы (рис. 9) следует, что предлагаемый продукт хорошо сбалансирован по своему составу - 100 г продукта удовлетворяют суточную потребность в макро- и микроэлементах на 13-28%.

Рис. 9. Характеристика удовлетворения дневной потребности в пищевых веществах при употреблении 100 г зерновых палочек

В четвертой главе приведена оригинальная методика инженерного расчета экструдеров. Дано описание разработанных конструкций экструдеров: с регулируемым теплоподводом, с матрицей, гасящей пульсации давления (рис. 10), шнекового экс-трудера для производства двухслойных продуктов, а также способа получения зерновых палочек.

Рис. 10. Экструдер с матрицей, гасящей пульсации давления: 1 - корпус; 2 - загрузочное устройство; 3 - шнек; 4 - гильза; 5 - сальниковое уплотнение; 6,9 - подшипники; 7 - прижимное устройство; 8 - втулка;

10 - формующая головка; 11 - масленка; 12 - стопорный болт

Конструкция (рис. 10) отличается тем, что формующая головка может вращаться относительно корпуса, на ее внутренней конической поверхности выполнен канал переменного сечения, глубина которого увеличивается в направлении уменьшения диаметра конуса, а на наружной поверхности формующей головки установлена втулка, имеющая канавку, с которой взаимодействует шарик прижимного устройства. При этом контактирующие торцевые части корпуса и формующей головки имеют лабиринтное уплотнение. Приведенный экструдер позволяет «автоматически» регулировать и поддерживать требуемое давление в матричной зоне экструдера, позволяя тем самым повысить качество готового продукта.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно-практическому обеспечению технологии экс-трудированных зерновых палочек.

2. Найдено рациональное соотношение компонентов (43 % чечевицы, 11 % подсолнечного шрота и 46 % рисовой крупы) зерновой смеси, обеспечивающее получение экструдированных палочек заданного состава и сбалансированной пищевой ценности.

3. Установлены закономерности процесса экструзии, описывающие зависимость температуры продукта от длины рабочей камеры и давления в предматричной зоне одношнекового экстру-дера от конструктивных параметров канала матрицы. Давление возрастает гораздо сильнее при уменьшении диаметра, чем при увеличении длины канала матрицы.

4. Получена статистическая модель, в которой в качестве критериев оптимизации использованы: комплексный показатель качества, являющийся оценкой качества готового продукта; удельная производительность, характеризующая энергетическую эффективность процесса; коэффициент расширения экструдата, отражающий глубину физико-химических изменений питательных веществ при экструдировании зерновой смеси чечевицы, подсолнечного шрога и рисовой крупы.

5. Выявлено, что наибольшее влияние на протекание процесса экструзии оказывают диаметр отверстия матрицы и длина ее канала. Определен рациональный режим экструдирования -начальная влажность продукта 21,8 %, частота вращения шнека 1,59 с"1, длина канала матрицы 2,22-10-2 м, диаметр проходного отверстия матрицы 2,89-10-3 м, который позволяет достичь оптимального соотношения удельной производительности и качества готовых зерновых палочек.

6. Получены экструдированные зерновые палочки, обладающие высокой биологической и пищевой ценностью, хорошими потребительскими свойствами, сбалансированным содержанием белка, углеводов и аминокислот. Их энергетическая ценность составляет 1500 кДж/100 г.

7. Разработаны конструкции экструдеров и способ производства зерновых палочек из смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы (Пат. РФ № 2182869,2214917,2227782).

8. Проведены производственные испытания способа получения зерновых палочек в ОАО «Грязинский пищевой комбинат» на промышленном экструдере КМЗ-2У и в ОАО «Лиски - Хлеб» на промышленном экструдере А1-КХ-2П, которые подтвердили высокую эффективность разработанных технологических режимов процесса экструзии. Ожидаемый экономический эффект от промышленного внедрения предлагаемых разработок составит 245 тыс. р./год.

Условные обозначения

Еи - критерий Эйлера; Яв - критерий Рейнольдса; р0 - давление расплава экструдата в зоне гомогенизации, р0 = 4,56-106 Па; и- начальное вла-госодержание смеси; р - плотность расплава экструдата, кг/м3; п - частота вращения шнека, с-1.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Остриков, А. Н. Перспективные направления совершенствования экструдеров [Текст] / А. Н. Остриков, К. В. Платов // Сборник научных трудов. - Вып. 11 : Модернизация существующего и разработка новых видов обор, для пищ. пром-ти. - Воронеж, 2001. - С. ] 14-119.

2. Остриков, А. Н. Экструдер для переработки пищевого сырья [Текст] / А. Н. Остриков, К. В. Платов // Межвузовский сборчик научных трудов : Прогрессивные технологические процессы и оборудование в производствах обработки рыбы и морепродуктов. - Калининград, 2002.-С. 52-56.

3. Остриков, А. Н. Разработка экструдеров с регулируемой величиной давления [Текст] / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, А. С. Рудомет-кин, К. В. Платов // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки, - 2003. - Специальный выпуск журнала, «Математическое моделирование и компьютерные технологии» - С. 50-54.

4. Остриков, А. Н. Производство экструдированных продуктов с белковыми добавками [Текст] / А. Н. Остриков, О.В. Абрамов. К. В. Платов, А. С. Попов // Пищевая промышленность. - 2003. - № 11. - С. 32-33

021868

5. Остриков, А. Н. Основные кинетические закономерности цесса получения экструдированных палочек с белковой добг [Текст] / Л. Н. Остриков, В. Н. Василенко, К. В. Платов // Хране! переработка сельхозсырья. - 2004. - № 3 С. - 63 - 65.

6. Остриков, А.Н. Управление процессом экструзии с испо ванием аналого-цифрового преобразователя [Текст] / А.Н. Остр В. Н. Василенко, К.В. Платов // Известия вузов. Пищевая технология. -2004.-№4.-С. 75-78.

7. Современное состояние и основные направления совершенствования экструдеров [Текст] / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, В. Н. Василенко, К. В. Платов. - М., 2004. - 41 с.

