автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Создание технологий отжимания растительных масел в условиях высокоинтенсивного нагрева маслосодержащего материала

РГ6 од - 8 ОПТ 1996

На правах рукописи

ЛИСИЦЫН Александр Николаевич

УДК 665.3.067.065.512

СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОТЖИМАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО НАГРЕВА МАСЛОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена во ВСЕРОССИЙСКОМ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ ИНСТИТУТЕ ЖИРОВ

доктор технических наук, профессор Н.С. Арутюнян кандидат технических наук, ст. научн. сотр. Н.Г. Осипова

Ведущая организация: АО "Кубаньмасложир"

Защита состоится 19 сентября 1996 г. в 10 часов на заседании диссертационного Совета Д 020.71.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте жиров по адресу:

191119, г. Санкт-Петербург, ул. Черняховского, 10, конференцзал.

Официальные оппоненты:

Автореферат разослан 19 августа 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

В.Н. Григорьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теки В условиях рыночной конкуренции для обеспечения населения высококачественных растительный юслом необюдшо создание новых и совероенсиювание применяемых технологий его получения, при снижении энергозатрат.

Настояп^я работа посвящена разработке теоретических предпосылок для развития теории прессования и технологии переработки маслосодержащего материала, при высокой удельной мощности подводимой энергии, обеспечивающей оптимальную для извлечения масла скорость нагрева, структуру перерабатываемого материала и высокое качество масла

При переработке масличного материала основным является подготрвка его к извлечению масха, первая( ступень которой -создание широкораэвитой пористой структуры. При этом важно знание особенностей клеточного строения семэни и закономерностей его изменений под воздействием различных технологичес-. ких факторов, позволяющих направленно воздействовать на микроструктуру материала, его технологически« свойства и биохимические процессы, протекающие при извлечении масла. Традиционно создание структур с требуемыми свойствами для извлечения масла при переработке высокомасличных семян (подсолнечник и др.) обеспечивается факторами влаготепловой обработки (измельчение, влажность, температура и продолжительность ее воздействия).

Применяемые в настоящее время режчмы влаготепловой подготовки маслосодержапрго материала (степень измельчения, температура, продолжительность процесса) отличаются длительностью обработки, громоздкостью оборудования, в котором реализуется гидротермическая обработка и возможностью протекания некоторых биохимических и химических воздействий, отражающихся на качестве масла

Одним из способов объемного однородного нагрева материала, обеспечиваюп^го высокий темп (скорость) нагрева, не достигаемый при применяемы:: режимах, является воздействие на ма-

териал СВЧ-полем- Кратковременность воздействия на материал обеспечивает высокое качество поучаемого масла

Если исследования структуры сеиян и условий, обеспечивающих создание необходимой пористой структуры материала при традиционной влаго-тепловой обработке достаточно полны, то действие СВЧ-обработки не изучено.

С этой точки зрения изучение закономерностей, протекающих в масличном материале под воздействием СВЧ-поля, и возможностей применения его для влаготепловой подготовки материала к извлечение масла является актуальным.

Цель работы. Создание новых технологий получения растительных иасел с использованием методов с высоким уровнем удолыюй мощности подводимой энергии для подготовки кашшшр-но-пористой структуры маслосодержащкх материалов.

Научная новизна. Впервые исследованы закономерности рекомбинации уяьтраструктуры интактного ядра, в зависимости от уровня подводимой энергии.

- Установлено, что темп СВЧ-нагрева семян подсолнечника 0,8® С/с в диапазоне влажностей 3,8-10,5 обеспечивает максимальное разрушение структуры семян и образование суп-зрмакро-пор (2'ЭООО-236000 А), эффективных для последуй»? го отж;:ма масла.

- Установлена связь'между объемом суперьокропор и повышением скорости истечения масла е первый период отжима, независимо от способа влаготепловой обработки.

- При СЕЧ-обработке мятки (измельченное ядро), содержащей не менее 60 рззруознных клеток, не требуются затраты анергии на разрушение клеток, за счет чего снижаются удельные затраты СВЧ-энергин на влаго-тепдовув обработку с одновременным извлечением масла (аддитивность взаимного влияния 2-х процессов - измельчения и СВЧ-обработкл на извлечение иасла).

- Установлено, что период релаксации пара после обработки СВЧ-энергией составляет до 30 с и на извлечение мзелз материал должен поступать в этот период.

- Установлено, что доминирующим фактором при влаготепло-

вой обработке в создании оптимальной структуры материала для максимального отжима масла является удельная мощность энергии СВЧ-поля, преобразующейся в теплоту, и скорс-сть релаксации давления водяного пара.

