автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА И РАЗРАБОТКА АППАРАТА ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ СЫЧУЖНОГО ФЕРМЕНТА

■У'ТОРЕ'.

ВСЕСОЮЗНЯ! Итто-ШСЛЕДО&АТКЛЬСК!«! ИНСТИТУТ 1. зд МЯСНОЙ [ПРОМЫШЛЕННОСТИ' ' ■

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА И РАЗРАГОТКА АПГЫРАТА

для ЗКСТРАКЦШ1 сычужюго «зршгга

Специальность 05.18.12 - процессы и аппараты ппшевых- производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-ЗЧоч-о

На правах рукописи Для служебного лодьдошшия

Ъ6°Ш

КОНДРАТЕНКО Виктор Иванович

уда 577.150.5.002.Я

Москва 1905

Работа выполнена по Всесоюзном научно-исслсдоватсльскои институте молочноЛ промышленности (г.Москва), в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте .мясной и иол очно Л промышленности » нп Московском эвводе сычужного фермента

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

М113ЕРЕЦ(Ш1 Николаи Николаевич

Официальные оппоненты;

- доктор технических наук, профессор КОСШДЕШШСКИЯ ОриИ Викторович,

- кандидат технических неук,' старший'двучкыН сотрудник ■■..,. РОДШ Валим Николаевич

Ведущая организация - Всесоюзное орденп Трудового Кросног£,

Знамени наупю-произподствениое объединение птицеперерабатывающей и клеежсла-. тпноиоЛ промышленности "Комплекс"

Защита диссертации состоится ________ 1985 г. нв

заседании Специализированного Совета К 102.01.01 при Всесоюзно!

научно-исследовательском институте мясной промышленности.

\ •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_" _ 198 Г;

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью учреждения, просим направлять' по адресу.: 109029, Москва, Е-29, ул.Талалихияв, 26, ВНИШП.

Учений секретарь Специализированного Совета,

кандидат технических наук ЕЛ, СПИРИН

РГАУ-МСХА HiiSHH К.А. Тимирязева цНй имени Н И. Желез»«» ОВДАЯ ХАРАКТЕРНЕЕ (А фШИаучиый, "

Актуальность проблемы, В Прод разработанной в соответствии с решениями ХХУ1 съезда партии и утвержденной майским ЦЭ92г») Пленумом 1СК КПСС, 'определены мери по устойчивому оЗеспеченкп населения всеми видами продовольствия.

В II-oti пятилетке выработка сыров должна увеличиться в 1,2 раза по сравнении с 10-ой пятилеткой, К концу 12-оП пятилетки производство сыров возрастет до I млн.тонн, в том числе сычужных сыров ло 723 тыс.тонн, что, естественно, повысит спрос па сычужный фермент. Это связано с тем, что сыры, масло, колбасные изделия я консервы стали в нашей стране продуктами массового потребления.

Несмотря на значительный рост выработки, потребности сыроделия и других отраслей промышленности в сычужном ферменте удовлетворяется ещё неполностью, вследствие малой изученности про-• цессов производства сычужного фермента и отсутствия специального оборудования, отвечающего современным требованиям, указанным в Постановлении ЦК КПСС и СМ СССР "О мерах по ускорения научно-технического прогресса в нарошюм хозяйстве".

В связи с этим проблема совершенстпопснкл существуете и I разработки новых процессов и аппаратоп для производства сычужного фермента является актуальной.

Работа выполнялась по тематике НИР, рекомендованной Постановлениями IKHT СМ СССР № 400 от I5.I0.70r, (ттроблемп Л 0.38.075) и * 192 от 27.04.77r,i (проблема * 0.38.02),

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось совершенствование процесса и технических средств, обеспечивающих высокую степень экстракции сичужного Фермента с сохранением его нативного состояния.

В соответствии о поставленной целью в диссертации били сфор-мулкропени следующие основные задачи, подлежащие разрешению:

- вшшить ocuouituo фикторц процесса экстрикции И исследовать их влияние на количественные и качественные показатели сичужного порошка;

- разработать показатель, объединявший количественные и качественные характеристики процесса экстракции сычужного -ферментп;

- выяснить возможный механизм увеличения-выхода сычужного

фермента в экстрагент при воздействии на сырьё жидким азотом;

- построить математические модели ни холя н лкттчюсти сычужного |ерме»то;

- разработать научно-технические рекомендации по проектирован)!» аппарата для экстракции сычужного фермента к принципиальную схему машинно-аппаратурного оформления процесса экстракции;

- изготовить и испытать экспериментальный образец экстрактора для извлечения сычумюго фермента к предложить рациональные режюш его работы.

Объекты и методы исследовшпся. В качестве объектов исследования были использованы: сырьё - измельченные сухие телячьи сычуги; экстракты сычукного «¡ермента; высушенный концентрат сычужного фермента и стандартный сычужный порошок. Определение количественных к качественных характеристик исследуемых объектов проводили в соответствии с указаниями ОСТ 49 70-75.