8. Пат. 2182869 Россия, МПК7 В 29 С 47/78. Экструдер [Текст] / Остриков А. Н., Платов К.В.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2001118131; Заявл. 29.06.2001; Опубл. 27.05.2002, Бюл.№ 15.-5с.

9. Пат. 2214917 Россия, МПК' В 29 С 47/12, 47/24. Шнековый экструдер [Текст] / Остриков А. Н., Платов К.В.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2003100272; Заявл. 04.01.2003; Опубл. 27.10.2003, Бюл. № 30.-3 с.

10. Пат. 2227782 Россия, МПК7 А 23 Р 1/12, В 29 С 47/38. Шнековый экструдер [Текст] / Остриков А. Н., Платов К.В.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2003107515; Заявл. 18.03.2003; Опубл. 27.04.2004, Бюл. № 12. - 4 с.

2005-4 20676

Подписано в печать#5. //.2004. Формат 60x84 '/¡6. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ .

Воронежская государственная технологическая академия (ВГТА) Участок оперативной полиграфии Адрес академии и участка оперативной полиграфии 394000 Воронеж, пр. Революции, 19

ВВЕДЕНИЕ.

Г л а в а 1. Современное состояние теории, техники и технологии производства экструдированных продуктов питания.

1.1. Основы теории и краткий обзор техники и технологии процесса экструзии.

1.2. Анализ существующих математических моделей распределения давления продукта в дозирующих зонах экструдеров.

1.3. Компоненты зерновой смеси как объект исследования.

1.4. Анализ литературного обзора и задачи исследования.

Г л а в а 2. Теоретические и экспериментальные исследования процесса экструзии зерновых палочек.

2.1. Исследование смеси чечевицы, рисовой крупы и подсолнечного шрота методами термического анализа.

2.2. Экспериментальная установка и методика проведения исследований.

2.3. Обоснование содержания компонентов в зерновой смеси.

2.4. Влияние степени измельчения сырья на характер протекания процесса экструзии.

2.5. Математическое планирование многофакторного эксперимента и оптимизация процесса экструзии зерновой смеси.

2.5.1. Обоснование выбора и пределов изменения входных факторов.

2.5.2. Оптимизация процесса экструзии.

2.6. Кинетика процесса экструзии зерновых палочек.

Г л а в а 3. Комплексная оценка качества экструдированных зерновых палочек.

3.1. Исследование качественных показателей экструдированных зерновых палочек.

3.1.1. Методы исследования физико-химических свойств образцов.

3.1.2. Анализ качественных показателей экструдированных зерновых палочек.

3.1.3. Анализ содержания углеводов в зерновых палочках.

3.2. Определение биологической ценности экструдата.

3.3. Определение микробиологических показателей экструдата.

3.4. Анализ пищевой ценности разработанного экструдированного продукта.

Г л а в а 4. Разработка конструкций и способов для получения экструдированных продуктов.

4.1. Методика инженерного расчета экструдеров.

4.2. Разработка конструкции экструдера с регулируемым теп лоподводом.

4.3. Разработка конструкции экструдера с матрицей, гасящей пульсации давления.

4.4. Разработка конструкции шнекового экструдера для производства двухслойных продуктов.

4.5. Разработка способа получения зерновых палочек.

Основным направлением развития пищевой промышленности является интенсификация технологических процессов, изменяющих физикохимиче-ские свойства природных сырьевых материалов путем сложного комбинированного воздействия на них рабочими органами аппаратов [1, 6, 7, 10, 24, 36].

Обработка растительного сырья термопластической экструзией обеспечивает большой объем и разнообразие производимой продукции и высокий экономический эффект, обусловленный, прежде всего тем, что один экструдер может заменить целый комплекс машин и механизмов, необходимых для производства продуктов. Его использование позволяет сделать процесс непрерывным, легко контролируемым, универсальным по видам перерабатываемого сырья и готовых продуктов.

Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие зарубежные и отечественные ученые как: И.Э. Груздев, А.Н. Богатырев, А.И. Жушман, В.Г. Карпов, Л.П. Ковальская, Г.М. Медведев, А.Н. Остриков, В.П. Первадчук, В.А. Силин, И.Б., Р.В. Торнер, Хейфец, Н.П. Черняев, В.П. Юрьев, В.И. Янков, Е. Colonna, С. Merrier, G. Shenkel, W. Seibel, К. Seiler, M. Williams, P. Linko, LP. Melcion, B.H. Maddock, E.C. Bernhardt, Z. Tadmor, J.M. McKelvey, J.F. Car-ley, R.A. Strub, R.S. Mallouk, C.H. Jepson, Ch.I Chung, LP. Melcion, и др.

Экструзионная обработка крахмалосодержащего сырья - универсальный, экологически безопасный и ресурсосберегающий процесс, позволяющий получать легко усвояемые, термостерилизованные пищевые продукты с улучшенными вкусовыми свойствами.

Экструзия - идеальный технологический процесс для обогащения продуктов белками, волокнами, витаминами и другими веществами. Возможность регулирования состава продуктов в сторону увеличения содержания белков, витаминов или минеральных веществ, играет важную роль в профилактике многих заболеваний человека [10, 29, 46].

Для производства экструдированных продуктов питания используется различное по составу и свойствам сырье: соевая мука, крахмалосодержащие продукты: зерновые - кукурузная, рисовая и овсяная крупы, сорго; крахмалы и картофелепродукты, а так же различные смеси белков и полисахаридов, включая вторичное сырье мясной, молочной и рыбной промышленности. Это позволяет при помощи экструзионной технологии создавать продукты с регулируемой пищевой, биологической и энергетической ценностью [7 - 9,28, 39,44,46,69, 89].

В зависимости от глубины происходящих изменений, экструзионную обработку принято разделять на три вида: холодную, теплую и горячую экструзию. Наибольшее распространение получила холодная экструзия, применяемая в основном для производства макаронных изделий.