- Установлено, что обработка в СВЧ-поле приводит к различным эффектам ингибирования и активации ферментов. Микроволновая обработка материала при влажности 8,5-12,6 X

и теш нагрева 0,3*С/с является эффективным средством для полной инактивации липазы при температуре 80-85 0 С.

- Установлена разнообразность воздействия технологических факторов на активность ферментов. Обоснована необходимость выбора стратегии обработки с целью достижения более высоких качественных показателей извлекаемого масла.

При принятой влаго-теиловой обработке оптимум активности липазы лежит в интервале» 30-50 °С и влажности 12-13 X.

При СВЧ-обработке оптимум актшшости липазы сдвигается в ' область более высоких температур и более низких влаяюс-тей (8,5 7.).

Практическая значимость заключается:

- в интенсификации влаго-тепловоД обработки маслосодер-жащих материалов, позволя идей достичь оптимальную температуру 105-107 "С в течении 25-35 минут, вместо 50-60 по принятой в настоящее вромя технологии, за счет улучшения структуры потоков в аппарате и применения новых процессов, таких как подсушка перегретым водяным паром; создание благоприятных условий подготовки материала; рационализации условий отжима масла; сокрап^эния времени рециркуляции потоков и улучшения качества масла;

- разработана оригинальная технология получения растительных масел, связанная с применением СВЧ-обработки и последующего отжима масла в процессе релаксации давления водяного пара в пористой системе обрабатываемого материала;

- определена перспективность применения СВЧ-нагрева для подготовки семян к извлечению масла.

Автор выносит на защиту:

- в -

- изучение эаконоиэрностей рекомбинации структуры кнтак-тного ядра и мятки в зависимости от количественного уровня подводимой энергии;

- исследование зависимостей не яду объема!« пор и скоростью истечения масла;

- изучение влияния релаксации водяного пара после СВЧ-обработки на извлечение масла;

- изучение воздействия СВЧ-поля на ферментативные процессы семени;

- пути интенсификации влаго-тепловой обработки маслосо-дердащих иатериалоь, применяемых о изстояпре время и прессования;

- разработанная технология с использованием метода интенсивной подготовки капиллярно-пористой структуры маслосо-держащих материалов. ,

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием современных методов анализа (электронная микроскопия, ртутная порометрия, стандартизованные методы анализа с применением современных средств изигрений и обработки результатов) .

- Основные теоретические разработки прошли опытно-промышленные испытания на ряде предприятий масло-жировой промышленности.

Личный вклад автора. Постановка, осупрствление и оценка результатов экспериментов. Составление программы опытно-промышленных испытаний, руководство и их проведение.

Апробация работы. Результаты работы доложены на конференциях специалистов ВНИЗСЕа, технических советов предприятий (Ростов, Краснодар, Армавир, Волгоград, Саратов), на конференции (Углич).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, тезисов докладов, 2 патента Российской Федерации.

Структура и объем работа Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, заключения, рекомендаций, списка цитируемой литературы; включает 120

стр. машинописного теиста, 30 рисунков и 20 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 150 источников отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Техника эксперимента и методы исследования

Объектами исследования служили семена различных сортов к гибридов подсолнечника. В опытно-промышленных условиях исследования проводили на производственных смесях семян подсолнечника.

Клеточное и внутриклеточное строение ядра и мягки семян подсолнечника исследовали методом порометрии на порозиметре (модель 200 фирмы Car bo Erbo Strumentar^on, Италия) и скани-Dyrneft электронной микроскопией на микроскопе JSM-T20 фирмы Jeol (Япония).

Исследонаши по СБЧ-нагреву проводили в лабораторных ус-ловияу с применением бытовой микроволновой печи "Электроника", камеральные- на специально созданной установке с использованием промышленного СВЧ-источника "Хазар 2 Р" с рабочей частотой 2375 МГц и регулируемой мощностью 0,2-2,5 кВт.

Х11мические и биохимические анализы проводили по методам,-опубликованным в Руководстве по методам исследования, технологическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности.

Оценку результатов и статистчческую их Достоверность проводили с использованием современных методов расчета статистической достоверности результатов измерений.

- в -

Геаудьтатн исследований

1. Изучение рекомбинации ультраструктуры клеток интакг-

ного ядра при подводе СВЧ-янергки.

В таблицах 1-3 и на р»-- 1-3 приведены результаты экспериментов по изучению влияния исходной мощности подводимой ^нрпгтт, влажности ядра, продолжительности микроволновой обработки на улътраструтстуру интагсгного ядра.

