Технологические особенности производства и применения со


THE USE OF GAS-LIQUID TECHNOLOGIES DRY BREAKFAST



страница18/19
Дата09.08.2019
Размер8.88 Mb.
#128457
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

THE USE OF GAS-LIQUID TECHNOLOGIES DRY BREAKFAST

1Roslyakov Yu.F., 2Sakibaev K. Sh

1Kuban state technological University

2Osh technological University. M. After M. Adyshev
Annotation. The aim of the study is to study the advanced technologies of multicomponent cereal, designed on the basis of legumes and ore-holodnogo raw materials. The scientific novelty of the work is to improve the equipment and technology of extrusion processing of raw materials intended for the production of Breakfast cereals, through the use of the original technological method – CO2-pumping into the working cavity of the extruder. Computer diagrams of the dependence of protein, dietary fibers and lipids in plant raw materials on the duration of the extrusion process are presented.

Key words: carbon dioxide, CO2 extracts, seeds of cereals and legumes, nuts, extrusion Breakfast cereals.


УДК 661.123

РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ

БАВ В ДО И СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ РЕЖИМАХ

Занин Д.Е., Касьянов Д.Г.

Научно-производственное предприятие «Плазма К»

Аннотация. Совуременное развитие техники и технологии позволили сконструировать установку, позволяющую извлекать биологически активные вещества из растительных и микробных клеток жидким и флюидным диоксидом углерода. Выполненный авторами обзор научно-технической информации по исследуемой проблеме показал большой интерес специалистов экстракционных предприятий к этому направлению. Универсальная экстракционная установка позволяет получать экстракты из каротин и флавоноидсодержащего сырья.

Ключевые слова: экстракционная установка, диоксид углерода, каротиноиды
Разработанные в КубГТУ схемы автоматизированного управления процессом докритической СО2-экстракции позволяют получать продукты заданного качества [1].

Научный и практический интерес представляют разработки в области суб- и сверхкритической СО2- экстракции, связанные с разграничением задач получения экстрактов с максимально полной сохранностью ценных компонентов, либо с выделением из растительной матрицы отдельных термоустойчивых компонентов [2,3].

Ряд исследований посвящен выделению из корневого и зернового сырья каротиноидов и флавоноидов [4,5].

В НПП «Плазма К» разработана унифицированная установка для экстракции компонентов из растительного сырья, включающая последовательно установленные и сообщенный между собой посредством запорной арматуры емкость для хранения жидкого СО2, первый испаритель, экстрактор, две емкости для сбора экстракта и второй испаритель [1].



Способ включает экстракцию каротиноидов и флавоноидов из растительного сырья жидким и сверхкритическим диоксидом углерода в последовательном режиме. При этом, на первом этапе извлекают сумму каротиноидов жидким диоксидом углерода при давлении 6,5-7,0 МПа, температуре 26-28 оС, продолжительности процесса экстракции 150 мин. А на втором этапе, из СО2-шрота извлекают оставшиеся вещества сверхкритическим флюидным СО2 при давлении40 МПа и температуре 55 оС.

В случае использовании в роли растворителя жидкого диоксида углерода, можно получать концентрированные ароматические, вкусовые и биологически активные соединения,: жирорастворимые витамины и провитамины, гормональные веществ, фитонцидов, антиокислителей, бактерицидных и бактериостатических соединения. Что касается воскоподобных и смолистых веществ, содержащихся в растительном сырье, то они более термоустойчивые и извлекаются сверхкритическим диоксидом углерода.

При извлечении целевых компонентов из растительной матрицы с прочной клеточной структурой, необходимо преодолеть несколько барьеров.

Стабильность работы жидкоуглекислотной установкии во многом зависят от того, насколько оптимально сделан выбор режима работы аппаратуры и способ ее эксплуатации.

Многие установки для CO2-экстракции работают по принципу теплового насоса, используя практически постоянное (равновесное) рабочем давлении примерно 6,5 МПа и температуре около 25oC.

Для получения СО2-экстрактов из растительного сырья нецелесообразно использовать существующие экстракционные установки, не позволяющие проводить процесс до- и сверхкритической экстракции в одном экстракционном модуле.

Аппаратурное оформление двух процессов в одном экстракционном модуле, относится к наиболее сложным для промышленного исполнения. Требование поддерживать равномерное прохождение экстрагента в условиях высокого (более 10 МПа) давления, с условием последующей регенерации экстрагента, обязательно приводит к использованию нетрадиционных материалов типа угле- и стеклопластика, немагнитной высоколегированной нержавеющей стали.