Вместе с тем, все интенсивнее развиваются технологии приготовления различных пищевых продуктов методами теплой и горячей экструзии.

Горячей экструзией изготавливаются экструдаты, имеющие пористую пенообразную структуру (сухие завтраки). Применение данной технологии при производстве пищевых продуктов обеспечивает глубокие биохимические превращения питательных веществ - углеводов, клетчатки, белков, что способствует повышению их усвояемости и получению экструдатов высокого качества.

Малый вес при большом объеме обуславливает два основных недостатка вспученных экструдатов: для их хранения требуются значительные площади, их транспортировка требует значительных расходов. Следует также отметить, что в рецептуру сухих завтраков для улучшения вкусовых свойств и их структуры вносят некоторое количество масла или жира, что снижает длительность хранения, так как приводит к появлению горького привкуса из-за прогоркания жиров. Указанные недостатки устраняются при изготовлении полуфабрикатов вспученных экструдатов. Полуфабрикаты изготавливают, как правило, методом теплой экструзии. Они представляют собой изделия, отформованные в виде макаронных изделий разной формы и высушенные до влажности 8.12 %. В таком виде изделия имеют способность к длительному хранению, большую плотность и прочность. По мере необходимости полуфабрикаты вспучиваются в горячей среде (растительное масло, нагретое до 180. 190 °С; воздух нагретый до 300 °С. и т. д.) в течение 5.20 с, образуя пористые продукты.

Ведущими зарубежными фирмами Anderson, APV Baker, «Baker Perkins», «Buhler» AG, «Buss», «Cincinnati», «Clextral», «Crezaux-Loire», «Extru-Tech» Inc, «Insta-Рго», «Guar Group», «Kovan», «Maddox», «N.P. & Company» Inc, «Pa-gani», «Simon Food Engineering», «Sprout-Bauer», «Toshibe», «Walter», «Weber», «Wenger», «Werner & Pfleiderer» на мировом рынке представлены более 1000 моделей экструдеров различных типов [1, 6, 7, 37, 43, 46, 48 - 50, 55 - 57, 79].

За период апрель 2000 г. - март 2001 г. в Россию было ввезено около 2,3 тыс. т сухих завтраков, что составляет менее трети всех продаваемых на внутреннем рынке объемов. По оценочным данным, внутреннее производство сухих завтраков, включая мюсли, составляет не менее 8 тыс. т.

В 2000 году компания «Nestle» поставила на российский рынок около 200 тонн мюсли и около 1000 тонн сухих завтраков. За первые четыре месяца 2001 года продано около 700 тонн сухих завтраков. Доля «Nestle» в продажах составляет 15 % (в объемном выражении) и 28 % (в стоимостном выражении).

Актуальность работы. В развитых странах Европы (Германия, Великобритания, Швейцария) потребление пищеконцентратной продукции на душу населения составляет от 3 до 7 кг в год, в РФ - в среднем 1,4 кг. По оценочным данным на 2004 г., внутреннее потребление сухих завтраков составляет не менее 100 тыс. т./год, причем около 30 % из них импортируются.

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются готовые завтраки, «Кукурузные хлопья», «Подушечки с начинкой» и т. п., производимые по большей части в России. Иностранные сухие завтраки, очевидно в силу более высокой стоимости, не могут конкурировать с отечественной продукцией.

Экструдированные хлопья и «Muesli» представляют собой продукты, долго сохраняющие ощущение сытости при относительно низкой калорийности. Наиболее характерно потребление готовых завтраков для подростков 10. 15 лет, в несколько меньшей степени - для людей 16.34 лет. В старших возрастных группах эти продукты не пользуются популярностью.

В производстве снеков наблюдается более быстрая эволюция, что связано с рыночной конъюнктурой. Сейчас в моде продукты типа «fat-free», полученные не путем жарки во фритюре, а изготовленные обжариванием в горячем воздухе или в микроволновой печи.

В последние годы отмечается спрос на оборудование, предназначенное для небольших производителей, которые намереваются заполнить значительную часть рынка продукции самого широкого ассортимента. Очевидно, что радикально изменив технологию, на основе которой производятся кукурузные хлопья, и применяя иной вид сырья (для производства традиционного продукта используются раздробленные кукурузные зерна, при этом из одной частички зерна получается одна частичка хлопьев, тогда как при экструзионной технологии для производства хлопьев применяются мучнистый продукт, восстанавливаемый в тесто, из которого производятся хлопья) готовые продукты также значительно отличаются друг от друга.

На многих рынках, рядом с традиционным продуктом в виде хлопьев (из кукурузного зерна и из других злаков), заняли важное место и продукты с формами, полученными резкой по матрице (колечки, звездочки, шарики и т. д.).

Из приведенных данных следует, что экструзия - достаточно прогрессивный способ получения качественных продуктов питания, основные преимущества которой заключаются в гибкости ее технологических схем, высокой производительности и малых габаритах экструдеров, непрерывности процесса, низкой себестоимости продукции. Однако в России эта технология еще не нашла широкого развития и требует целого ряда комплексных мер для успешного освоения потребительского рынка пищевых продуктов. В первую очередь это связано с тем, что в перерабатывающих отраслях промышленности экструдирование является недостаточно изученным процессом.

Причиной этого является недостаточная технологическая база для разработки и создания универсальных экспериментальных установок, остро ощущается дефицит в квалифицированных научных кадрах, способных обеспечить реализацию требуемых технологических параметров экструзионного процесса.

Важным направлением развития современной пищевой технологии является разработка новых продуктов питания сбалансированного состава, снижение себестоимости выпускаемой продукции за счет использования широко распространенного сырья и экономичных конструкций для его обработки. При решении этих задач все чаще применяется экструзионная обработка крахмалсодержащего сырья.