Из представленных материалов видно, что темп СВЧ-нагрева О.а'с/с в диапазоне влажности 3,3-10,I обеспечивает максимальное разрушрнпр ультраструкту^ы семян с образованием су-перыакронор размером 29СОО-236000 А. Впервье показано на основе микрофотографий и порограмм, что при СВЧ-воздейстнии на ядро идет образование новьсс пор с заполнением группы макро- и мезэиор маслг?м за счет рагруше!шя сфероссм в слетках интакт-ного ядра.

Из анализа экспериментальных данных СВЧ-обработки при различных уровнях аладности ясно, что температурное воздействие является основным фактором, вьвувхсщ!« разрушение сферо-сом за счет теплового расширения масла в нем.

2. Изучение рекомбинации ультраструктуры клеток мятки

при подводе СВЧ-?нергш;.

Изучалось влияние основных факторов СВЧ-обработки на катку ядра, полученную измельчением ядра на вальцевых станках. Результаты приведены в таблице 4 и на рис. 4-7.

Изменение пористой структуры интактаого ядра при различных уровнях подводимой энергии и влажности.

1 - |Ы об- 1 Мощность 1 ..... I Влаж- 1 | Бремя 1 [Объем- Г Щакси- 1 Пло- 1 Пприс-!

|разца энергии, ность |СВЧ- ная |маль- щадь тоеть 1

I подводимой|ядра ¡обра- ¡ПЛОТ- |ный по- обпяя, '

1 от СВЧ-ис- 1 перед |ботки, НОСТЬ ¡суммар- верх- * 1

1 точника, |обра- !с |ядра, ный ности

1 1 1 1 кВт ¡боткой, IX 1 1 1 1 1 1 |г/см > ¡объем ¡пор, ¡мм^/г ПОР, и /г

1 11 исходи. 1 ) 13,8 1 1- ¡0,924 ¡67,05 10,10 в, 19 |

!? 0,2 13,8 1240 ¡0,943 ¡79,35 9,02 7,48 |

¡3 исходи. 18,5 1- ¡0,978 ¡46,01 8,81 4.51 |

!4 0,2 18,5 1360 ¡0,988 ¡45,71 6,31 4.51 |

15 исходи. 110,5 I" ¡1,064 ¡45,66 7,97 4.36 |

16 0,2 110,5 1400 ¡0,864 ¡128,01 12,08 11,00 I

¡7 0,8 13,8 1120 ¡0,917 ¡78,15 10,06 7,17 (

18 0,6 18,5 1150 ¡0,931 ¡69,67 9,27 6,49 |

19 0,6 110,5 1210 ¡0,939 ¡88,89 8,55 8,35 |

110 1,5 13,8 145 10,873 1158,01 10,74 13,79 1

111 1.5 18,5 175 ¡0,990 ¡50,83 9,73 5,03 |

¡12 1.5 110,5 |90 ¡0,952 ¡63,58 9,48 6,05 !

> ■ ( 1 1 и

Влияние исходной влажности ядра семян подсолнечника при различных уровнях выходной мощности СВЧ-генератора на маслич-ность жмыха

Наименование показателя

1 -....... 1 ................... 1 1 3,8 | 8,5 | 1 1 ' 10,5 |

| подводимая мощность, 1 ... . . . . || кВт | 1 1 1

I---

Температура

ядра перед перед прессованием, С

Влажность ядра перед прессованием, 7.

Время СЕЧ-нагрева, с

Частичность жмыха из ядра подсолнечника.

Влажность исходного материала, X

0,25|0,Б5|1,5 10,2510,6511,5 10,2510,6511,5

__(_1______|_I_I_1_и___

107 109 107 106 105 104 107 106 105

1,75 1.60 1,85 4,88 5,60 4,76 4,35 4,90 4,бЕ

240 120 ?0 260 150 7£ 400 210 90

49,64 43,40 3-3,96 41,75 39,71 44,65 39,15 40,47 41,20

Изменение пористой структуры при прессовании ядра, подвергнутого СВЧ-обработке

I 1 Мощность 1 Влаж- 1 Время 1 ........ Хар- 1 Объем- Г" 1 Макс. 1 ' Пло- .............п Порис-|

|п/ подводи- ность СВЧ-об- ка ная сум. щадь тость 1

|п мой СВЧ- образ- раб. , с обр. плот- обгем по- обпяя, 1

энергии, ца пе- перед ность пор. верх. 7. !

кВт ред обраб., X поро- мет- ри-эй ядра, г/см* ии}/г пор, Мг/Г

11 0,2 3,8 180 обеэж. 0,658 574,99 11,18 37,86 !

12 0,2 3,8 180 не об.