Создаваемая установка предназначена для работы под высоким давлением и регулируемых температурных режимах. Принципиальным отличием вновь создаваемой установки считается возможность плавного повышения давления в экстракционном аппарате для извлечения целевых компонентов, типа каротиноидов, не прибегая к сложным методам разделения веществ.

Исследование технологических режимов процесса до и сверхкритической экстракции осуществлялось на универсальном экстракционном модуле.

На рисунке 1 приведена схема созданного авторами комбинированного СО2-экстракционного модуля.





1,15- сборник экстракта; 2,6,9,13- теплообменники» 3,8- экстракторы;

4- емкость со сжиженным газом; 5- промежуточная емкость;

7- емкость для модификатора; 10- прибор спектрофотометрического контроля;

11- блок управления; 12- сепаратор; 14- насос высокого давления

Рисунок – Схема универсальной установки для экстрагирования БАВ

из сырья в до и сверхкритическом режимах

Полное освоение этапов проекта позволит перейти на выпуск отечественных натуральных пищевых добавок с повышенным содержанием каротиноидов. Новая технология и оборудование отличаюся высокой технологичностью, содержит ряд ноу-хау.

Использование универсальной установки позволяет широко варьировать режимы температуры и давления с целью получения продуктов с прогнозируемыми свойствами. Приведенная на схеме установка позволяет проводить процесс извлечения БАВ из растительного сырья в до и сверхкритическом режимах. В универсальной экстракционной установке использованы отечественные комплектующие, позволяющие обойтись без импортных элементов оборудования и отказаться от заказов на каротинсодержащие пищевые добавки. Предложена нелокальная по времени регрессионная модель прогноза динамики содержания витамина С и влажности в процессе двухэтапного процесса экстракции компонентов из растительного сырья, позволяющая оптимизировать процесс обработки.

Работа выполнена при финансовой поддержке «Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» по программе Старт-2.

Литература

1.Занин Д.Е. Схемы автоматизированного управления процессом СО2-экстракции. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. «Устойчивое развитие, экологически безопасные технологии и оборудование для переработки пищевого сельскохозяйственного сырья; импортоопережение». –Краснодар: КубГТУ, 2016. – С. 117-121.

2.Касьянов Г.И., Занин Д.Е., Бахмет М.П. Научные и практические проблемы суб- и сверхкритической СО2- экстракции // Научные труды КубГТУ .-№3.-2014. – С.1-15.

3.Касьянов Г.И., Занин Д.Е., Силинская С.М. Возможности до и сверхкритической СО2-экстракции. В сб. научных трудов междун. научно-практ. конф. «Технические науки: современный взгляд на изучение актуальных проблем».–Астрахань: Эвенсис, июль 2016.–С. 87-92.

4.Никитина В. С., Абдуллин М. И., Гайнанова Л. Т. Получение пектинов, флавоноидов и каротиноидов из корней лекарственных растений //Вестник Башкирского университета, том 17, № 4, 2012. – С. 1715-1720.

5.Шарипова М.Б., Мирзорахимов К.К., Икрами М.Б. Расчет кинетических параметров процесса экстракции флавоноидов и каротиноидов из растительного сырья // Известия АН Республики Таджикистан, № 2, 2010. – https://elibrary.ru/pic/1pix.gifС. 63-67.


THE DEVELOPMENT OF A UNIVERSAL INSTALLER FOR EXTRACTION

BAS IN BEFORE AND SUPERCRITICAL REGIMES

Zanin D. E., Kasyanov D. G.

Research and production enterprise "Plasma K»
Annotation. The modern development of technology and technology has allowed to design a plant that allows to extract biologically active substances from plant and microbial cells with liquid and fluid carbon dioxide. The review of scientific and technical information on the studied problem performed by the authors showed a great interest of specialists of extraction enterprises in this direction. Universal extraction plant allows to obtain extracts from carotene and flavonoid-containing raw materials.

Keywords: extraction plant, carbon dioxide, carotenoids
УДК 664.956 (06)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

1Косенко О.В., 1Азаркевич А.В., 2Стасьева О.Н., 3Стриженко А.В.