Экструзия - сложный процесс тепло- и массообмена, в ходе которого под действием высоких температуры и давления происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к глубоким биохимическим превращениям питательных веществ (денатурация белков, клейстеризация крахмала и другие биохимические изменения), что способствует повышению их усвояемости и получению экструдатов высокого качества. При этом особое внимание уделяется соблюдению рационального температурного режима.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств (ПАХПП) ВГТА на 2001-2005 гг. «Исследование гидродинамики, тепло- и массообмена в системах: твердое тело - жидкость, твердое тело - газ при течении в каналах разной геометрической формы» (№ гос. регистрации 01.960.006217).

Цель и задачи диссертационной работы: научное обеспечение и разработка способа получения экструдированных зерновых палочек; создание на основе разработанного способа оригинальных конструкций экструдеров.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: обоснование выбора рецептурного состава смеси для производства сбалансированного зернового продукта; изучение процесса термолиза зерновой смеси, определение форм связи влаги с продуктом дифференциально-термическим анализом; исследование основных закономерностей процесса экструзии зерновой смеси; выбор рациональных параметров процесса экструзии смеси на од-ношнековом экструдере; определение пищевой, биологической и энергетической ценности экструдированных зерновых палочек; разработка новых конструкций экструдеров; разработка способа производства зерновых палочек; проведение промышленной апробации и производственных испытаний предлагаемых разработок.

Научная новизна. Разработана статистическая модель процесса экструзии многокомпонентной зерновой смеси, в которой в качестве критериев оптимизации использованы комплексный показатель качества, удельная производительность и коэффициент расширения экструдата.

Проведены исследования по влиянию гранулометрического состава зерновой смеси на интенсивность протекания процесса экструзии, в ходе которых по изменению коэффициента расширения был установлен оптимальный размер этих частиц.

Методом дифференциально-термического анализа определены формы связи влаги с продуктом и условия терморазложения зерновой смеси, что позволило обосновать оптимальные температурные условия ее обработки.

Выявлены основные закономерности процесса экструзии зерновой смеси на одношнековом экструдере. Изучено влияние начальной влажности продукта, частоты вращения шнека, длины канала матрицы и диаметра проходного отверстия матрицы на механизм протекания экструзии, что позволило получить уравнения для определения давления в предматричной зоне экструдера.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2182869, 2214917, 2227782.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработаны новые конструкции экструдеров, а также оригинальный способ производства экструдированных зерновых палочек из смеси чечевицы, рисовой крупы и подсолнечного шрота.

Определены рациональные параметры процесса экструзии зерновых палочек. Получен экструдированный продукт - зерновые палочки, обладающий хорошими потребительскими свойствами и высокой пищевой ценностью.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2001 по 2004 гг.); Могилеве (2002), Казани (2003), Уфе (2003) и Ростове на Дону (2004).

Результаты настоящей работы представлены на конкурсах и отмечены дипломами:

Диплом конкурса инновационных проектов в рамках межрегиональной специализированной выставки «ПРОДТОРГ» г. Воронеж, 2001 г. за проект «Разработка прогрессивного экструзионного оборудования для производства комбинированных продуктов питания»;

Диплом Воронежской торгово-промышленной палаты за проект «Разработка экструзионного оборудования нового поколения для производства продуктов питания с программируемыми свойствами», 2001 г;

Диплом шестой международной выставки «АГРОТЕХМАШ - 2001» за проект «Разработка экструзионного оборудования для производства комбинированных продуктов питания»;

Диплом 13-ой межрегиональной выставки «ПРОДТОРГ ТОРГОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ» г. Воронеж, 2002 г., за разработку «Оборудование и способы автоматического управления процессом экструзии для производства продуктов питания нового поколения»;

Диплом конкурса инновационных проектов в рамках 13-ой межрегиональной выставки «ПРОДТОРГ» г. Воронеж, 2002 г., за проект «Оборудование и способы автоматического управления процессом экструзии для производства продуктов питания нового поколения».

Диплом 17-ой межрегиональной выставки «ПРОДТОРГ» г. Воронеж, 2003 г., за разработку «Перспективных конструкций экструдеров для производства комбинированных продуктов»;

Диплом конкурса инновационных проектов в рамках 17-ой межрегиональной выставки «ПРОДТОРГ» г. Воронеж, 2003 г., за проект «Совершенствование конструкций экструдеров для производства продуктов питания с высокой пищевой ценностью»;

Диплом конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» г. Москва, 2003 г., за разработку «Ресурсосберегающей технологии производства экструдированных продуктов с программируемыми свойствами»;

Диплом выставки «ЦЕНТРАГРОМАШ - 2003» за проект «Научное обеспечение производства экструдированных продуктов».

За выполнение данной работы автор удостоен звания лауреата премии администрации Воронежской области среди молодых ученых за 2002 г, а также стипендии администрации Воронежской области за 2003 - 2004 гг.

Работа выполнялась на кафедре процессов и аппаратов химических и пищевых производств (ПАХПП) Воронежской государственной технологической академии.

Хотелось бы выразить благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Острикову Александру Николаевичу за оказанную помощь и консультации при выполнении диссертационной работы, а также признательность кафедре машин и аппаратов пищевых производств (проф. Ан-типову С.Т.), кафедре общей и неорганической химии (доц. Кузнецовой И.В.), кафедре органической химии (доц. Рудакову О.Б.), кафедре хранения и переработки зерна (доц. Шенцовой Е.С.) и руководителю Органа по сертификации пищевых продуктов (доц. Черемушкиной И.В.) за плодотворное сотрудничество.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно-практическому обеспечению технологии экструдированных зерновых палочек.

2. Найдено рациональное соотношение компонентов (43 % чечевицы, 11% подсолнечного шрота и 46 % рисовой крупы) зерновой смеси, обеспечивающее получение экструдированных палочек заданного состава и сбалансированной пищевой ценности.

3. Установлены закономерности процесса экструзии, описывающие зависимость температуры продукта от длины рабочей камеры и давления в пред-матричной зоне одношнекового экструдера от конструктивных параметров канала матрицы. Давление возрастает гораздо сильнее при уменьшении диаметра, чем при увеличении длины канала матрицы.