После измельчения с!грьё обрабатывали жидким азотом. Степень деструкции сырья изучали с помощью микроскопа серии Биолам Р-6.-£отогрофирование образцов производили с прошью микро^ютонасолки

Для исслекования влияния механического перемешивания на скорость экстракции сьгчуяного фермента на действующем оборудовании (в железобетонных резервуарах) было установлено специальное устройство, УстроИство позволяло целенапраилено осуществлять процесс перемеедшшгкл и поддерживать в зоне экстракции темперотуру в пределах 2 < £ < 14°С.

Процесс экстракции контрольных партий сырья осуществляли на существующем оборудовании в соответствии с ОСТ 49 70-75. Процесс экстракции сычужного фермента по новому способу проводили как на действующем оборудовании, так и в опытном экстракторе НТЭ-1,5.

При постановке опытов применяли методы математической теории4 научного эксперимента. Повторность опытов была пятикратная. Обработку полученш/х экспериментальных данных выполняли методами математической статистики с применением ЭВМ.

Нвучная, новизна. Вшголепы основные ({шторы процесса экстракции и исследовано их влияние на выход и активность сычужного фермента. Разработан обобщенный показатель, объединяющий количественные и качестяешше характеристики процесса экстракции сычужного Фермента. Проведены гистологические исследования сычужной ткани,

а так:« выполнен српзн:ггедьк(;;1 анализ г:.::зюк::с потного состава а:-чу:-зюго ;ерг.:е:1?а рззллчиих способоз ггрэ^одстпн. Презло:.-:«! воз-:.:гьзш.! ;.*ехз)!::з:.: узел 1:4 ек::я вцхо~а с сохранения котшного состотастя С!.*чу.*.зюго :ес:.:ента ггргг обработке с;.тья улдкнг: азотог. Соядг.на га-те:.:ат:пескгл модель процесса экстраыкгл с'пугного >?ер.:ектп, Раэга-<?отс.х:и ([ еуч н о-т е хт:ч е ск ие рехо:.*.еклац;г.: по проегтгговашм :: нзго-топлеп:я аппарата для извлечем:*-! ссчу::тго <1ес:.?ента.

Кси:;зна предложенного способа э^стрс!:ц:::1 сычуяюго ^ерг.;ента подтверждается получении'.:;! из тора;!?.::: спизётельстг.ы::: X £?215Ь л У 542530. '

Ппзктггческая ценность работ*;. Ра з ра йот я ни спсссб зкстрак-ц;::: сичуйзюго (¡-ергленто позволяет в условгл;: де^стгутгето производства :

- 1~:еиьшть лд:ггельиость процесса экстэахшп: «яу^ого фермента с 2*1 до 5-5 часов, т.е. в 4 раза;

- повцсцть качество сичу^юго порога за счет увеличена содержания поваренной сол:: :: снаиенся За л ластят веществ;

- увел!гч;ггь вш:од готово!! продукшш ка 15-18"*.

Аптюбапия :т работц. Основное пэло.-елпя и резуль-

тат исследован'.:;! бил:: доложены к одобрени: на техтпеско:.: совете 1,110 "Молоко" и,!оскз&,197-оГ.); на Учёно::, Совете Всесоюзного иаучно-ксследозательсксго пнстптугй молочко;! прошшенностк (Г осгрг,1977Ь),

Результат исследоэан^! использованы:

- при разработке технологической гаструтш ОСТ М-;-7Э по производству с1му:-лого порога;

- пр:г разработке научно-технических реко;.;ендашй по ггроект:;-говаяш еггпгр^та для хзэлеченгд сичуг;.ного термента;

- пр:: 1:згото2лен:;:: э к с п ер :г/.ен та ль н о -ггро гллгл енно го экстрлкто-ра КТЭ-1,5 аля извлечения сычу.-кного ^ерг/ента;

- пр:: кс:.илектаи:Ь оборудование:.: участка для экстраки:;:! сн-чугггюго фермента.

Способ п устройства для экстракции сичуглого Зер^снта1 аггро-(?;гро2ачи эо п на Московской запоае строго фермента,

скоиог.аческай эМект от использования способа и устройств для экстракт:« сичузяого <\-Р-ента составит около 25 ткс.руб. па £ тонну готовой протухши:.

Дубликац::'.:. По те:-:е диссертации основные иаучс.ие положения, »(люди, научно-технические рекскекдоцк:: а описания изобретении

(зйреп!Стр;гр<шздншг ц ГК САГ СССР по .телом «ткрыгнЛ и нпоЛретениП) опубликовшы в 6 печатных роботах*

Структуре и о<Зьем работы. Диссертация состоит из введения» шести глав, выводов, списка литературы, содержащего наименования 120 источников на русском и иностранном язиках и приложений. Основное содержание лпссертшши изложено и» 140 страницах машинописного текста. Работа содержит 28 таблиц, 0? рисунков и 77 Фор-17 л.