1Кубанский государственный технологический университет

2МНПЦ «Экстракт Продукт»

3Краснодарский кооперативный институт (филиал)

Российского университета кооперации
Аннотация. В статье описаны способы обработки пищевого сырья и воды газообразным, твердым и жидким диоксидом углерода. Уделено внимание проблеме импортозамещения пищевых добавок, которая многогранна и позволяет придать новый импульс развитию производства и применениюСО2- экстрактов, используя в качестве основы пряно-ароматическое и лекарственное растительное сырье.

Ключевые слова: диоксид углерода, экстракты, научная школа
Введение. Экстракция ценных компонентов из растительного и животного сырья является сравнительно новым технологическим процессом. За разработку инновационных газожидкостных технологий отвечает Межрегиональный научно-производственный центр "Экстракт Продукт», а практическое осуществление научных разработок выполняет экстракционный завод ООО «Компания Караван». Приоритетным направлением деятельности МНПЦ «Экстракт Продукт» является курс на импортозамещение синтетических ароматических и вкусовых веществ на натуральные пищевые СО2-экстракты из отечественного растительного сырья [2]. Теоретическим обоснованием процессов газожидкостной обработки сельскохозяйственного сырья сжиженными и сжатыми газами занимаются ученые созданной при КубГТУ научно-педагогической школы, под руководством профессора Касьянова Г.И. [3].

Значительный объем исследований выполнен в области обогащения СО2-экстрактами и углеводно-белково-липидными СО2-шротами хлебо-булочных, мясных и рыбных продуктов [1,3,4]. За период работы школы число «профессий» диоксида углерода как технологического агента непрерывно растет. Например, выявлена роль СО2, в сочетании с ЭМП НЧ, инактивировать антипитательные вещества в семенах бобоовых культур [5].

Извлеченные с помощью жидкого диоксида углерода экстракты позиционируют как натуральную пищевую добавку, извлеченную из растительного сырья с помощью уникального растворителя - жидкого СО2, при давлении до 7,0 МПа и температуре 18-25 оС. После окончания процесса экстрагирования давление в аппарате снижается до атмосферного и в сборнике остается экстракт, в неизменном, но высококонцентрированном виде, сохранившем БАВ исходного сырья.

В разработке наукоемкой технологии и оборудования для производства СО2-экстрактов участвовали ученые КубГТУ и межрегиональный научно-производственный центр "Экстракт-Продукт" и защищены более 200 патентами на изобретения. Выпускает СО2-экстракты завод, принадлежащий ООО «Компания Караван» в пос. Белозерном, г. Краснодара.

Возглавляет предприятие большой энтузиаст новых технологий, опытный производственник Латин Н.Н. Здесь освоен выпуск 123 наименований СО2-экстрактов из индивидуального или смешанного сырья. На практике, диоксид углерода в различных фазовых состояниях имеет более широкое применение (таблица 1).

Особо следует остановиться на роли диоксида углерода в качестве экстрагента целевых веществ из растительного сырья. Годовая производительность экстракционного завода ООО «Компания Караван» составляет около 6 т экстрактов, при переработке 200 т сухого сырья. Накоплен опыт обогащения продуктов мясной, молочной, рыбной, консервной, пищеконцентратной, пивоваренной и хлебопекарной отраслей, с использованием СО2-экстрактов. Однако в настоящее время мощности по выпуску СО2-экстрактов не загружены, так как руководители перерабатывающих предприятий края предпочитают использовать более дешевые олеорезины и синтетические аналоги.

Имеется нормативная документация о безопасности экстрактов. СО2-экстракты, введенные в рецептурный состав продуктов, являются пищевыми обогатителями и концентратами БАВ, позволяют увеличивать выпуск импортозамещающей продукции функционального назначения, обладающей лечебно-профилактическими свойствами.

Более широкое применение СО2-экстрактов в качестве натуральных пищевкусовых добавок позволит отказаться от импорта опасных для здоровья олеорезин и синтетических ароматизаторов.


Таблица.1 Применение СО2-обработки в пищевой промышленности



Действующий фактор

Диапазон обработки

Вид обработки

Газообразный СО2

как стерилиз. агент



Р=2-3 МПа, t=15-29 оС

Барботирование жидкого диоксида углерода в воду для мойки сырья

Твердый диоксид углерода как хладоагент

Р=0,5 МПа, t=минус 65 оС

Добавление гранулированного твердого СО2 к сырью

СО2 как инертный стерилизующий газ при сублимации

сухого льда



Р=0,5 МПа, t=минус 4 оС

В нижнее отделение тары с сетчатой перегородкой помещают сухой лед, а в верхнее отделение-плоды и ягоды. При медленной возгонке пары СО2 проходят через слой сырья и защищают от порчи.