13 0,2 8,5 300 обеэж. 0,640 664,30 11,46 42,54 |

и 0,2 3,5 300 не об. 0 357 1В5.04 8,71 15,85 |

¡5 0,2 10,5 400 обеэж. 0,587 378,67 12,73 26,05 |

13 0,2 10,5 400 не об. 1,08 143,38 6,20 15,48 |

17 0,6 3,8 90 обезг. 0,044 522,05 12,25 33,59 |

19 0,6 3,8 90 не об. 0,552 136,04 7,73 13,09 |

19 0,6 8,5 150 обеэж. 0,6С>5 565,5 10,91 43,72 |

110 0,6 8,5 150 не об. 0,759 202,4 3,51 15,98 |

111 0,6 10,5 210 обезж. 0,868 599,84 14,44 40,05 |

112 0,6 10,5 210 не об. 0,949 114,84 9,21 10,90 |

|13 1,5 3( 3 60 обезж. 0,652 819,14 13,74 53,44 |

114 1,5 3,8 60 не об. 1,053 153,7 3,79 16,19 I

|15 1,5 8,5 45 обезж. 0,354 374,79 3,25 32,01 |

116 1,5 8.5 45 не об. 1,049 89,52 9,26 9,33 1

11? 1,5 10,5 75 обезж. 0,262 312,42 3,805 27,01 |

|18 > 1,5 10,5 75 | не об. 1,079 86,01 8,20 .. '3,27 [ ..........1

'Г сек

Рис. 1 Изменение температуры ядра в процессе СВЧ-обра-

ботки в зависимости от времени обработки и исходной влажности

• *

Как следует из дашшх таблицы 4, рисунков 4,5, дополнительная обработка механически измельченного ядра (мзтки) СВЧ-энергией цриводнт к увеличению степеш! и скорости отжима масла.

Эгг явление свидетельствует о целесообраз"ости совмецз-ния мехашгчесюп процессов измельчения и СВЧ-обработки для подготовки материала к нэвлечешш масла.

н = 1,5 кВг

обработки н исходной влажности'

3. Изучение релаксации давления пара после окончания СВЧ-обработки мятки.

Образование давления водяных паров в капиллярно-пористой системе доказало во многих работах.

Наш изучалась релаксация давления иодяного пара после СВЧ-обработки. Релаксация давления пара фиксируется звукозаписывающей аппаратурой, конец релаксации регистрировали по прекращению звукового эффекта истечения пара.

В таблице 5 представлены результаты отжимания масла из обработанной.иятки через каждые 15 с после релаксации давления водяного пара в интервале 0-60 с. В полученной жмыхе определялись кинетические кривые отжимания масла (рис. 6,7) и полного извлечения масла.

Рис.3. Влияние исхоянэЯ мяжлооги ядра семйя пэлсэлйвчяика пврод СВЧ-нагровом на кинегяческяе кривые прео •совпния при дчхсфюй уошгоогя СВЧ-генсрлгэва 0,65 кВт: а - влажноогь походная 3,3?; О - алаяяосгь янходипя 6,5>; в - влпжноогь гоходиая ХО,5/С. I - относительное изменение объема пресоуенэх'о ядра; 2 - изменение массы уаола, оогавлагося в ядра, пэ отношения к перионачальной (маосе); 3 - удельное давление у пзЕвр*нооги звара

Изменения пористой структуры при прессования мятки, подвергнутой СВЧ-нагреву

1 1» I ltom- 1 Влаж- 1 Бремя 1 Хар-ка 1 Объем- 1 Макси- 1 Плоа;чдь I 1 Порис- |

|п/ ность ность СВЧ- образ- ная мальный поверх- гость |

tu под- об- обра- ца пе- плот- суммар- ности, общая, ]

1 води- разца бот- ред ность ный м Vr т i

1 мой перед ки, с поро- Эьс&ЧИобъеи

1 свч- обра- мет- г/см1 пор,

1 энер- бот- рией миг/г

1 гии, кой,

1 1 кВт 7.

1 11 0,2 3,3 240 обеэж. 0,917 405,36 5,27 31,17 |

II- 0,2 3,8 240 не об. 0,957 222,67 1,89 21,32 |

IS 0,2 8,5 360 обеэж. 0,810 447,36 5,68 36,24 |

12' 0,2 J 360 не об. 1,183 97,57 2,35 11,54 |

13 0,2 10,5 400 обеэж. 0,965 360,58 5,76 34,78 |

13' 0,2 10,5 400 не об. 1,172 131,92 1,737 15,44 |

14 0,6 3,8 120 обеэж. 0,829 507,42 5,91 42.04 J

14' 0,(5 3,3 120 не об. 1,135 121,58 2,13 19,30 |

15 0,6 8,5 150 обеэж. 0,918 422,344 5,42 38,76 |

Is- 0,6 8,5 150 не об. 1,082 152,48 5,12 16,49 |

is 0,6 10,5 210 обеэж. 1,107 264,3 2,55 29,16 |

16' 0,6 10,5 210 не об. 1.047 183,9 2,54 -3,25 |

17 1,5 3,8 60 обеэж. 0,9 432,7 5,21 38,95 |

17- 1,5 3,8 60 не об. 1,095 133,74 2,087 19,05 |

18 1,5 8,5 75 обезж. 0,822 906,41 9,42 56,34 |

is- 1,5 8,5 75 не об. 1,022 248,06 3,47 25,35 |

la 1,5 10,5 100 обеэж. 0,885 415,27 4,45 36,77 1

19' i 1,5 10,5 100 не об. 1,035 170,79 1,86 17,68 | 1

ва в зависимости от времени обработки при различной исходной влажности; 1 - 3,8 X, 2 - 8,5 Z, 3 - 10,5 t и подводимой иэщ-ности

В пекрий момент замера, в течение 15 с (рис. б), достигается максккалыюе извлечение масла и скорость его извлечения, после чего идет резкое зат>хание его извлечения. В течение 30 с после прегэагрния релаксации давленга водяного пара резко увеличивается обгем группы макропор (в два раза) и практически не изменяется группа супермзкропор. Поскольку замеры пористости делались через 30 часов после отжимания масла, упругое последействие вызывает изменение объема пор и юс характер распределения.

Исходя из того, что ранее было доказано, что наибольшие

н = 1,5 кВт"

количество пасла содержится в мзкропорах, то после его удаления и упругого последействия они возвратились к первоначальному состоянии Это характеризует своеобразное поведение пор после отжимания масла.

Шксимуи группы мзкровор образовался через 30 с пс:ле окончания СВЧ-обработки, когда закончилась релаксация давления водяного пара, а интенсивный отжим масла шел при наличии в определенны^группах пор давления водяного пара Это давление способствует от.засшао масла

Пзлученлц-э дачные показывает роль воды, -нагрева и образования паров в процессе прессования.

4. Изучение влияния СВЧ-нагрева на активность ферментов.

При образовании под влиянием различных факторов пористой структуры материала происходит изменение местоположения в яд-

Влияние релаксации давления пара после прекращения СВЧ-обра-ботки мятки на пористую структуру (Н = 1.5 кВт, = 75 с, V = 8,75 Г.).

1 IN 1 I Время 1 |Хар-ка Объемн. 1 1 |Ыакс. |Площ. 1 1 I Пористость 1

|обр. | после I образца плотн. Icyit | поверх. | общая, |

1 (прекра- 1 ядра, |объем |м /г 1* 1

| щения 1 г/см |пор, | 1 1

1 (обр. 1 |мм /г | 1 1

1 1 1 |СВЧ эн. |с 1 ,1 1 1 t 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1

1 11 1 115 1 |обезж. 0,903 1 1 1436,8314,73 1 1 139,47 |

|Г |15 |не об. 0,958 |205,83|8,190 119,773 |

12 |30 |обезж. 0,893 |690,16|6,84 147,8 |

12' |30 |не об. 1,068 1154,3512,77 116,59 |

13 140 |обезж. 0,800 1590,1 |6,2 147,1 |

13' |40 |не об. 1,05 1180,2 |3,94 118,95 |

14 165 |обезж. 0,71 |705,72|7,76 150,36 |

14' 1 |Б5 |не об. 1 0,96 |173,25|3,01 ' | 116,72 | | г

ре ферментов и возникают различные условия их контакта с маслом.

Как показали исследования пористой структуры и изменения активности ферментов (липазы и фэсфолипззы 0), изменение структуры не сказывается на активности изученных ферментов.

В связи с тем, что в процессе жарения температура и влажность оказывают значительное влияние на активность ферментов, были проведены исследования по действию СВЧ-обработки на активность липазы и фосфолипазы И.

Едк показано на рис. 9, в изменении активности ферментов обнаружен резкий минимум активности при температуре 40-50 °С с последующим ее повышением в более высокотемпературной

РмПа м*

мс

19 ОЯ

16

А ■ 0.

12

10 ■ о,5а

8 .

6 ада-

4 ■

г . цв.