Автор эяшишает:

. - методику определения обобщенного показателя эффективности проиесса экстракции сичупюго ({«рмектл;

- экспериментальные данные о влияжш основных факторов процесса экстракции на выход и активность сычуиюго фермента;

- предшзложтелышЯ механизм увеличения выхода и сохранения нативного состоянцк сычужного <[ермента при воздействии на сырье жидким азотом;

- математические модели в их ода в активности опужпого фермента;

- научно-технические рекомендации но проектированию и изготовлению оборудования для экстракции ссудного фермента;

- рациональный режим работы экстрактора 1ГГЭ-1,5, обеспечивавший положительный экономический эФ1ект производства сычуя'лого фермента.

СОЛЕРКШЕ РАГЙТи

Во введении дано обос г юноние актуальности теш и сформулирована цель исследования.

В первой гг.аве приведен анализ литературных данных о природе ферментов, их значении в народном хозяйстве и, в частности, о роли сычушого ^ер^еита для сыроделия. Дана характеристика сырья. Рассмотрены свойства сычу*иого Ферменте; существующие способы и установки для производства сычужного порочна, применяемые кок в отечественной, так и в зарубежной практике.

На основании изучения теоретически* и экспериментальных данных выявлены основные фнзвко-хшнчсские, механические, гидродинамические, тепломассообмеивые и конструктивные факторы процесса экстракции мпуяюго фермента. Такими факторами являются: рН среды, жидкостный коэффициент; степень измельчения сырья; интенсивность перемешщчтнл; температура; ччело лопастей мешали.

Установлено, что именно эти фактор» окаэишоют наиболее существенное влияние на в уход и активность а нужного фермента и экстрагент.

Показано, что современные способн и оборудование для экстракции сичушого фермента иыеот ограниченные возможности для интенсификации )гроцесса. Вследствие этого имеются большие потери активности и низкий выход фермента.

Ка^сновании анализа литературных данных и поставленной цели били сформулировали основные задачи исследования, которые заключаются в совершенствовании процесса и разработке аппарата для экстракции сычужного фермента.

В основу аналитических и экспериментальных исследований била положены труда А.С.Большакова, А.М.Бражникова,- В.М.Горбатова, П.Ф.Дьяченко, Т.В.Долгих, Н.К.Еуравской, Ю.В.Космодемьянского, Н.НЛнпатова, И.А.Рогова, В.Н.Родина, Р.А.Хромовой, о также Я.Гав-ловой, М.Дкксона, Я.Машека, №.Теплы, Э.Уэбба, посвященные особенностям тепло- и массообмена в процзссах пищевой технологии.

Во второй главе на основе анализа особенностей извлечения сычужного Фермента из сырья и решения соответствующих дифференциальных уравнений разработана математическая модель процесса. Предложен показатель эффективности работ» оборудования. Изучена кинетика накопления фермента в экстрагенте и установлена связь между критериями! оптимизации и основными факторами процесса экстракции. Разработана фхэрмула для определения производительности экстрактора.

В теоретической части исследования бил применен вариационный метод Бго-Лагренжа, что позволило получить осиошше соотношения (прк С = ЗА'Ю"'7) для ашштпеского описания процесса экстракции сычужного фермента в виде:

где: С^) - глубина проникновения сычужного Фермента в попкшич-ны>1 ело» (С!/.рис,П, м;

- коэНгниент млссопроводности, м/Ъ; гти - коэффициент маесоемкости, кг/кг;

. Т ~ время, с;

Д - текущая активность агоужного фермента в экстрпген-

те, тис.усл.ед.; у£|д - предельная активность сычужного фермента приу»оо ,

тис*усл.ел.; & - постоянная времени, с-*; и> - параметр оптимизации;

- коэффициенты пропорциональности;

у^* - основные Факторы процесса экстракции {£ = 1,2,3 и 4); гт - производительность экстрактора, кг/с; £ - масса фермента в сырье, кг/с;

л - показатель эффективности процесса, в долях елишпш 10<^<1К

В третьеЛ гляпе пркнелеин обише замечания о постановке экспериментальных исслеловсшШ, основные положения методик исслено-ваншт и описание лабораторного и экспериментального оборудования.

Исследование книетикп основных этапов пронесся экстракции сычужного ((ермечта осуществляли но экспериментальной установке, схема котороИ представлена на рис.2.

При проведении исследовании были использованы сычуги телят. Каждую серию опытов проводили на сырье, взятом ил одной и той те пертии, приготовленной метопом средней проб«. Сырье п рапных соотношениях по сортам перемешивали и делили ни дво равных части при помоии взвешивания.