Замораживание сырья в присутствии криопротектора

Р=0,5 МПа, t=минус 65 оС

Замораживание криолабильного сырья с целью сохранения качества и стерилизации

Твердый СО2 в роли детартратора

Р=4,5 МПа, t=15-20 оС

Создание центров кристаллизации и охлаждения для солей винной кислоты

Жидкий диоксид углерода как эффективный гомогенизатор

Р=6,5 МПа, t=10-15 оС

Пропитывание сырья жидким диоксидом углерода с последующим резким сбросом давления

Выделение гидрофобных фракций жидким СО2 из жидких смесей

Р=6,5 МПа, t=10-20 оС

Экстракция в системе «жидкость -жидкость»

Суперсатурация водных сред

Р=4 МПа, t=10-15 оС

Барботирование жидкого диоксида углерода в воду или напитки

Растворимость индив.

в-в в сверхкритическом диоксиде углерода



Р=10-80 МПа, t=40-75 оС

Экстрагирование в системе «твердое тело-флюидный газ»

Растворимость БАВ в

жидком диоксиде углероде



Р=6,5 МПа, t=20-25 оС

Экстрагирование в системе «твердое тело-жидкость»

Литература

1.Золотокопова С.В., Касьянов Г.И., Золотокопов А.В. Применение коптильных СО2-экстрактов при производстве рыбоовощных паштетов. В сб. матер. междун. научно-практ конф. «Инновационные технологии и безопасность пищевых продуктов». Краснодар: КубГТУ, 2018. – С. 188-192.

2.Касьянов Г.И. Высокоэффективные газожидкостные технологии. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. «Инновационные технологии и безопасность пищевых продуктов». Краснодар: КубГТУ, 2018. – С. 7-12.

3.Касьянов Г.И. Деятельность научно-педагогической школы по газожидкостным технологиям. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. « Инновационные технологии, оборудование и добавки для переработки сырья животного происхождения». Краснодар: КубГТУ, 2018. – С. 16-19.

4.Касьянов Г.И., Силинская С.М., Зотова Л.В. Оптимизация рецептурного состава снеков методами математического моделирования. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. « Инновационные технологии и безопасность пищевых продуктов». Краснодар: КубГТУ, 2018. – С. 102-105.

5.Ольховатов Е.А., Касьянов Г.И. Инактивация антинутриентов сырья сельхозкультур сочетанным воздействием сжиженного диоксида углерода и слабого электромагнитного поля при их синергизме. В сб. научных трудов VIII Международный конгресс "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" М., 2018. – С. 135.



TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF CARBON DIOXIDE

1Kosenko O.V. 1Azarkevich A.V., 2Stasieva O.N., 3Strizhenko A. V.

1Kuban State Technological University

2MNPTS «Ekstrakt Produkt»

3Krasnodar cooperative Institute (branch) of the Russian University of cooperation


Annotation. The article describes how to process food raw materials and water with gaseous, solid and liquid carbon dioxide. Attention is paid to the problem of import substitution of food additives, which is multifaceted and allows us to give new impetus to the development of production and application of CO2-extracts, using spicy-aromatic and medicinal plant raw materials as the basis.

Keywords: carbon dioxide, extracts, scientific school
УДК 338.9

:10.31208/2618-7353-2018-1-3-8-14

ПУТИ УКРЕПЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ ПИЩЕВОЙ

И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Сергеев В.Н., президент АПБ, чл.-кор. РАН

НП «Академия продовольственной безопасности»
Аннотация. В статье проанализированы пути укрепления производственно-технической базы пищевой и перерабатывающей промышленности. Отмечена роль в ускорении научно-технического прогресса перерабатывающих отраслей промышленности ученых Кубанского государственного технологического университета, отметившего в 2018 году 100-летний юбилей.

Ключевые слова: продовольственные ресурсы, КубГТУ, производственно-техническая база, сырьевые ресурсы, обогащение продуктов питания
Пищевая и перерабатывающая промышленность России насчитывает более 77 тыс. предприятий различного профиля, на которых занято 1,2 млн. чел. Объем валовой продукции составляет около 300 млн. т. с реализацией продукции на 7000 млрд. руб.