0

о ю го зо 40 80 60 го т.сек Рис. 6 Влияние релаксации пара на кинетику прессования иэзги при СВЧ-обработке в течении 75 с при мощности подводимой энергии 1,5 кВт. 1 - относительное изменение объема прессуемая мезги, 2 - изменение массы «асла, оставшегося в ядре, по отношению к первоначальной, 3 - удельное давление у поверхности зеера.

области.

Для фосфолипазы 0 (рис.10) характерно резкое снижение ее активности под влиянием СВЧ-нагрева.

При разработке технологий эти факторы необходимо учитывать.

Дга раскрытия природы аномального поведеши липазы необходимо проведение дополнительных экспериментов.

5. Изучение роли основных факторов в процессе традиционной влаготепловой обработки материала.

В проведенных нами исследованиях по влиянии исходной

н ►Сол & V»

1С . ОД)

и п.»

1г .

|0 . 0.3?

а . а,40

6 ■ о.» •

4 -

г ■

0

в »а го зо 4о ьо бо Тсес Рис. 7 Кинетические кривые прессования меаги после окончания релаксации пара. 1 - относительное изменение объема прессуемого материала, 2 - изменение кассы масла, оставшегося в материале, по отношению к первоначальной массе, 3 - удельное давление у поверхности аеера.

Рши 5,0 £ 500

4,0 40.0 4оо

зр 5Д0 ¿00

2,0 20,0 . гоо

<,0 10.0 юз

_ О.»

30

60

Рис. 8-Зависимости изменения объемов групп пер, объема отжимаемого масла и скорости его отжима от релаксации пара. 1 - макропоры, мм /г, 2 - сунермакролоры, № /г, 3 - объем отжимаемого масла, 4 - скорость отжима масла.

ДО . ?оа о" | 600 ¡1 с

5С0 I

«

зоо

и о

та

11 <

а ш

Рис. 9 Изменение активности липазы в мнтке различной влажности в зависимости от температуры при темпе нагрева 0,3 С/с. 1 - исходная влажность'мятки 8,9 X, 2 - Исходная влажность мятки 12,6 Т., 3 - традиционная влаго-тепловая обработка.

влажности, температуры, времени обработки и скорости подвода тепла выявлены новш закономерности действия влажности, температуры, времени обработки и,скорости подвода тепла, отличные от опубликованных ранее.

Изучение' этих факторов проводилось на экспериментальной установке ЕНКИНз для воссоздания применяемых в промышленности режимов.

В исследованиях по СБЧ-обработке установлена значительная роль исходной влажности, поэтому в исследованиях по тра-

факгор. При зтси изучали зависимость между пористой структурой материала, скоростью и объемом отжима масла, кинетические кривые извлечения масла (рис. 11-13).

диционному способу влаготепловой обработки учитывался этот

Рис. 10 Изменение активности фосфолшазы и при традиционной нлаготепловой обработке (1) и СВЧ-нагреве (2).

Как показали исследования влияние температуры и скорости нагрева материала имеет те же тенденции, что и при СВЧ-обработке, поэтому необходимо совершенствовать сущэствупцую технологии влаготешшвой обработки с учетом аффектов, установленных при СВЧ-обработке.

6. Проверка разработанных технологий.

На основе новой научной информации были разработаны новые теоретические предпосылки для осуществления подготовки материала и.отлимания масла.

В этой связи были проведены промышленные испытания и . проверка ряда вытекахщх из работы положений.

На Сазе Краснодарского ШК проводилось изучение сокращэ-

Таблица О

Влияние влажности, времени и температуры обработки на пористую структуру жмыха и = 105-107 С)