Для изучения слияния степени измельчения сырья па интенсивность процесса йкстракшш сычужного ||«рмента бил спроектирован и изготовлен нож специально» конструкции, позволявший измельчать сырье на прямоугольные полоски в широком интервале размеров.

ИсследовЕшие влияния жидкого азота на интенсивность процесса экстракции сычужного фермента и е!*о выход в раствор хлористого натрия проводили в два этапа: на первом этапе, после обработки

сырья жидким азотом н кО,то лили и ^ото['рл<| 1Г])Опал11 структурные изменения ткан« как опытных, так и контрольна образцов, с цель» установления степени га разрушения; на »тором т>тппе ткани сычугов заливали Ю'^-Инм раствором хлористого натрия и вели процесс экстракции согласно,действующей технологической инструкции (ОСТ 73-70). Экстракты через калимый час проверяли на молокосвертывающую активность, с целью установления влччнля жидкого азота на скорость эк-сгракшт.

При изучении влияния режимов перемешивания на интенсивность процесса экстракции роботу мешалок, выполненных в вше качающихся рамок (см.рис.2), контролировали автоматически с помощью программного реле времени типа ВС 10-31).

С целью установления влияния температуры не сохранение биологической активности .ферментных растворов в теплообменник мешалки (см рис.2) подавали воду с температурой 0 < 5°С.

Активность полученных экстрактов, концентрата сычужного фермента и готового проекта - сычужного порошка, определяли согласно указаниям отраслевого стандарта ОСТ <19 75-75.

В четвертой главе представлены экспериментальные данные о влиянии степенн механического и криогенного измельчения сырья, режима переыеш(шш!1и п температуры ид выход и активность сычужного фермента. ,

Нол-нзмельчнтель¡представлен но рнс.З. Форма и размер частиц сырья, которые иснольаовали дли экстракции сычужного фермента, представлены на рис.4.

Как видно из данных рис.й общая тенденции процесса экстракции жидкими экстрагентами сохраняется неизменной и при извлечении сычужного фермента раствором хлористого натрия: по мере уменьшения размера частиц и увеличения прополжительноетн процесса, активность экстрактов увеличивается.

Таким образом, размер частиц сырья является одним из -важнейших факторов, влияющих на скорость и количество извлекаемого в процессе экстракции сычукного ферменте. Наибольший выход фермента наблюдается при степени измельчения сырья до частиц размером типа У и У1 (см.рис.4), так кок при этом достигается наибольшая однородность массы в экстракторе с одновременным существенным увеличением поверхности соприкосновения частиц сырья с зкетрагентом.

Необходило отметить, что по мере уменьшения размера частиц сырья отделение экстракта от отходов все более затрудешется. В

сзлу;: с от:" Шг.:: гтрогелечи пгстолописс.йе лсслепоианил срезов сл::а;::га.: сГо.точк;: слуга.

::з с::с. ja ."слгзы, про тушгруалкс сцчу-зшИ лорг.:е;гг, б поперечно:.: рз^резе ;г скруглуи ::л:г слепла овальнут) <iop:.r; n распо.-г:::е!1У вегруг срстох.а лля акхода ■] ер:/снта, Шпге .тслез з: в прО!.:е::~.*Т!:а>: ::е:.-ду (р::с.эб) находятся прослойки соедппггель-hoü т:-:а.ч:;, кстзрне препятствует, по-?:'-":п.'о:.'у, боляе бнс'.'ро:."/ п полному в:с-:от/ ¡epve:tra в г;:страгез1т. Дальнейшее раэрузеч::е этих прослоек наиболее оМе<:г:ш:со осулестпллгь itc путе;.: резания с по-рабочего органа - ¡¡о:га, а путе:/, пеглюлз онер г:;:: разрушения ко все:.:у об ¿a;.-»' часг;п:;;.

£ля это;: цел:: б::л пр:з.:енен а'ют. На р::с,7 noiusnnua

ткачь амуга по л после 15**:.:кнуткой обрг:?отк:: к:У2-:1г.: азот о:.:. В результате кр;:оллза печьллгясн шогочкелсшше шгкроразрьти! сичул-ноа ткали, которые способствует более бистроьу лрощапювеи;:} эк-страгента у. клетка1.: - продуцентам. При резког. сшетенгл температуры с:гчу,--:ю;: т;:аи;г ум ель дастся бактср::алы>ая обестепенность сь>рья

как сле.-стл:е, пс^1г_';!ется э-Ьрзктпшосгь процесса ок'Стракцгп: сичупаого ¡ ер.ментг в цел-:.;. Дагаие ото:! сер:::: опнтоп ттэеямш на р::с.Д.

Ам£л-л::з сичукного порога, полученного л?:: обработке сиръя азот о;.: показал, чго в n.vj2fOiíiic/.OT:io;.t составе готсаогэ продукта пролехолят полс:;;:::сль!п;е лз'/енешл.