Успех развития отдельных отраслей народного хозяйства, включая животноводство, во многом зависит от состояния системных технологий производства продукции [1,2]. Особое внимание уделяется освоению современных технологий переработки сырья и вопросам продовольственной безопасности [3,5,6].

В укреплении производственно-технической базы пищевой и перерабатывающей промышленности большая роль принадлежит инновационным разработкам отечественных ученых в области переработки сельскохозяйственного сырья. Весомый вклад в развитие научно-технического прогресса перерабатывающих отраслей промышленности принадлежит ученым старейшего в стране Кубанского государственного технологического университета, отметившего в 2018 году 100-летний юбилей [4]. Деятельность ученых этого вуза высоко оценена в стране и на Кубани, где многие из них удостоены государственных и региональных наград.

Выполняя программу импортозамещения в стране отмечается рост производства и реализации продуктов сельского хозяйства (таблица 1).




Существенно выросло, за последние 3 года, количество организаций по производству пищевых продуктов, которое достигло сейчас 4485. В таблице 2 показан уровень переработки и реализации продовольственной сельскохозяйственной продукции.


Значительный объем производства сельскохозяйственной продукции стал приходиться на личные хозяйства и индивидуальных предпринимателей. В личном использовании и реализации на рынке находится 89 млн. тонн продукции: зерна 36,7 млн. т., подсолнечника 3,3, картофеля 22,6, овощей 9,6, скота и птицы 1,6, молока 10 млн. т.

В таблице 2 приведены сведения о переработке и реализации сельхозпродукции.



Объем отгруженной инновационной продукции составляет 209 млрд. руб, из которых 161 млрд. руб приходится на товары, вновь внедренные или подвергавшиеся значительным технологическим изменениям.

Нерешенной до настоящего времени проблемой остается снижение уровня потерь сельскохозяйственной продукции при хранении и переработке. В таблице 3 приведен уровень потерь сырья на этапах от поля до потребителя.


На каждый руб. инвестиций в охоту, рыбоводство и лесное хозяйство в России осваивается только 0,5 руб. на производство пищевых продуктов. А на каждый руб. инвестиций в основной капитал организаций с участием иностранного капитала осваивается 2 руб.

Для сравнения можно привести опыт США, обладающих развитой пищевой промышленностью, где на 1 доллар вкладываемый в развитие сельского хозяйства, параллельно осваивается 1,24 доллара в пищевой и перерабатывающей промышленности.

Большим резервом повышения отдачи от переработки сельскохозяйственной продукции является использование вторичых сырьевых ресурсов, объем которых составляет 40-41 млн. т. В таблице 4 приведены объемы вторичных ресурсов, образующихся н7а пищевых предприятиях.

В таблице 5 приведены цифры потребления основных продуктов питания в России на 1 чел.




Потребность пищевой, перерабатывающей и рыбной промышленности в оборудовании на 2018-2024 гг. составляет 692 млрд. руб. (таблица 6).


Таким образом, приведенная в таблицах информация, позволяет составить мероприятия по повышению эффективности переработки сельскохозяйственной продукции.

Литература

1.Горлов И.Ф. Основы современных аспектов технологии мясопродуктов /И.Ф. Горлов, М.И. Сложенкина, В.Н. Храмова, Е.А. Селезнева. – Волгоград, 2013. – 83с.

2.Горлов И.Ф. Создание системных технологий производства продукции животноводства //Вестник мясного скотоводства, том 1, №63, 2010. – С.9-15.

3.Молчан А.С., Касьянов Г.И. Горизонты продовольственной безопасности страны. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. "Инновационные технологии, оборудование и добавки для переработки сырья животного происхождения», Краснодар: КубГТУ, 2018. – С.11-16.

4.Подгорный С.А., Касьянов Г.И. Ученые КубГТУ – навстречу 100-летнему юбилею. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. "Инновационные технологии, оборудование и добавки для переработки сырья животного происхождения», Краснодар: КубГТУ, 2018. – С.7-11.

5.Сергеев В.Н. Производственно-техническая база пищевой, перерабатывающей и рыбной промышленности России //Аграрно-пищевые инновации, № 3, 2018. С. 8-14.

6.Сергеев В.Н. Тенденции развития пищевой и перерабатывающей промышленности на современном этапе. В сб. матер. междун. научно-практ. конф. «Экологические, генетические и биотехнологические проблемы и их решение при производстве и переработки продукции животноводства», Волгоград, 2017. – С.9-18.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница