автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка процесса производства экструзионных продуктов на основе крахмалмодержащего сырья с наполнителем животного происхождения

¡23 03 32

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ. ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЦАГАРЕИШВИЛИ ДАВИД РЕЗОЕВИЧ

УДК 664. 6Э6 : 67В. 027. 3 (043.3)

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ КРАХМААСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ С НАПОЛНИТЕЛЕМ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Специальность - 05.18.12 - Процессы, машины и агрегаты пищевой промышленности

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992 г.

• Работа выполнена на кафедре "Процессы и аппараты пищевых производств" Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности и в лаборатории структурирования пищевых систем института пищевых веществ РАН

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт прикладной

биотехнологии

Защита состоится • 1992г. на заседании

специализированного соаетаТ 1)6X51.07, Московского ордена трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности, 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11.

' С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор В.Е.Бабонко

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ыачихин С.А., кандидат технических наук Степанов С.И.

Ведущее предприятие:

Автореферат разослан

года.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

И.М. Савина

■ б •

сельскохозяйственного и вторичного сырья мясной, молочной и рыбной промышленности. В . частности, проанализирована взаимосвязь условий обработки экструдируемого сырья и качества получаемых продуктов. Рассмотрены физико-химические концепции получения экструдатов.

В процессе термопластической экструзии происходит сжатие материала, его разогрев, структурные превращения обрабатываемых

компонентов сырья, что приводит к изменению его строения и свойств.

»

Анализ состояния вопроса получения экструзионных продуктов показывает, что в настоящее время в СССР и За рубежом проводятся исследовательские работы в области оптимизации режимов получения экструзионных продуктов на экструдерах различной конструкции и создания новых видов продуктов питания, сбалансированных по аминокислотному и углеводному составу.

Обзор литературы показал, что одним из наиболее перспективным :пособом рационального использования вторичного сырья мясной, молочной и рыбной промышленности, в частности, рыбного порошка, триводящая одновременно к расширению ассортимента экструзионных тищевых продуктов, является использование этих добавок в качестве таполнителей » крахмзлсодержащих сырьевых продуктах и его обработка тутем термопластической экструзии.

На основании анализа литературных данных сформулированы цели 1 .задачи исследовании.

Экспериментальная Часть. Она включает два рэздела: методический и экспериментальный, В первом разделе приведены :зрактеристики обьектов и методики исследований, используемые в )аботе. Во втором разделе, состоящей из четырех глаа, изложены и Осуждены результаты исследовании.

- в -

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Исследование <1>ункционаяьности воды в высоко-кониентрированных системах на примере системы крахмал (мальтодекстрин) - вода.

Как показывает анализ литературных данных, обычно влажность экструдируемого сырья составляет 15 - 40%. Такое количество воды соответствует значениям степеней гидратации большинства биополимеров. Однако, присутствуя в перерабатываемом сырье даже в столь небольших количествах, она влияет на температуру, при которой происходит плавление (клейстеризация) экструдируемого сырья, вязкость образующегося расплава, функциональные свойства экструдатов и их изменения при хранении. Другими словами содержание воды в экструдируемом сырье влияет как на технологические параметры процесса термопластической экструзии, так и на потребительские свойства экструдатов. При этом безусловно необходимо различать действие воды как функциональной добавки на экструдируемое сырье с одной стороны; и на эхетрудаты с другой стороны.

Известно, что максимальная температура проведения процесса термопластической экструзии и влажность экструдируемого сырья существенно влияет на качество конечных продуктов, Поэтому учитывая, что свойства таких продуктов в основном определяется свойствами непрерывной фазы, для определения диапазона изменения температуры и влажности перерабатываемого сырья, исследовали зависимость температуры плавления крахмалов от содержания в них воды (рис. 1 ). Как видно из рисунха, при содержании всего лишь 15% воды температура плавления крахмалов много меньше температуры их разложения, что делает возможным проведение процесса термопластической экструзии. Увеличение содержания воды в системе приводит к дальнейшему уменьшению температуры плавления крахмалов. При содержании воды более 60% температура клейстеризации (плавления) практически не зависит от влажности.