Й процессе кзвдечен'.п cL-чу^юго ([¿р:.*ента по новер:о:остп ткани с^-чуга образуется пограчлчнш! слои, несх':сшшй продуктам;, ow* стракц::::, С тэт ело:: тгроглтеттует в га оду »1ерг,:еита в pacTDOp хлористого í:a?p:n. Лер::ал::ческсе разруб-сиге пограшгчного слоя осу-1;естьллл:: Луте;.: П0ре;,.е.:::->г|:гл еггрья эистрагонтя в разлтшкх рс-:::r.:ícc .-ггэ^есга э;:стрг.].ц:::: (с;. .р;:с.2), Резу.тлт^ти :;сслеловяши »л;: етгл ге;-:г.:сз nepe.v.e-:r;.'i::i ;: иролол;:::тель:юст:1 процесса на пктт-•югть o:-'crpi..4Tcií :: г>ю:з1 агчутлэго |ep:.:esiTa пртелеш! на pitc.D. A;¡au:ia результатов псс.-ллергшгл покаэивпет, что длительное пере-

(¿O-CO елл н штору еле часа) сшг-х.ет зЭДект процесса экстра к ц:гл сь-чр-лого t ep:.:e!txa. £-то, объясняется Tfi.:,

что в р створ хлорлстего натргл наря^' с сцчу-иш.: ffepvetiToi.: все в ООЛЬ20|.: кол:г)естзе 3t:::c-jti pa3i:r4iiiíe балласт.'шс нечестна,

flp:i лес■.ело^ан:::: тс:.:псратурн йа сохранность б;:огоги-

ческо.': i.::r:r;:toc7;t c^íy.jtcro ':ер:,:екта Ól¡~0 пргитто во ыегтешге весь:..a ;:;.pr;:to;.:ioe ci-oiici: ермеитов - ч^стпптельность к т:-

сокиы температурам, т.е. термолабильность. Опит» по экстракции сычужного фермента проводили при температуре в интерпале 2<£<

Результата этой серии опытов представлены на рис.10. Как видно из графиков А = ^ (£, Т) снижение температуры в зоне экстрпк-цик способствует сохранению активности сычужного фермента.

В результате сопоставления аналитических соотношений и полученных экспериментальных данных (см.рис.5,8,9 и 10) были пай-дени числовые значения коэЗФициентрв массоемкости тгс и массопровод-ности^для сьгчуга и пограничного слоя, приведешше в табл.1. Значения коэффициентов Л? «у40в формуле (2) приведены на рис.5,0,9 и 10.

В пятой главе сформулированы научно-технические рекомендации по проектированию оборудования для экстракции сычужного фермента. Дано описание конструкции опытно-промышленного образца экстрактора НТЭ-1,5 и принцип его работы; приведено описание предлагаемой схемы лшик для экстракции сычужного Фермента.

Обтий вид разработанного экстрактора 11ТЭ-1,5 показан ий рис.

11. Экстрактор представляет собой термоизолированную камеру,внутри которой размерено перемешивающее устройство и перфорированное дно. Схема участка экстракции сычужного фермента, представлена на рис,

12. При комплектован 1Ш участка экстракции была осуществлена модернизация машины для измельчения сырья»

При разработке конструкции экстрактора НТЭ-1,5, модернизации рубильной машины л комнлектоиянии обо рулой ги г ш для участия экстракции сычужного фермента, основное внимание было уделено обеспечению высокой степени извлечения фермента из сырья, сохранению его биологической активности, а также механизации и автоматизации выполняемых операций.

В шестой главе приведены результаты промышленной проверки рациональных режимов ^процесса экстракции сычужного <{>ермента в экстракторе НТЭ-1,5 по сравнению с результатами, полученными при рЬботе на существующем оборудовании согласно ОСТ 49 70-75 (см. табл.2).

Как вцгшо из табл.2 выход готовой продукции при использования образца опытно—промышленного экстрактора НТЭ-1,5 на 15?! выше, чем при обработке сырья в существуютю; резервуарах из железобетона. Необходимо отметить, что при нопом способе извлечения сычужного фермента, одновременно улучшаются и качественные показатели 1ч110(ш11 |фидук1(Ш1 (с!М,Т11бЛ.1)).

Сс::сс*.гг.*ен::е з£.:'1;:с:;.:5ст;: (3) :: позьо.-^-о сп-

р5^е.-;ггь элгчс-пия коз'.члг.гантсв (0<.£

£ пс,г."<:г:ь г/слель { У^ ) и шлчгпиостп С У2 ^ с1Л',::з;гго ;ер:.:ш!та:

~ 17,1-2 -С, С С ЬУ.! < С , С -о, 0 3 -0,15 5Х,. ^, О СО 15Х| х2 -

-О »СГл^д »0 .С^С-Й^Х,.; (5)

.Уг = 155-;, 5-о ,1Л'2+12ОХ--12,ЗЬ>:.!-С «СОГ^ХО-

. * (о)

Анал:;з е![;;.': (5) лее-: основание реют.'.енлэггггь сле-

^ло-ге заач5:-::п пс::сззталеН рационального экстр.", к ц;::: сычу::

кого 1ер:.;е!!та (размер:;ость ¡акторов кривлена в ег.^нгдах, прп.:е-н.ч«..:йг на 1грс;;з:-сл£тие):

- степень ;:з:.:ельчен::я сотья, 1.7.: 35 х 8

- про ::сл:-:те:".Ы1 сеть о^рй^эта::

с-1-рья ¿эотс;.;, е 20 - 25

- (в :::ггерзале

с-щсгэ чсоа), 15

- то;порыва в зэке яксгрекц::;:, °С 2 - Л

Г.?:: с':чутэго „у.ерьхктв пре.чяолжциот,; ре;л'Л.;о рп-

£э?и НТс-1,5 сс'ссл прэдо.-и,-;те"ьность экстракц:;в сок-

р^сегся с 2-; ;:э ч. с;:снсг.;;тческсл о М.ектаигость производства сычуугюге порска ¿гд ¡.'ссксзсксго завоча с:.*чуглюго фермента состав;:? сколо 25 ть'с.руб. на I теши* готово;: продутцнн.

?ез:*.-а,гйти изученгл :';г.;.хц::г, 1п>о::зколстие;:;.^го ошта, гл;. :: л г.; ;:;!::< собственник :гс следов яшгЛ к

¡¡аучногс пясгслт^ с:сл:.ть следушгпе »¡люди:

1. "ее.« товаси нрзц£.сс,\ и:стрг.!;л:т:: ¡т эксиер'.^еитллыюЦ ус-тскэш:е позьс.рззргЗотать ноучно-техшгчеекке рског/ензйцт: ко проекг::р01£к::} ;: сэзлпгь сп^тно-гтрэглилцШшИ образец енпаретя ::зэлечея::т с^'ллого .¡агента.

2, Г;:стзлог:гческ::е кссдеюнгхп'.я структ\*рт: атрья ;: епшокце-лот:ш;1 готово!: про /киот ссгюясине пен гать, ччэ ире;:

ГО

положите льни Й механизм увеличения выхода опухлого фермента и улучшения его качества заключается не только п рпзрушпгошем воздействии жидкого азоте на соединительные прослойки и оболочки клеток-продуцентов, но и в возникновении временных предохрпни-тельних связей в микроструктуре сычужного фермента, за счет уменьшения обьема белковых глобул.

3. Для аналитического описания особенностей процесса экстракции сычужного фермента протекающего с конечной скоростью может быть применен вариационный метод Био-Лагранжа, позволяющий получать основные аналитические соотношения с точностью до постоянного коЭ'Ммцнента. Математические модели, построенные на основе этих решений являются надежными и рекомендуются к использования при разработке шгженерпых методов расчета и конструирования оборудования для экстракции сычужного фермента.

4. Производственными испытаниями экспериментально подтверждены установленные на основе теорст!Гческих и лабораторных исследований показатели рационального режима процесса экстракции сычужного фермента в аппарате 1ГГЭ-1,Ь,

5. По сравнению с существующим оборудованием при работе на аппарате ЦТЭ-1,5 продолжительность экстракции сокращается в 4 раза, а выход готовой продукции увеличивается на I5Í. Одновременно повышается качество готовой продукции за счет увеличения содержания поваренной соли и снижения балластных веществ.

6. Спроектированное и испытанное на Московском эпводе сычужного фермента оборудование для производства сычужного фермента обладает существенной новизной и'[1ром1шгленной полезностью, что подтверждается авторскими свидетельствами №№ 5921Л42300 и ОСТ 49 144-79.

7. Экономический эффект от использования усовершенствованного процесса и разработанного оборудования для экстракции сычужного «¡ермента, составит около 25 тис,руб. на I тонну готовой продукции. Эффект обусловлен сокращением продолжительности экстракции, увеличением выхода и повышением качества готовой продукции,

в также облегчением и улучшением условий труда на участке экстракции.

Автор велюсит благодарность работникам Московского ЯЯПОПЯ сычужного фермента №.А.Акопову, З.Н.Брызгаловой, С.С.Демкпович, Л.И.Кречет, А.П.МатвеевоН, 11.Д.Поповой; сотрулшгку института биоорганической химии All СССР им. !».М. Шемякина локтору xin.tirteci'jfx паук Л.М.Генолг&ну, а также сотрудником f/ооновского ордена Трудового Красного Знамени технологического института мясной и молочной промышленности кандидату бнолопгческих наук, доценту Б.И.Писмен-скоЯ и инженеру Л.К.Субботиной за ценные советы и постоянное внимание к работе.

По теме диссертации опубликованы следующие роботы:

1. Кондратенко 8.П., Мизерецкий H.H., Пчелиицево Л.А. Определение числа участков свяэгтания белков сычужным ферментом. -Сборник научных трулоп ШЗ.ЪЛ по итогам НИР. М., МТИММП, Z075, с.52-53.

2. Кондратенко В.П., КиэерецкиК H.H., Писмснская В.Н. Пути интенсификации производстн» сычужного фермента. - №iciinn индустрия СССР, 1979, Я 4, сЛО-19.

3. ОСТ 49 144-79. Мнншсомолнром СССР, М., 1979, с Л 7-20.

4. Кондратенко В.П., (¿изерецкий H.H. Извлечение сычужного фермента в низкотемпературном экстракторе НТЭ-1,5. - Изв.вузов СССР, Пишевая технология, № Л, 19ЙЙ, C.&2-55.

5. А.с.592155 (СССР). Не подлежит опубликовании в открытой печати. - Б.»., 1978, ä 5.

6. А.с.642300 (CCCPJ. Способ получения сычужного фермента, Н.Н.Устинов, В.С.Богданов, И.К.Горшков, В.И.Кондратенко, A.B.Лазарева, Н.Н.Миэерецкий, Н.Д.Попова. - Опубл. в Б.И., 1979, № 2.

Со» с*?* Сй2 О О ______

1 1 1 вщщшшщщ '-'• . V.' Г-*' * * ,* * V __ рш \ 1 1 V 4 ' йшшяиплшгттгштг ф-

"1 а Л 1 ш е»м 11 ¥ ь .3

1 1..... 1 -V

---^ ^—

Рис.1. Математическая модель процесса экстракции сычуяного фермента: I- сычуг; 2- пограничный слой; 3- зксграгенг.

Таблица I

Значение коэффициентов нассоенкости ("*) и массопровлд -

иости (у*')

Система т. , кг/кг уИ , м2/с •

Сычуг 0,0212 106*10'17

Пограничный слой 0,0312 1Э00-10-17

Рис.2, Схема экспериментальной установки1 для извлечения оычужного фермента: I Л ,

I- привод мевалки; 2- железобетонный резервуар; 3- филь-трувдая перегородка; качаюжиеоя рамки мешалки (теплообменник); 5- подача холодной воды; б- выход холодной воды.

Рис.3. Комбинированной ноя для измельчения сурья (сычугов): I - нок продольной рубки; 2 - ножи-зубья поперечной рубки; 3 - болт; 4 - паз для фиксации ножа-зуба.

IV

Рас.4. íopwa и размер частиц сырья: a) I = 199x8 ул; ó) С -Tg = 99x8 юг; б) Ш = 144x8 54x8 г) XS -1 ^ = 72x9 мй и 54x8 им; л) У -Z5 = 72x8 54x8 км и 36x9 ж; е) У! -t- - 54x8 va з Sôx8 wí.

А, ТЫС. УСА, t4. яоа -г-

О t ! г 3 4 5 S 7 8

Рис.5, Зависимость активности (А ) экстрактов сычужного фермента от степени измельчения сырья [Z ) и продолжительности зкстрекцни If): I - С-^орма и размер частиц сырья (см.рис.4);

I 3600*0,167 с"1, 400 тыс.усл.ел.;

2,3 -1= 3500*0,227 с-1,д0 = 500 тыс.усл.ед.;

4 - i = 3600*0,241 с-1,Д0= С00 тыс,усл.ед.;

5 - & = 3600*0,329 с-1,Д0= 700 тыс.усл.ед.;

6 - k = 3600*0,366 = 500 тыс.усл.ед.

п . <5

Рис.С. Ткань сычуга: а - поперечный рпэреэ ЖО*; б - продольный разрез СЙОх,

Рис.7. Ткань сычуг»: п - до обработки жидким азотом ЙРО' б - после 15-мкнутной обработки жидким озотом 2Ю*,

А, тыс. усл. ед.

Рис.8. Зависимость активности (А ) экстрактов сычужного фермента от времени обработки сырья жидким азотом (2" ) и пролоА-иггельностк экстракции (т); Г -Т/* 5 мин, I = 13(100»0,216 с"1, Ао- 500 тыс.усл.ел.;

2 = 10 Mtm,i= 3<j00*0,3o2 c-i, Ao= GOO тыс.усл.ел.;

3,4,5 -Tg 4 5 = 15,20,25 мнн, I = 3600*0,411 с"1, Ao = "00 тыс.усл.ед.

А, тис,уса ex.

Рис.Э. Зав не юность активности (А ) экстрннтов сычужного фермента от режимов нерекешинапия (tu) и продолжительности экстракции ("С"):

, А> = 500 тис.усл.ед. >Ао~ 700 тыс.усл.ел. »До= 700 тис,усл.ед. ,/[о= 600 тыс,усл.ед. ,Дв= ООО тыс,усл.ед.

1 -tUJ = I/Ô ч, í = 3500-0,177 с

2 -М-2 = I/Д ч, ¿ = 3000«0,235 с

3 -tl3 - 1/3 ч, Í = 3600*0,235 с

4 -Я-4 = 5/12 ч,/ = 3600*0,207 с"

5 = 1/2 ч, ¿ = 3000*0,207 с

A, n/C.УСА £Л. 6М

$00

40(Г

36Ю

¿DO

100

I*- 1 1—1

U-Hl, 1 0 1

i . > [ I 5 (

t /s* J, С—-' I-1-'

Pitc.IO. Зависимость октивдоети (А ) зкстрактоп сичужного фермента от температуры (t ) растворов и продолжительности экстракции (T*J:

1 -¿j s 2°С, L = 3500*0,290 с"1, До* 600 тыс.усл.ед.;

2 2 * 4°С,/ = 3300*0,220 с~Г,Д0= G00 тыс.усл.ед*.;

3 3 = Q°C, i- 3600*0,24? с"1»/Iв « 500 тыс.усл.ед.;

4 -I 4 » 103300*0,176 с"1,^* 500 тнс.усл.ед.;

5 ~1 г. = 14°С, 3600*0,167 с^.До3 400 Тис.усл.ел.

Рас.II. Экстрактов НТЗ-1,5: 1-корпус,2-привод непалки; 3-мезалка; 4-подгшнжа скольжен:'л; 5-аодача раствора хлоскстого натрия; 6-подача игкого азота: 7-ось-коллектор дм вазЗшгзпг-вгния такого азота; В-съешое перфорированное дно; 9-удаление экстракта; 10-сто,^а; 11-теп-лсаэоляся; 12-охлатдзгаая руйазяа; 13-крышка с утепденпек.

»

Рис.12. Схема участкг экстргвдя сычухяого ¿ераекта: 1-пр;тотоаление раствора хлорястого нзт-икстпагента); для измельчения сьфья; 3,5,7 я 9 - насосы гля подачи зкстрагента

'экстрактов; 4-?езе?3',*ао ТРлК-7!.' тз'л<ого азота; 5-экстрактор КГЭ-1,5; 6-нутч-р'.'-тьтр - НЧ^З-О'.З; 10-еккос?ь (гакк РЧчЫ.'>-о) гля сЗэра «кстых_экстргктов; П-т/льт управления.

Таблица 2.

Результаты опытно-промысленной выработки сычужного порсша

Показателе 3 экстгактсве НТЗ-1,5 (ОСТ 43 144-79) На деЛстаутаск оборудовании [ОСТ 49 79-75)

Кск'ез пазт::- Но1-ео ппртта

I 2 3 4 С V I 2 3 4 5

\'.асса кс;;центрата сычуги ого фермента, кг 18.0 17.0 17,0 17,С 18,0 15,0 16,0 15,5 15,0 15,5

Акт;2ность концентрата сычужного фермента, ткс.усл.ёд. 1550,0 19С0.0 15Э0.С 1570,0 1570.0 1500.0 1620,0 1600.0 16С0.0 1570,0

Зихол сь**гткаого псро-'ка, кг 2Э7,0 ЗСЗ,0 277.1 223, Э 300,6 255,0 25Э.0 248,0 240,0 * 249,6

:;S4cct;;ciií:1J(; поймете л:: о:чу;-юго л о розга

---- Симут.^;: wpo-ftii егаи- лестно;; ::::Tm,iiüCTt: 1100 Т1:с.усл.ед. > B'ïOKKïiÎ Ь'.'Д . наи otícfcv.e- HCIÜIOCTL клеток в I г., тис.

ХлоркстнЙ Вхгга i Еелкопнс вещества

¿¡талон tOCT 43 73-75) 1*0,0 líe ' кенео Я,00 иг; ¿О.л ее fi,00 »s более от rie ncn*o до ,УвЛТОВ£ТО- серого ÍCCO.0 не йолес

C::ra.'.2 "Xoicen" (Д1ш*л) ■" 95,Э/ 0,45 • 3.ÍJ0 от белого до ■ келтоимого обпсру/.:::ть ■ но уллчосъ

Огштцие псг/r:::: (OCT 49 14-1-79} 0/,0+0,00 3/%0,05 от ác-~oro ЛУ ■ÍCÍÍÍ+IÍÍ >

К oüt oo.il i ¡si с партии (OCT* 49 W>7M 0,5Ь+0,08 "er.TOi.CTO-ccpuîi 1 -jC00+Í;0 '