1 1 |Влаж- 1 Время 1 Хар-ка Объем- 1 Макси- 1 Плоишь 1 ........ -1 Пористость 1

|п/|ность кон- образ- ная мальный поверх- общая, X. |

|п |обраа- дук- ца пе- плот- суммар- ности,

1 |Ца. X тив- ред ность ный м^/г

1 1 ного поро- ядра, обтем

1 1 наг- мэтрией г/сиу пор,

1 1 1 1 1 1 рева, с мм^/г

1 1 11 13,8 28 обезж. 0,898 529,81 9,75 40,59 |

|2 ¡3,8 28 *е об. 1,116 161,65 9,26 18,03 i |

13 |8,5 30 обезж. 1,025 314,55 2,14 32,20 |

К 18,5 30 не об. 1,162 142,10 2,66 16,53 |

|5 |10,5 30 обезж. 0,892 391,45 4,68 34,93 |

15 |10,5 30 не об. 1,155 121,75 3,70 14,06 |

|7 |жмых - обезж. 0,890 384,42 3,52 34,22 |

| | после

I 1РЗ-ИЭН

|8 | " не об. 1,113 154,48 5,75 17,46 |

|9 |жмых - обезж. 0,912 375,65 4,81 34,26 |

I I после

| 1ЕПП-20

|10| " - не об. 1,155 153,69 5,89 18,00 |

111 I жмых - обезж. 1, ООО 322,50 2,39 32,2? |

I ] после

; ¡гр

|12| " - (е об. 1,189 136,88 6,25 16,21 |

|13|жмых - обезж. 0,893 433,17 4,61 39,20 |

I 1И5Р-18

¡141 " II 1 I не об. г 1,145 146,16 8,83 16,75 |

ния времени влаго-тепловой обработки перед форпрессованием на выход масла и образование пористой структуры материала, благоприятной для последующего извлечения остаточного количества масла экстракцией.

Аналогичные испытания, подтвердившие полученные научные тенденции, проведены на ряде заводов (Краснодар, Армавир, Ростов, АО "Эфирное"). lia Краснодарском и Армавирском ШК проведены эксперименты по сокращенно времени, между прекращением подвода тепла к обрабатываемому материалу и извлечением масла при форпрессовом режиме.

Подтверждена целесообразность минимизации времени мелду подводом тепловой энергии и началом отжима.

Рекомендовано ухе в питателях применяемых прессов, в частности отечественных .P-31S0A и импортных ЕТП-20 осуществ-

ll

Ъ

м

гк v>.

V

ш 4S V,

МПа rJ V.

<6 о.г

■ 0.7

Í2 0.6

С,5

г 0,4

0.5

А 0,2

0.1

0 0

О

.' I ""Г i | .

<0 W М 40 . 50 м Т,С

Рис. 12 Кинетическая кривая, влажность 10,5 X. нЦ

1

MW5 Л

£

о.

с

71

О

. S»

200

О)

SO

. от

- D0

~¡!o го ьо, 4,а

~6fi

5,0 Г,о tfl <£о lo.o и]

W. "А

Рнс. 13 Зависимость измене кия объемов групп пор, степени извлечения масла и скорости его отжима в зависимости от влажности материала (t С = 105 С, =38 мин.). 1 - макропоры, 2 - супермакропоры, 3 - степень извлечения масла, 4 - скорость отжима масла.

лять отжим масла непосредственно в питателе, для чего цедесо-

образно дооборудовать импортные и отечественные форпресса зонами отжима масла в питателях.

На Армавирском ЮПИ и киллера векам U33e проводилась проверка эффективности процесса интенсификации нлаготепловой обработки в жаровнях за счет комплекса мероприятий (сокращение высоты слоя, количества наполняемых чанов жаровни, изменения режимов аспирации, применение острого пара в верхнем чане для нагрева, в нижнем для подсушки).

ВЫВОДЫ

1. В результате исследований различных параметров при СВЧ-оСработке маслосодержащэго материала и проверки их влияния в типовых промышленных условиях разработана концепция развития, новых теоретических представлений , о роли влаги и температуры, темпа нагрева, релаксации давления водяного пара, имеющая важное прикладное значение.

2. Показала эффективность СВЧ-обработки маслоссдержащих материалов и найдены оптимальные режимы разрушения ультраструктуры клеток интактного ядра

3. На этой базе разработаны принципы создания СВЧ-уста-новкл для обработки материала перед прессованием.

4. Показано, что СВЧ-обработка мятки позволяет повысить интенсивность процесса извлечения масла и совместимость механических процессов измельчения и СВЧ-обработки для подготовки материала к извлечению масла

5. Установлены закономерности влияния градиента давления водяного пара внутри перовых саруктур на процесс извлечения масла и целесообразность начала отжима масла в максимально короткий срок после прекращения СВЧ-энергоподвода и окончания релаксации давления водяього пара

6. Изучено влияние СЁЧ-обработки на поведение ферментных систем и показано, что при СЕЧ-обработке реализуются различные эффекты влияющие на явления ангибирования и активации ферментов (липазы, фосфолипазы D). Выявлена аномальность по-

ведения ферментов в диапазоне влажности 3,8-10,5 X, проявляющаяся в сохранении их активности в более высокотемпературной области.

7. Установлено, что при применяемых в настоящее время режимах влаго-тепловой подготовки маслосодердащгго материала его темп нагрева значительно ниже, чем при микроволновом подводе энергии; перспективными являются все способы интенсификации процессов влаго-тепловой обработки под воздействием установленных определяющих параметров процесса (влага, температура, темп нагрева материала) при технологических режимах, осуществляемых а промышленности.

8. Достоверность основных научных выводов работы подт-верддагг результаты натурных экспериментов; на основе научных результатов работы выданы рекомендации по совершенствованию применяемых в промышленности технолопдоских процессов.

Основное содержание работы опубликовано в следующих статьях.

1. Лисицын А.Е Изучение рекомбинации ультраструктуры клеток интактного ядра при подводе СВЧ-энергии// ИГО, 1996, К 3-4, с. 17-19.

2. Лисицын А. Е Изучение влияния релаксации давления водяного пара после СВЧ-обработки мятки на отжимание масла// ШП, 1996, N 3-4, с. 20-21.

3. Лисицын А. Е, Григорьева В. Е Изучение влияния СВЧ-нагрева на активность некоторых ферментов// 1Ш1, 1995, N 3-4, с. 31-37.

4. Лисицын А. Е Научные основы влияния СВЧ-полей на архитектонику тканей масличных семян в процессе электрофизической обработки//- Депонированная рукопись АгроНИИТЭИПП, N 872, 52 с., 1996.

5. Лисицын А. Е и др. Способ получения растительных масел из маслссодердащцх семян. Авт. свид. N 1601109 от 22. 06.1990. ГСереоформл. в патент.

- га -

6. Лисицын А. Е н др. йгековый пресс для отжима растительного масла. Ант. свид. N 1351817 от 15.07.1987. Переоформи. в патент.

7. Лисицын А. Е и др. Исследование основных закономерностей влияния СВЧ-обраОотки на процесс извлечения масла.

Тезисы доклада 1996. Материалы конференции.

¡ЬНиа$> ¿а)-, агу ,-. /се.

DIM. t tiVf-^ i

I .1

I •

it2- V

-•'■•■"t/î ■

ъ

►■VCCfl, . СВР. -i:í \ г » » •. . 1ь*. I I • !••«. . . IV . •

• <■.!•« I' . I It". •• С1ЛЦ1. . . ПО» —

• i a.■.>». . l't V . •

. л-. O tr.' . • : ) !.<> ■:

. t I f I Г . i n: •

.i. : i if i r . I ' -

i l'.ITtl II HC . Г I

I . --CP I I . I ■ Г

Приложение к раэлгяу I

Рис.1 Пооопиууй иатирного- ялра го^солн'теикв с нехортй .BJtewocrtr Ç.fïC roere С Необработан. в тгч«мат 150 с. при »овмост* голводюгой от СШ-нсточнкм 0,? nr. "I - ютггралыая кривая pacppi-^rjKmm cfrbcva'Top ---- -

2 - дифференциальная «pírea* распрелглсняя

объвуа" гор

3 - гистограмм раеграленека<» гругг гор

по pes^-зк

11 ч

«- - v

it'círtV"

к

VO

мл сел. . ОКР. . овъсим. . п.1. .

истин...пл.-

пл1. по». пор. • пбм.н. . . пор»

О^ьвп. . РОГ', >

.»■а» сг;

. сгл!м1;

1. »т сг/ом»:

а. аза еУ<*хг?

■ в*, юп сии»/г:

4?, а 1^ со^ог

Пр»лсягнмв к рмяелу 3 Рис.2. Порсгр.-ивм подсолнечного жмыха порученного пэслр т*»лаксац** водячого пара, на ■ чадо отжима через 30 с. после' подводл СВЧ-омергии.

'¿•эЗоае

1ваа

с 5 р. 1

ы

Сл I

зев F* юо ч

. L

t Q TH . Clbfet M

. ОКР. -ОбЪСМН..пл.• НС ТИН. . . Р/1. •

ПП.-ЛО». ПОР. * ОКЪСМ...ПОР*

ОПИЯ . . ПОР. »

. сг:

. *•! ср/сю: х. лаз :

4. 7Э1 см«/г: 4]|.*1а сьш/г:

3В. 47* ■со/о г

Приложение и ралделу 3 Гйс.З Порограмма подсолнечного кжх& залученного : в период релаксации•водяного пара,начало отжиуа через 15 с. после подвода микроволновой энергии.

9Я«<

и ср:

ОТ Н . CE-i.ru

ИДСС«. . ОЬ'Ы.МН. ИСТкН. .

пл.пое.

ОГ|>. -• пл. -. по. •

. г.гв

1. о г ■*

-.ВЦ

г. г 4И Ы -4. ВВ1

Приложение к разделу 6 '

Порограммл подсолнечного кииха полученного кондуктивным нагре«о«1 юпгкя влажностью 8.558 в течение» | 30 минут ;

1

______^.

СГ1

сг , см»: •.г^с»«;

1МУ г С(-мэ«г г

^ ЮС11 : Г.гр:

СО

1 I

-ъ* -

г