4. Получена статистическая модель, в которой в качестве критериев оптимизации использованы: комплексный показатель качества, являющийся оценкой качества готового продукта; удельная производительность, характеризующая энергетическую эффективность процесса; коэффициент расширения экструдата, отражающий глубину физико-химических изменений питательных веществ при экструдировании зерновой смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы.

5. Выявлено, что наибольшее влияние на протекание процесса экструзии оказывают диаметр отверстия матрицы и длина ее канала. Определен рациональный режим экструдирования - начальная влажность продукта 21,8%, час

1 2 тота вращения шнека 1,59 с", длина канала матрицы 2,22-10" м, диаметр проходного отверстия матрицы 2,89-10'3 м, который позволяет достичь оптимального соотношения удельной производительности и качества готовых зерновых палочек.

6. Получены экструдированные зерновые палочки, обладающие высокой биологической и пищевой ценностью, хорошими потребительскими свойствами, сбалансированным содержанием белка, углеводов и аминокислот. Их энергетическая ценность составляет 1500 кДж/100 г.

7. Разработаны конструкции экструдеров и способ производства зерновых палочек из смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы (Пат. РФ № 2182869,2214917,2227782).

8. Проведены производственные испытания способа получения зерновых палочек в ОАО «Грязинский пищевой комбинат» на промышленном экстру-дере КМЗ-2У и в ОАО «Лиски - Хлеб» на промышленном экструдере А1-КХ-2П, которые подтвердили высокую эффективность разработанных технологических режимов процесса экструзии. Ожидаемый экономический эффект от промышленного внедрения предлагаемых разработок составит 245 тыс. р./год.

1. Абрамов, О. В. Разработка способа производства хрустящих хлебных палочек с применением одношнекового экструдера Текст. : дис. . канд. техн. наук : 05.18.12 / О. В. Абрамов ; Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 1999.-241 с.

2. Аль-Фаури, Кхалед Исмаил Экструзионная обработка манной крупы с изюмом Текст. / Кхалед Исмаил Аль-Фаури, Ю. М. Плаксин, В. А. Ларин // Пищ. пром-сть. 1994. - № 9. - С. 25.

3. Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов Текст. / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. М.: Колос, 2001. - 376 с.

4. Басов, В. И. Техника переработки пластмасс Текст. / под редакцией В. И. Басова и В. Броя. М. : Химия, 1985. - 517 с.

5. Богатырев, А. Н. Система научного и инженерного обеспечения пищевых и перерабатывающих отраслей АПК России Текст. / А. Н. Богатырев, В. А. Панфилов, В. И. Тужилкин и др. М.: Пищ. пром-сть, 1995. - 528 с.

6. Богатырев, А. Н. Термопластическая экструзия : научные основы, технология, оборудование Текст. / под ред. А. Н. Богатырева, В. П. Юрьева. -М. : Ступень, 1994. 200 с.

7. Бурцев, А. В. Современная техника и технология термопластической экструзии в производстве «Сухих завтраков» Текст. / А. В. Бурцев, В. А. Грицких, Г. И. Касьянов

8. Быковская, Г. Экструзионная технология в Японии Текст. / Г. Быковская // Хлебопродукты. 1992. - № 7. - С. 48-50.

9. Винникова, Л. Г. Экструзионная обработка продуктов с пищевыми волокнами Текст. / Л. Г. Винникова//Пищ. пром-сть. 1991. - № 11.-С. 51-55.

10. Витюк, Л. А. Совершенствование процесса производства полуфабрикатов чипсов, канд. техн. наук Текст. / Л. А. Витюк Моск. гос. ун-т пищ. пр-в, Москва., 1999. - 27 с.

11. Гамаюнов, Н. И. Изменение структуры коллоидных капиллярно-пористых тел в процессе тепломассопереноса Текст. / Н. И. Гамаюнов, С. Н. Гамаюнов // Инженерно-физ. журн. 1996. - Т. 69, № 6. - С. 954 - 957.

12. Гинзбург, А. С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов Текст. : справочник / А. С. Гинзбург, М. А. Громов, Г. И. Красовская. М.: Агропромиздат, 1990. - 286 с.

13. Грачев, Ю. П. Моделирование и оптимизация тепло— и массооб-менных процессов пищевых производств / Ю. П. Грачев, А. К. Тубольцев, В. К. Тубольцев. -М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1984. 215 с.

14. Груздев, И. Э. Теория шнековых устройств Текст. / И. Э. Груздев, Р. Г. Мирзоев, В. И. Янков. JI. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. - 144 с.

15. Гухман, А.А. Обобщенный анализ Текст. / А. А. Гухман, А. А. Зайцев : М.: Изд-во Факториал, 1998. - 304 с.

16. Добровольский, В. Ф. Развитие пищеконцентратной отрасли на период до 2005 г. Текст. / В. Ф. Добровольский, С. В. Зиновьев, Н. А. Кожин // Пищ. пром-ть. 2000. - № 7. - С. 56-57.

17. Донченко, Л. В. Безопасность пищевой продукции Текст. / Л. В. Донченко, В. Д. Надыкта : М.: Изд-во Факториал, 1998. - 304 с.

18. Дьяконов, В. Mathematica 4 текст.: учебный курс / В. Дьяконов. -СПб.: Питер, 2001. 656 с.

19. Заявка 1074182 ЕПВ, МПК7 А 23 G 3/00. Starh-based puffed snack foods and process for producing the same Текст. / Akimoto Shuji, Hamada Ha-jime, Hachiya Iwao ; Meiji Seika Kaisha, Ltd. № 99916041.9 ; заявл. 07.04.1999 ; опубл. 07.02.2001.

20. Заявка 1082910 ЕПВ, МПК7 А 23 L 1/18. Cooked, extruded and expanded cereal product Текст. / Dupart Pierre, Blasius Leonhard, Bloechlinger Kurt; Societe des Produits Nestle S. A. № 99118148.8 ; заявл. 11.09.1999 ; опубл. 14.03.2001.

21. Заявка 1166648 ЕПВ, МГЖ7 А 23 L 1/168. Grains de riz instantanes Текст. / Dupart Pierre, Bloechlinger Kurt, Roth Niklaus, Schmutz Walter ; Soc. des Produits Nestle S. A. № 00113858.5 ; заявл. 30.06.2000.

22. Заявка 1177727 ЕПВ, МПК7 А 23 L 1/16. Noodles containing tofu puree Текст. / Tomita Mamoru, Sotoyama Kazuyoshi, Miyazaki Yusuke, Wakao Shoji, Hattori Masanori; Morinaga Milk Ind. № 00909704.9 ; заявл. 17.03.2000 ; опубл. 06.02.2002.

23. Зинюхин, Г. Б. Разработка технологии производства хлебно— крупяных крекеров с применением одношнековых экструдеров Текст.: авто-реф. дис. . канд. техн. наук : 05.18.01 / Г. Б. Зинюхин -М., 1996. С. 20-21.

24. Касьянов, Г. И. Совершенствование технологии экструдатов Текст. / Г. И. Касьянов, В. А. Грицких, А. В. Бурцев // Хранение и перераб. сельхозсырья. 2000. - 8. - С. 26-29.

25. Кафаров, В. В. Анализ и синтез химико-технологических систем Текст. / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин. М. : Химия, 1991. - 431 с.

26. Клиническая оценка экструзионных продуктов для лечебно-профилактического питания Текст. / JI. К. Хакимова, А. И. Горшков, Э. С. Токаев, И. В. Бобренева, Д. Кьосев // Хранение и перераб. сельхозсырья. -1998.-3.-С. 30-31.

27. Кожевников, Г. О. Взаимосвязь между термодинамическими и структурными свойствами крахмалов гладкого гороха различных сортов Текст. / Г. О. Кожевников, А. Н. Даниленко, В. П. Юрьев // Хранение и пере-раб. сельхозсырья. 2001. - № 11. - С. 53 - 56.

28. Котова, Д. Л. Термический анализ ионообменных материалов Текст. / Д. Л. Котова, В. Ф. Селеменев. М. : Наука, 2002. - 156 с.

29. Кочетков, Н. К. Химия природных соединений текст. / Н. К. Кочетков, И. В. Торгов, М. М. Ботвинник. М. : Издательство Академии наук СССР, 1960.-560 с.

30. Кретович, В. Л. Биохимия растений Текст. / В. Л. Кретович. М.: Высшая школа, 1980. - 445 с.

31. Леонтьев, В. М. Чечевица текст. / В. М. Леонтьев. — Л. : Колос, 1996.- 179 с.

32. Манк, В. В. Состояние воды в крахмале и его экструдатах по данным ЯМР Текст. / В. В. Манк, Е. В. Кобылинская, В. Н. Ковбаса // Пищ. ингредиенты: сырье и добавки. 1999. - № 2. - С. 14-15.

33. Мачихин, Ю. А. Формование пищевых масс Текст. / Ю. А. Мачи-хин. М.: Колос, 1992. - 272 с.

34. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. : Учеб для вузов Текст. / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др. ; под ред. акад РАСХН В.А. Панфилова. М.: Высш. шк., 2001. - 1384 с.

35. Медведев, Г. М. Производство экструдированных крекеров с повышенной белковой ценностью Текст. / Г. М. Медведев, С. Б. Рахимов // Пищ. пром-сть (Москва). 2000. - 9. - С. 84-85.

36. Нечаев, А. П. Пищевая химия Текст. / А. П. Нечаев, С. Е. Трау-бенберг, А. А. Кочеткова и др. СПб.: ГИОРД, 2001. - 592 с.

37. Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков Текст. / Э. Оран, Дж. Борис, пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 660 с.

38. Остриков, А. Н. Производство экструдированных продуктов с белковыми добавками текст. / А. Н. Остриков, К. В. Платов, А. С. Попов // Пищевая промышленность. 2003. - № 11, С. 32-33.

39. Остриков, А. Н. Управление процессом экструзии с использованием аналого-цифрового преобразователя Текст. / А. Н. Остриков, В. Н. Василенко, К. В. Платов // Известия вузов. Пищевая технология. 2004. - № 4. - С. 75-78.

40. Остриков, А. Н. Экструзия в пищевых технологиях Текст. / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, А. С. Рудометкин СПб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.

41. Параметры обработки и структурно-механические свойства экструдатов из рисовой крупы Текст. / И. Б. Хейфец, Т. С. Захаренко, Е. Ю. Платова, М. М. Чхартешвили // Пищ. пром-сть. 1991. - № 11. - С. 50-51.

42. Пат. 2133102 Российская Федерация, МПК7 А 23 N 17/00. Экструдер для приготовления комбикормов из зерновой смеси Текст. / Трусов Н. А.,

43. Кравцов С. И., Нюшков Н. В., Власова М. В. (РФ). № 95102176/13, заявл. 02.15.95 ; опубл. 1999.07.20.

44. Пат. 2145167 Российская Федерация, МПК7 А 21 С 3/04, 11/16. Экструзионная матрица и экструзионная установка Текст. / Эрнст Хек (AT), Марсель Мюллер (СН), Адриан Вебер (СН). № 95116583/13 ; заявл. 29.09.94 ; опубл. 10.02.2000.

45. Пат. 2147995 Российская Федерация, МПК7 В 30 В 11/ 22. Шнековый экструдер Текст. / Короткое В. Г., Попов В. П., Касперович В. Л., Насретдинова Р. Р., Зинюхин Г. Б., Мусиенко Д. А. № 98120623/02 ; заявл. 16.11.98 ; опубл. 27.04.2000.

46. Пат. 2156081 Российская Федерация, МПК7 А 23 L 1/18, А 23 Р 1/08. Способ получения глазированных крупяных изделий Текст. / Кукушкин В. Н. ; ООО Предприятие Витек I. № 99125598/13 ; заявл. 10.12.99 ; опубл. 20.09.2000.

47. Пат. 2156097 Российская Федерация, МПК7 А 23 Р 1/12, А 21 С 11/20. Экструдер Текст. / Казаков А. И., Гвоздев А. Ю. № 99109892/13 ; заявл. 05.05.1999 ; опубл. 20.09.2000.

48. Пат. 2157074 Российская Федерация, МПК7 А 23 L 1/20. Способ производства горохового концентрата быстрого приготовления Текст. / Кра-сильников О. Ю., Кульбацкий Е. В. № 99113672/13 ; заявл. 09.07.98 ; опубл. 10.10.2000.

49. Пат. 2158522 Российская Федерация, МПК7 А 23 L 1/10. Способ экструдирования пищевых волокон Текст. / Чижов В. П. ; ООО фирма Био-кор 1.-№ 98123387/13 ; заявл. 23.12.1998 ; опубл. 10.11.2000.

50. Пат. 2164773 Российская Федерация, МПК7 А 23 Р 1/12. Валково-шестеренный экструдер Текст. / Попов В. П., Касперович В. JL, Короткое В. Г., Зинюхин Г. Б. ; Оренбург, гос. ун-т. № 99121447/13 ; заявл. 07.10.1999 ; опубл. 10.04.2001.

51. Пат. 2182444 Российская Федерация, МПК7 А 23 L 1/216. Способ получения полуфабриката для приготовления картофельных чипсов Текст. / Лютиков А. А. № 2000111233/13 ; заявл. 10.05.2000 ; опубл. 20.05.2002.

52. Пат. № 2182869 Россия, МПК7 В 29 С 47/38. Экструдер текст. / Остриков А. Н., Платов К.В.; Воронеж, гос. технол. акад. № 2001118131; Заявл. 29.06.2001; Опубл. 27.05.2002, Бюл. 15.

53. Пат. № 2214917 Россия, МПК7 В 29 С 47/38. Шнековый экструдер текст. / Остриков А. Н., Платов К. В.; Воронеж, гос. технол. акад. № 2003100272; Заявл. 04.01.2003; Опубл. 27.10.2003, Бюл. 30.

54. Пат. № 2227782 Россия, МПК7 А 23 Р 1/12, В 29 С 47/38. Шнековый экструдер текст. / Остриков А. Н., Платов К. В.; Воронеж, гос. технол. акад. -№ 2003107515; Заявл. 18.04.2003; Опубл. 27.04.2004, Б. И. № 12.

55. Пат. 5922387 США, МПК6 А 23 L 1/16. Method of making dried extruded gnocchi Текст. / Parada Maya, Santagata James Francis ; Lipton. -№ 08/738291 ; заявл. 25.10.1996 ; опубл. 13.07.99.

56. Пат. 5932371 США, МПК6 А 23 L 1/05, А 23 J 1/02, А 21 D 10/00. Fabricated rice Текст. / Koide Kaoru, Fukushima Takashi, Tomita Takao, Kuwata Tamotsu ; Meiji Milk Products, Co., Ltd. № 08/470410 ; заявл. 06.06.95 ; опубл. 03.08.1999.

57. Пат. 6083552 США, МПК7 А 23 L 1/025. Microwaveable popcorn product and method Текст. / Kershman Alvin, Schmidt Lisa Marie, Jensen Michael Laurence, Schilmoeller Lance Bernard ; SMTM Group. № 09/255349 ; заявл. 23.02.1999 ; опубл. 04.07.2000.

58. Пат. 6291008 США, МПК7 А 23 L 1/164. R-T-E cereal and method of preparation Текст. / General Mills, Inc., Robie Steven C., Hilgendorf David J. -№ 09/025976 ; заявл. 19.02.1998 ; опубл. 18.09.2001.

59. Платова, E. Ю. Физико-химические свойства экструдированного комбинированного крупяного сырья Текст. / Е. Ю. Платова, В. Т. Линиченко, С. В. Краус // Пищ. пром-сть. 1992. - № 11. - С. 25.

60. Попов, В. П. Разработка технологии производства сухих полуфабрикатов крекеров с использованием варочных экструдеров Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.18.01 / В. П. Попов. -М., 1995. -24 с.

61. Пылов, А. П. Зерновые бобовые культуры (горох, чечевица, фасоль) текст. / А. П. Пылов. М., Знание, 1975. - 62 с.

62. Растительный белок Текст. / пер. с фр. В. Г. Долгополова ; под ред. Т. П. Микуловича — М. : Агропромиздат, 1991. 684 с.

63. Реологические свойства сырья и качество экструдатов Текст. / С. В. Краус, В. Т. Линиченко, Л. И. Кошелохова, В. Г. Карпов, Н. Н. Абросимова // Пищ. пром-сть. 1988. - № 7. - С. 54-56.

64. Рогов, И. А. Химия пищи. Книга первая Текст. / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко, Н. А. Жеребцов М.: Колос, 2000. - 384 с.

65. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под. ред. И. М. Скурихина, В. А. Тутельяна. М. Брандес, Медицина 1988.-342 с.

66. Сиренко, А. А. К вопросу о единстве природы сверхпластической деформации Текст. / А. А.Сиренко, Ф. У. Еникеев, М. А. Мурзинова. ДАН Том 340, № 5, 1995. - С. 614-616.

67. Скачков, В. В. Моделирование и оптимизация экструзии полимеров Текст. / В. В. Скачков, Р. В. Торнер, Ю. В. Стушур. Л.: Химия, 1984. - 152 с.

68. Скурихин, И. М. Химический состав пищевых продуктов (Справочник) Текст. / под ред. И. М. Скурихина, М. Н. Волгарева 2-е изд. - М. : Аг-ропромиздат, 1987. -В 2 кн.

69. Современное состояние и основные направления совершенствования экструдеров Текст. / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, В. Н. Василенко, К. В. Платов, 2004, выпуск 1, М : ООО «Полиграфсервис», 40 с.

70. Тадмор, 3. Теоретические основы переработки полимеров Текст. / 3. Тадмор, К. Гогос. М.: Химия, 1984.- 632 с.

71. Толстогузов В. Б. Новые формы белковой пищи Текст. / В. Б. Толстогузов. М.: Агропромиздат, 1987. - 304 с.

72. Торнер, Р. В. Теоретические основы переработки полимеров Текст. / Р. В. Торнер ; М. : Химия, 1977. - 460 с.

73. Шенкель, Г. Шнековые прессы для пластмасс Текст. / Г. Шенкель ; пер. с нем. под ред. А. Я. Шапиро. JI. : Госхимиздат, 1962. - 467 с.

74. Шестернина, С. А. Применение экструзионной технологии в комбикормовой промышленности Текст. / С. А. Шестернина. М. : ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1994. - С. 1-29. - (Обзор, инфор.).

75. Щербинин, А. Г. Математическое моделирование процессов теп-ломассопереноса при экструзии полимеров Текст. : дис. . канд. техн. наук. /

76. A. Г. Щербинин: Пермь, 1994.

77. Экструдирование зерновых компонентов Текст. / О. Топурия, Д. Кацитадзе, Ю. Парлагашвили, В. Кацитадзе // Комбикорм, пром-сть. 1990. -№ 3. - С. 18-19.

78. Экструдированные рыбо-растительные продукты Текст. / И. Ш. Бузиашвили, Г. Н. Дзюба, А. И. Мглинец, В. И. Степанов, Б. А. Устинников // Пищ. пром-сть. 1991.-№ 5.-С. 41-42.

79. Экструзионная техника и технология; состояние, перспективы // Пищ. пром-сть. 1995. - № 7. - С. 4-5.

80. Юков, В. В. Процессы экструзии теста и способы производства экструдированных мучных изделий Текст. : дис. .канд. техн. наук: 05.18.12 / В.

81. B. Юков. М., 1994. - 168 с.

82. Юрьев, В. П. Физико-химические основы получения экструзион-ных продуктов на основе растительного сырья / В. П. Юрьев, А. Н. Богатырев // Вестник сельхоз. науки № 12, 1991 - С. 43-51.

83. Янков, В. И. Процессы переработки волокнообразующих полимеров (Методы расчета) Текст. / В. И. Янков, В. П. Первадчук, В. И. Боярченко. М. : Химия, 1989. - 320 с.

84. Головченко, В. Дослщження науковщв свщчать: екструдати, шрот I концентрата i3 зернобобових Текст. / В. Головченко, Г. Лопатш, В. Ковбаса //

85. Харч, i перероб. пром-сть. 2001. - № 1. - Р. 23-25.

86. Дослщження пщготовки вуглевод1в сировини Текст. / В. Ковбаса, О. Кобилшська, В. Терлецька, О. Ромашко, О. Сторожук // Харч, i перероб. пром. 2000. - № 8-9. - Р. 14-15.

87. Ковбаса, В. М. Змши вуглеводного комплексу зернових у npoijeci екструзп Текст. / В. М. Ковбаса, Н. Г. Миронова, Н. Г. Шаповал Н. Г. // BicH. аграр. науки. 1997. - № 3. - Р. 55-57.

88. A triple extrusion machine for continuous extrusion // Int. Food Market. and Technol. 1996. - 10, № 3. - P. 33-34.

89. Brisset A., Bouvier J.M. Twin screw extruder in confectionery // Confect. Prod. 1994. - 60, № 9. - P. 648-650.

90. Effect of sugar on the extrusion of maize grits and wheat flour / Car-valho Carlos W. P., Mitchell John R. // Int. J. Food Sci. and Technol. 2000. - 35, №6.-P. 569-576.

91. Effects of extrusion and traditional processing methods on antinutrients and in vitro digestibility of protein and starch in faba and kidney beans / Alonso R., Aguirre A., Marzo F. // Food Chem. 2000. - 68, № 2. - P. 159-165.

92. Ein innovatives Verfahren in der Koch-Extrusion // Zucker- und Susswar. Wirt. 1994. - 47, № 11. - S. 482.

93. Elaboracion de pellets de harina de raspa de mandioca por extrusion termoplastica (escala piloto e industrial) / Ramirez Ascheri J. L., Piler Carvalho C. W., Cau Matsuura F. // Alimentaria. 2000. - 37, 309. - P. 101-106.

94. Extrusion of cassava starch with either variations in ascorbic acid concentration or pH / Sriburi Pensiri, Hill Sandra E. // Int. J. Food Sci. and Technol. -2000.-35, 2.-P. 141-154.

95. Extrusion processing of rice-based breakfast cereals enhanced with tocopherol from a Chinese medical plant / Lin Yuan-Hui, Yeh Chia-Sheng, Lu Shin // Cereal Chem.: An International Journal. 2003. - 80, № 4. - P. 491-494.

96. Forum provides information on extrusion and drying / Mermelstein Neil H. // Food Technol. 2001. - 55, № 1. - P. 78-80.

97. Heidenreich E., Michaelsen T. Spezialfutterherstellung mit einem Zweiwellenextruder // Kraftfutter. 1994. - № 12. - C. 470-474.

98. Obtencion de harinas extrudidas de cereales empleando dos vias tec-nologicas de elaboracion / Beltran Otero M., Lopez Sotolongo B. A., Diaz Armada O. A. // Alimentaria. 2000. - 37, 309. - P. 107-112.

99. Pollini C.M. Problematiche inerenti alle lavorazioni industriali di sistemi acqua-sfarinati di cereali // Tech. molit. 1994. - 45, № 10. - S. 1037-1042.

100. Role of lipids in the extrusion cooking processes / По S., Schoenlechner R., Berghofe E. // Grasas у aceites (Espana). 2000. - 51, № 1-2. - P. 97-110.

101. The effect of sodium bicarbonate and glycerol monostearate addition on the extrusion behaviour of maize grits / Singh Narpinder, Sharma Sanjeev, Singh Baljit // J. Food Eng. 2000. - 46, № 1. - P. 61-66.