Известно, что взаимодействие биополимеров с водой происходит по сильным и слабым центрам связывания, при этом энергия взаимодействия воды по слабым центрам связывания' составляет величину около 40 кДж/моль. Лето рассчитать, что разрыв водородных связей, образующихся при взаимодействии воды со слабыми центрами связывания, должен происходить при температуре около 120 С. Так как процесс термопластической экструзии обычно проводят при температуре 150-200 С, то вполне естественно, что вода связанная со слабыми центрами, является свободной и может выполнять функции порорбразователя при получении экструдзтов пористой макроструктуры.

Как показали проведенные исследования охлаждение расплава крахмалов различного происхождения приводит к разрушению кристаллической структуры нативных зерен крахмала и образованию трехмерной сетки геля. Гели крахмалов могут находиться как в высокоэластическом, так и в стеклообразном состоянии. Термин "высокоэлзстическое состояние" применительно к гелям крахмалов на наш взгляд используется достаточно условно, т.к. исследования посвященные изучению больших • обратимых деформации таких гелей в литературе отсутствуют. Между тем именно способность систем к большим обратимым деформациям является одним из основных признаков высокоэластического состояний той или иной системы.

Вода в гелях крахмалов выполняет роль пластификатора, увеличение содержания которого приводит к снижению температуры стеклования (рис. 2). Характер зависимости температуры стеклования (Тст) гелей горохового крахмала от содержания в них еоды (\Л/) является типичным для плохо растворимых в полимерах пластификаторов. Для таких пластификаторов снижение температуры стеклования обусловлено взаимодействием макромолекул полимеров с пластификатором и способностью пластификатора смачивать поверхность полимера, увеличивая подвижность его элементов структуры.

- в •

Исследование модуля упругости (в) и процента пропускания

(обратная величина мутности, Е) гелей горохового крахмала при +20 С

*

(рис. 2, 3). показали, что переход из высокоэластического в стеклообразное состояние наблюдается при содержании воды (\Л/СТ) соответствующему степени гидратации макромолекулярных цепей (\Л/ГИДр) по сильным центрам связывания. Близость значений \Л?СТ и \Л/ГИДр наблюдается также при изучении гелей картофельного крахмала. В тоже время для гелей мальтодекстрина \Л/С7 несколько больше У/ГИДр.макромолекулярных. цепей. Можно полагать, что увеличение ТС1, гелей крахмалов и мальтодекстрина, а также изменение их свойств обусловлено в основном, изменением степени гидратации макромолекулярных цепей полисахаридов крахмала.

В ьысокоэластическом состоянии гели крахмалов в зависимости о* природы имеют различную структуру. Так, гели картофельного крахмала имеют аморфную структуру, гели горохового крахмала упорядоченную; а гели Мальтодекстрина поликристаллическую структуру смешенного типа - "С" форма. Это означает, что способность гелей крахмалов к кристаллизации зависит от источника их выделения и увеличивается в ряду: картофельный крахмал < . гороховый крахмал < мальтодекстрин.

Независимо от источника выделения крахмала в гелях, находящихся в высокоэлзстическом состоянии, интенсивно развиваются процессы старения, увеличивается их мутность (рис.3), модуль упругости (рис.4) и кристалличность. Например, при старении гелей картофельного и горохового крахмала происходит образование структуры "В" формы. В случае же мальтодекстрина "С" фбрма сохраняется, однако степень кристалличности гелей увеличивается.

В отличие от гелей находящихся в высокоэластйческом состоянии, гели крахмалов и мальтодекстрина, находящиеся в стеклообразном состоянии имеют аморфную структуру, которая также, как и мутность

• о -

таких гелей, не изменяется во времени (рис.3). Однако, как показывают исследования, при их старении происходит увеличение модуля упругости (рис.4). Можно предположить, что изменения модуля упругости в гелях крахмалов и мальтодекстрина находящихся в стеклообразном состоянии, го видимому обусловлены наличием достаточно подвижных участков макромолекулярных цепей, квазинезависимое перемещение которых приводит к образованию новых узлов пространственной сетки гелей. В пользу предположения о сравнительно высокой подвижности элементов структуры гелей крахмалов и мэлыодекстрина свидетельствует сопоставление значении их модуля упругости (б) с соответствующими данными для синтетических полимеров. Если для последних характерно значение 6= 10^ - 10^ Па, то для гелей крахмалов и мальтодекстрина значение в-Ю^ Па. Более того, если изменение модуля упругости при переходе из высокоэластического в стеклообразное состояние, Д1Я синтетических полимеров, составляет 3-4 порядка, то для гелей крахмалов и мальтодекстрина она изменяется в 3-4, максимум 10 раз. Таким образом небольшие изменения в физических характеристиках гелей, свидетельствует о том. • что при перехода гелей с низким содержанием воды из высокоэластического состояния в стеклообразное, число и природа взаимодействии стабилизирующих такие гели меняются незначительно.

Проведенные в высококонцентрированных системах исследования процесса плавления крахмалов различного происхождения, которые можно рассматривать как модельные системы экструдатов, изучение структуры и свойств гелей, полученных на их основе, а также гелей мальтодекстрина позволили сформулировать представления о функции воды в процессе термопластической экструзии:

- вода, в процессе экструзии с одной стороны определяет температуру плавления экструдируемого сырья, а с другой стороны влияет на процесс порообразования экструдатов;

- вода выполняет роль пластификатора, содержание которого в высококонцентрированных гелях определяет их физическое состояние. При содержании воды менее 7% гели крахмалов ' находятся в стеклообразном состоянии, в котором наблюдаются наименьшие физико-химические изменения систем при старении. Учитывая, что свойства экструдатов, полученных на основе крахмалсодержащего сырья, определяются свойствами непрерывной фазы крахмала, можно полагать, чю хранение таких продуктов нужно проводить при низком содержании ч них воды, около 7%.

Эти исследования дали возможность, с одной стороны выбрать диапазоны варьирования температуры и влажности, при оптимизации процесса получения базового экструзионного продукта, т.е. продукта не прошедшего стадии кулинарной обработки, а с другой стороны позволили предвидеть условия хранения таких продуктов.

Оптимизация зкструзионного процесса получения базового продукта и практическая реализация результатов.

В настоящей главе рассматриваются проблемы системно-аналитического подхода процесса экструзии при разработке рецептур базовых экструзионных продуктов порисюй макроструктуры. Согласно представлениям Мойзера с сотрудниками функциональные свойства базовых экструзионных продуктов являются функцией параметров системы - удельной механической и тепловой энергии, а также времени пребывания частицы экструдируемого сырья в материальном канале экструдера. В свою очередь эти параметры зависят от параметров процесса - производительности экструдера, частоты вращения шнеков и их геометрии, размеров структурирующих фильер (матриц), температуры проведения процесса, влажности экструдируемого сырья, его химического и гранулометрического состава. Учитывая, что параметры процесса либо задаются конструкцией экструдера, либо легко

контролируются как во время проведения процесса, так и на стадии подготовки сырья, именно эти параметры используются при составлении матрицы многофакторного эксперимента.

При оптимизации процесса получения базовых экструзионных продуктоо типа "Готовый завтрак", т.е. экструдатов пористой макроструктуры, а качества ключевых функциональных свойств использовали степень расширения экструдатов (Ехр) и их насыпной вес (о). Как показывают расчеты частные зависимости функциональных свойств экструдатов от параметров процесса (рис.5, 6), хорошо описываются с помощью полиномиального уравнения второй степени. Исключение составляют зависимости степени расширения и насыпного веса экструдатов от частоты вращения шнека, которые хорошо описываются с помощью уравнения вида у=а+Ь/х . Эти уравнения

имеют вид:

у, №3 = 0Д2Ш-0,01407,У/Н>,528*№3,'у/2 (1)

$> 10-3 = о,92Ю8-0,09732*Т +0019' 1В"3 *Т2 (2)

1(Г3 = -032330 +0,0058241-0,015* 1(Т3 'п2 (3)

^ 1(Г3 = 035440-0,08569*5+0,0117 Гй1 (4)

£ 10"3 = 0,19392+0,007б2М+0,0001Мг (5)

Ехр! - 0,02566+0,20114»\V-434 • 10"3« \У2 (б)

Ехрг 3,688404),01532Т+0,036* 1(Г3Т2 (7)

Ехрз = 2,61048-90,57343/п (8)

Ехр4 « 1,85!НО+0,06351 'Б +0,00671*32 (9)

П.хрз = 1,8б920+038611М4),07тч2, (10)

где: \У - влажность экспедируемого сырья, Т - максимальная температ>ра проведения процесса экструзии, п - частота вращения шнека, Э - степень сжатия материала шнеком, с! - диаметр структурирующей фильеры.

Проверка значимости частных функции показала, что за исключением Ехр(п) и р(п) все функции являются значимыми. Используя значимые частные функции получены обобщенные уравнения, описывающие изменения

функциональных свойств экструдатов от параметров процесса. Эти уравнения имеют вид:

р*10"3 = [( 0221 - 0.0014 ' W + 0.528 * lO^'W2) * (0.92!-0.0073 ' Т + 0.019 * КГ3«Т2) * (0354 - 0.086 • S + 0.012 * S2) * (0.194 +- 0.0076 ' d + 0.0001 * <)2)) / 0.2261

(И)

Ехр = ((0.026 + 0201 * W - 434 • Iff3 ' W2) * (3.688 -0.015Т 4 0.036 ' 10 * Т2) * (1.858 + 0.064 * S + 0.0067 • S2) » (1.869 + 0.039 * <1 - 0.072 • d2)]/2.123

(12)

Исходя иэ качества продукта, было сделано предположение, согласно которому ключевые функциональные свойства экструзионных продуктов пористой макроструктуры должны отвечать условию:

Exp(W:T;S;d) = max

(13)

р (W;T;S;d) - min,

т.е. насыпной вес таких продуктов должен иметь минимальное, а степень расширения максимальное значение. Показано, что эти условия выполняются если процесс получения экструдатов протекает в оптимальном режиме проведения процесса термопластической экструзии. В таблице 1 представлены оптимальные значения параметров процесса.

Таблица 1.

Параметры процесса Параметры проведения процесса, оптимизированные по:

О S Т W насыпному весу Р а 113 кг/м2 0,003 м 4 : 1 190 С 20 % степени расширения Ехр=3 0,003 м 5 : 1 188 С 20 %

В работе получены частные зависимости и обобщенное уравнение удельной механической энергии (УМЭ) от параметров процесса. Рассчитано • значение УМЭ необходимой для получения базового продукта отвечающего условию (13).

Разработку новых рецептур экструзионных продуктов проще всего осуществлять используя лабораторные акструдеры. Их использование во-первых снижает расход экструдируемого сырья и, во-вторых дает возможность осуществлять всесторонний контроль самого процесса экструзии. Однако в этом случае всегда встаег вопрос - насколько результаты полученные на лабораторном экструдере воспроизводимы на промышленных экструдерах? Безусловно, если промышленный экструдер обладает большими техническими возможностями, га 'решение этого вопроса не сложное. Так например, разработанная нами рецептура продукта типа "Готовый завтрак" с наполнителем животного происхождения на лабораторном экструдере 200Ы фирмы "БрабенДер" была легко воспроизведена на промышленном экструдере фирмы "Шааф", причем функциональные свойства полученных продуктов в обоих случаях были практически одинаковыми. Однако, если промышленный экструдер обладает узкими техническими возможностями (на пр.А1-КХП), тогда встает вопрос о масштабном переходе с лабораторного на промышленный экструдер. Теоретические аспекты масштабирования экструзионного процесса изучены недостаточно. Одним из способов решения такой задачи заключается в использовании подходов разрабатываемых на основе теории подобия.

Известно, что процессы подобны, если в них соблюдается геометрическое и временное подобие, подобие полей физических величин, а также начальных и граничных условий. Анализ физико-химических процессов, происходящих при экструзии биополимеров, показывает, что такие параметры, как влажность экструдируемого сырья и максимальная температура проведения процесса, могут быть

непосредственно перенесены с лабораторного экструдера на промышленный. Этого нельзя сказать о таких параметрах, как диаметр структурирующей фильеры, степень сжатия экструдирувмо'го сырья шнеком и частота вращения Шнека, т.к. их простой перенос влечет за собой значительные конструктивные изменения промышленных экструдероа. в свою очередь влияние этих параметров на процесс экструзии выражается через длительность обработки материала и Величину действующих на него механических напряжений. Эти величину г-южно вычислить, исходя из данных полученных на лабораторном сжтрудере.

Продолжительность обработки материала в экструдеро можно определить по известной формуле:

V

, . -

Оу

где:

V - обьем, .занимаемый зкструдируемым материалом по всей рабочей длине экструдерэ, м3;

■ 07 - объемная производительность акструдера, м3/с.

Отметим, что обеспечение равенства длительности обработки сырья на лабораторной и промышленной экструзионных установках может повлечь за собой сложные изменения конструкции привода. Однако, это можно избежать учитывай обратно пропорциональную зависимость влияния длительности обработки и механических напряжений на ключевые' функциональные , свойства зкструдатов. Отсюда следует, что недостаток продолжительности обработки сырья можно восполнить более интенсивной его механической обработкой.

Соотношение механических напряжений, действующих на обрабатываемую массу в лабораторной и промышленной экструдерах, можно приближенно оценить по величине скорости сдвига расплава

экструдируемой массы. Скорость сдвига в . значительной мере определяется физико-химическими свойствами расплавленного экструдируемого сырья. Для круглого отверстия она рассчитывается по формуле:

32 *

, - -(15)

!Г* с)3 * К

где:

() - диаметр отверстия матрицы, м; К - число отверстий матрицы.

С учетом изложенного выше справедливо равенство:

11 12 ' .

— = — (16)

<2 .

где:

Т], <2 - длительность обработки материала в лабораторном й промышленном экструдере, соответственно, с.

¡2 - скорости сдвига расплава перед матрицей лабораторного и промышленного экструдеров, с"* .

Зная величину, скорости сдвига расплава экструдируемого сырья и время -пребывания частицы в канале матрицы лабораторного экструдера, а также технические данные выбираемого промышленного экструдера, можно определить требуемое живое сечение матрицы промышленной установки.

Исследование рорбиии роды экструдатами пористой макроструктуры.

Изменение содержания воды в экструдмруемом сырье и его природа, оказывают влияние на структуру экструдатов, которая в свою очередь влияет на их физико-химические свойства, в частности, на способность экструдатов сорбировать воду при их хранении и

использовании в cocíase первых Блюд и десертов. Содержание массовой доли влаги в крахмалсодержащих продуктах, полученных экструзионным методом различно в зависимости от многих* факторов: вида сырья, а также условии, срока хранения и свойств экструдатоо.

На рис.7 приведены зависимости влажности экструдатов (W) от времени (t ), при различных значениях относительной влажности среды ( f ). Как видно из рис.7, наиболее интенсивный процесс влагологлощения наблюдается а первые двое суток, а дальнейшее увеличение времени хранения приводит лишь к незначительным изменениям содержания воды в экструдатах. При времени выдержки эксгрудатог более шести суток, их влажность практически на изменяется. Исключение составляют экструдаты, хранений которых осуществлялось в условиях относительной влажности средо 100%.

Зависимость равновесной влажности экструдатоа от относительной влажности среды представлена на рис.8. Представленная зависимость является типичной изотермой сорбции води биополимерами.

Известна, что процесс сорбции влаги слагается из адсорбции молекул воды, набухания экструдатов и капиллярной конденсации. В интервале относительной влажности среды от 0 до 35% кривая равновесной влажности имеет небольшую выпуклость к оси ординат. На этом участке изотермы преобладает процесс адсорбции. В интервале изменения влажности среды от 35 до 70% наблюдается почти линейный характер зависимости Wp от V . Поглощение влаги в указанных пределах^ происходит, по-видимому, в результате процессов адсорбции и набухания. При дальнейшем увеличении относительной влажности среды, кривые равновесной влажности экструдагов круто поднимаются вверх, что характерно для капиллярной конденсации водяных паров. *

- 17 •

Для описания процесса сорбции воды и более наглядного представления механизма перехода одного вида связи влаги в продуктах в другой, был использован подход, предлагаемый Г.А.Етороаым, согласно которому:

Wpc - а + И 1е( 1/{ 1 - Р/Ро ) ) ]1/2. (17)

где: Wp - равновесная влажность, %\ ^P" P/Pq -относительная влажность среды, %; а, b - постоянные, зависящие от условий сорбционного взаимодействия.

Как видно из рис.8, зависимость .равновесной влажности экструдатов от относительной влажности среды в координатах Егорова представляет собой график, который состоит из трех прямолинейных участков, каждый из которых соответствует выше указанным зонам, а именно - зонам адсорбции, набухания и конденсации.

Постоянные параметры уравнения, описывающие изменения равновесной влажности экструдатов, на каждом участке зависимости, рассчитаны методом наименьших квадратов и приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Значений коэффициентов а и b для уравнений изотермы

и. а b г

0,10< 4P <0,35 0,360 -0,021 0,98

0,35 < <0,78 0.060 0,095 0,96

0,73 < Ч> <1,00 . 0.213 -0,028 0,99

Значения равновесной влажности, соответствующие переходам ' от участка "Г к участку "2" ( \Wi_2 ) и от участка "2" к участку "3" ( ^2,3 ) приведены на рис.8. Полученные значения достаточно

хорошо совпадают со значениями степеней гидратации гелей крахмалов картофеля и гороха по сильным центрам связывания. Так как взаимодействие молекул воды с сильными центрами связывания происходит за счет образования водородных связей, можно полагать, что.

сорбция молекул воды на первом участке зависимости \Л/рС - «-/|д( 1/(1- ¥ ) ) ) обусловлена взаимодействием молекул воды именно с сильными центрами связывания. Значение \N2-3 (рис.8) достаточно хорошо совпадает со значением степени гидратации картофельного крахмала ( \Л/ГИД - 0.19 г водьЛ крахмала )• При содержании воды в экструдатах более чем 0.174 г воды^г крахмала* по-видимому, наблюдается заполнение элементов структуры экструдатов. Энергия взаимодействия молекул воды с экструдатами изменяется от 0.1*10® до 3.11*10® Дж/кг. Таким образом, проведенные исследование показали, что сорбция молекул воды экструдатами отражает взаимодейс зие молекул воды со связывающими центрами биополимеров, а также изменения, связанные со структурой экструдатов.

Следует отметить, что изменения влагосодержания в "образцах зависят от относительной влажности среды, причем минимальное влагопотлощение наблюдается при относительной влажности среды 10%, при которой разновесная влажность (№р) экструдатов достигает 5,2%. В свою очередь, так как наименьшее изменение физико-химических свойств - гелей крахмалов наблюдается при содержании воды менее 6 -7%, можно полагать, что хранение экструдатов пористой макроструктуры должно происходить при ¥ < 10%.

Применяя структурно-сорбционный метод анализа, из зотерм сорбции рассчитаны структурные характеристики экструдатов, полученных на-основе рисовой муки, крахмала и рыбного порошка.

На.основании проведенных исследовании можно сделать вывод о гом, что при относительной влажности среды 60 - 60%, характерной для складских помещений пищевых продуктов, равновесная влажность экструдатов пористой макроструктуры достигает 13;6 - 15,0% (больше 7%), что свидетельствует о необходимости хранения экструдатов "•б герметичной упаковке, поскольку высокая влажность приводит к

ухудшению качества продукции, а именно к потере хрустящих свойств, изменению вкуса и цвета.

Экономическая эффективность

В основу расчета ожидаемой условно-годовой экономической эффективности положена "Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений", утвержденная Госкомитетами, АИ СССР и Госпланом СССР от 14 февраля 1977 года за помором Но 48-18-13-3.

Ожидаемый экономический эффект от производства и реализации продуктов типа "Готовый завтрак" с наполнителем из пищевого рыбного порошка составит 490,6 тыс. руб. в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Исследованы физико-химические свойства экструдатов на модельных системах - гелях крахмалов. Изучена функциональность воды, как в процессе получения экструдатов, так и при изменении условий их хранения. Показано влияние воды на температуру клейстеризации крахмалов и свойства образующихся гелей. Установлено значение критической концентрации воды в гелях, при которой происходят наименьшие физико-химические превращения крахмалов.

2. Изучено влияние параметров процесса (влажности сырья, температуры обработки, частоты вращения шнека, диаметра матрицы- и конфигурации шнека) на ключевые функциональные свойства экструдатов. Оценена значимость этих факторов на формирование физико-химических свойств экструдатов.

3. Установлены оптимальные параметры термопластической экструзии для производства продуктов типа "Готовый завтрак" с наполнителем животного происхождения.

4. Разработана методика расчета некоторых параметров процесса для выбора промышленных экструдерроа.

б. Исследованы сорбционные свойства экструдатоо пористой макроструктуры, получены зависимости изменения влажности продукта от продолжительности хранения при различных значениях относительной влажности воздух«), позволяющие сделать рекомендации по хранению готового продукта в складских помещениях. Определены структурно-сорбционные характеристики продуктов данного класса.

6. Разработана нормативна-техническая документация на производство продукта типа "Готовый завтрак" с наполнителем животного происхождения - "Золотая рыбка".

7. Выпущена спитио-производстоеиная партия на экструдере РЗ-КЭД-83.

8. Ожидаемый экономический эффект от производства и реализации продуктов типа "Готовый завтрак" с наполнителем из пищевого рыбного порошка составит 490,6 тыс. руб. в год.

Оснорны& материалы диссертации опубликованы е следующих работах.

1. В.Е.Бабенко, Д.Г.Арвеладзе, В.И.Карлаш, Д.Р.Цагареишвили. Нанесение вкусовых и ароматизирующих добавок- на экструдаты //Интенсификация технологии и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК: Тез. докл. науч.-техн. конф. 19-21 сентября 1989 Г. -Киев, 1989. -с.91-92.

2. Д.Р.Цагареишвили, В.Е.Бабенко, Ю.П.Грачев, В.П.Юрьев и др. Исследование функциональности воды в высококонцентрированных системах на примере системы крахмал (мальтодекстрин) - вода. -М.,1991.

с. -Деп. в АгроНИИТИПП 05.02.91. !\1о 2376.

3. Д.Р.Цагареишвили, В.Е.Бабенко, Ю.П.Грачев, В.П.Юрьев и др.

Оптимизация процесса получения базового продукта, на основе рисовой муки, крахмала и рыбного порошка термопластической экструзией. -М.,1991.- с.-Деп. в АгроНИИТИПП 10.10.91, N0 24Й2.

4. Д.Р.ЦагареиитвилИ, В.Е.Бабенко, В.П.Юрьев, В.б.Толстогузов. Структура и свойства высококонцентрированных гелей крахмалов. //Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах: Тез. докл. Всесоюз. конф. 29-31 мая 1990 г. - Могилев, 1990. -с.130.

5. Д.Р.Цэгареишвили Производство базового Продукта на основе рисовой муки, крахмала и рыбного порошка путем термопластической экструзии. //Экономические проблемы пищевой промышленности в условиях развития рыночных отношении. Совершенствование оборудования пищевых производств. Теория.и практика процесса, измельчения: Тез. докл. конф. молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию образования МТИПП. 11-14 июня 1991 г. -Москва, 1991. -с.111.

!,3 1,0 0,5

(.5

1.0 0,5

г,9 1.3 1.0 0,3 о

1 ! а

\ I ! 1 !

1

1 I

1 ! г

ч,

к

V41

\ - -

Р"с' 3. Злмкиноет* пвоаеита проптсхамия гслги «(шфслимп)

храхмы* (•). горохопаго крахмал» (6), мальталсхстрипа (е) от щ влажности

О.ф • или /ырттхрСАыюго ерягиам шрла чае и игра ¿вгиедыи поел» их приюто**ашя.

соспгвггггапша. Д , Д. . мди юрвючаю крат иды ч«рез «ее и ч^д <?<■* недели поем иг

г

яращгоамшя, соответственна, О.ф- -и«л<.гсмЗ«ггр-.ди> <мр«» чае и через вое недели, соо/лл/хглеыно.

Рис. Зависимость молу*« упругости гсмЛ

иртофсцяого кракм|д> (а), горохового крахмала (6), шлктомшрои (с) от их влажности

-г

f »•» - »

— -ч

1 Гл

1 \\

> 1 >

?! <7 ^

о

«VI

К

Г?

• • • л Л

Я «

£■» О

О К

О ,3

Й аI

й н ч В я а о.о « к Я

к и

я а н

а я о

<а ы

а К «

ООН SP.it

исза < В ш 3

о V й о и л и а я а

И « я у.. АИЙЗ

ы я я н С£ я о • о

о « я (3 ¡-.¡•к о ч bfin.Il

Ротапринт НПО"МИР"

Заказ » 48,тираж 100 зкз.