Разработка и интенсификация процесса сублимационной сушки растительного сырья для получения диетических продуктов
На правах рукописи
АБДУЛХАЛИКОВ Заурбек Абдулвагидович
РАЗРАБОТКА И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА
СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЕТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ
05.18.12 – Процессы и аппараты пищевых производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Махачкала – 2011
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дагестанский государственный технический университет»
Научный руководитель
кандидат технических наук, профессор Омаров Магомед Мангуевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Улумиев Адам Абакарович
доктор технических наук Алиев Мурад Ризванович
Ведущая организация Прикаспийский институт биологических ресурсов
Дагестанского научного центра РАН
Защита состоится «_26_» декабря 2011 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.052.05 в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», 367015, Республика Дагестан, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70, ауд. 202.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет». Сведения о защите и автореферат диссертации размещены на официальном сайте ВАК Министерства образования и науки РФ http://www.vak.ed.gov.ru и на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет» http://[email protected]
Автореферат разослан «_25_» ноября 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
к.т.н., доцент М.Н. Исламов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Одной из важных проблем пищевого производства является получение продукции высокого качества, повышение биологической ценности продуктов детского и диетического питания.
Белокочанная капуста и другие виды растительного сырья с древних времен применяются не только как пищевой, но и как лечебный продукт. В настоящее время капусту применяют для профилактического питания и лечения язвы желудка и 12-перстной кишки. Эффект лечения обусловлен в основном содержанием противоязвенного фактора – витамина U (S-метилметионина), аскорбиновой кислоты и незаменимых аминокислот.
Диетический продукт из капусты представляет собой сок свежий стерилизованный, высушенный сублимацией и на распылительных сушилках. Однако при распылительной сушке разрушается основное количество витаминов и других ценных компонентов продукта; кроме того, в процессе тепловой сушки потери пюре из-за уноса воздухом и прилипания к внутренним поверхностям камеры достигают 9-10 %. Продолжительность сублимационной сушки сока превышает 500 минут. Сублимационная сушка пюре капусты в вакууме лишена указанных недостатков.
Поэтому очевидна необходимость исследований технологических процессов, направленных на получение диетического (лечебного) продукта из пюре капусты методом сублимации.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка новой интенсивной технологии сублимационной сушки растительного сырья для получения диетических продуктов. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:
- разработка новой технологии получения сухого пюре белокочанной капусты методом сублимационной сушки;
- экспериментальное определение оптимальных параметров замораживания и сушки пюре;
- исследование кинетики сублимационной сушки пюре;
- изучение изменений гигроскопических свойств сухого пюре капусты;
- изучение изменений химического состава пюре капусты в процессе его получения, сушки и хранения;
- исследование процессов получения диетических продуктов из капусты, крапивы, подорожника и др. видов плодоовощного и лекарственного сырья Дагестана;
- апробация результатов исследований в производственных условиях.
Научная новизна. Разработана интенсивная технология производства сублимированного пюре белокочанной капусты. Изучены влияния различных параметров замораживания, сушки и хранения на химический состав пюре капусты, а также гигроскопические свойства пюре капусты сублимационной сушки при различных значениях относительной влажности; получены уравнения изотерм сорбции и продолжительности сушки.
Установлено влияние процесса вакуумирования дробленой массы на продолжительность сублимационной сушки и качественный состав полученного продукта. Новизна предлагаемого технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение.
Разработана технологическая инструкция по производству сублимированного пюре белокочанной капусты (ТУ 9164-001-02069504–11).
Практическая значимость работы. Теоретически обоснована и практически предложена схема сублимационной сушки пюре белокочанной капусты с предварительным вакуумированием. Полученные оптимальные параметры воздушной среды рекомендуется использовать при расфасовке лиофилизованного пюре на овощесушильных предприятиях.
Разработанные технологические схемы производства диетических купажированных соков из плодоовощного и лекарственного сырья Дагестана можно использовать в консервной и овощесушильной промышленности.
Внедрение результатов работы. Результаты исследования внедрены в учебный процесс в Дагестанском государственном техническом университете и приняты к внедрению на пищеконцентратном предприятии ОАО «Дагинтерн» (г. Избербаш, РД).
Медико-биологические исследования показали эффективность действия пюре капусты сублимационной сушки при лечении язвенной болезни желудочно-кишечного тракта.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на III Всероссийской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» (Ставрополь, 2005 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы химии и нефтехимии: наука, образование, производство, экология» (Махачкала, 2008 г.); XI Международной научно-практической конференции «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010 г.); Итоговых научно-технических конференциях преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДагГТУ ( Махачкала, 2001 – 2010 гг.). Сублимированные купажированные соки и пюре из плодов, овощей и лекарственного сырья экспонировались на межрегиональных выставках «Дагпродэкспо» 2003 – 2010 в г. Махачкале.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 18 научных работ, в том числе 3 статьи в реферируемых изданиях, получен 1 патент РФ на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 131 страницах, включая 28 рисунков, 14 таблиц и 4 приложений. Список использованной литературы включает 136 наименований.
Объекты исследования – белокочанная капуста (Амагер, Дербентская), районированная в Республике Дагестан, пюре сублимационной сушки, восстановленное пюре, абрикосовый сок с мякотью и сахаром, яблочный неосветленный сок без мякоти, морковь, подорожник, крапива.
Результаты исследований обработаны методами математической статистики.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении даны обоснование актуальности темы и цели диссертационной работы, научной новизны и практической ценности.
В первой главе «Аналитический обзор» проведен анализ литературных данных техники и технологии сушки плодоовощного сырья для производства диетического (лечебного) питания. Развитие теории и практики сублимационной сушки пищевых продуктов связано с именами таких ученых, как А.В. Лыков, А.А. Гухман, А.М. Бражников, Г.Б. Чижов, А.С. Гинзбург, Э.И. Каухчешвили, Э.И. Гуйго, Н.К. Журавская, А.З. Волынец, П.А. Новиков, Д.П. Лебедев, А.А. Улумиев, М.М. Омаров, С.И. Кочерга и других.
Во второй главе «Характеристика сырья, методы исследования и схема экспериментальной установки» дано описание экспериментальной установки, описаны методы и приборы контроля параметров сушки.
Приведена технологическая схема производства пюре белокочанной капусты. Описаны принцип работы и устройство основного и вспомогательного оборудования.
Основные физико-химические показатели исследуемых образцов капустного пюре определяли стандартными современными методами: криоскопическую температуру – методом криоскопии с применением термометра Бекмана; влажность – в модификации В.Г. Поповского; общий и инвертный сахар – с применением фелинговой жидкости; общую кислотность; активную кислотность – потенциометрическим методом; общий и белковый азот – по Кьельдалю; цвет – по оптической плотности водноспиртовых вытяжек на фотоэлектроколориметре; витамин С – основным индофенольным методом с применением сероводорода; S-метилметионин (витамин U) – по методу, разработанному в институте биохимии им. А.Н. Баха с применением электрофореза; равновесную влажность – тензиметрическим методом.
В третьей главе «Результаты исследований и их обсуждение» приведены результаты исследований технологических процессов получения пюре капусты методом сублимационной сушки.
В процессе работы определяли криоскопическую температуру пюре. Содержание сухих веществ в пюре капусты составляло 7,07,4 %. Полученное значение криоскопической температуры исследованного нами продукта составляло минус 1,05С.
Кроме этого, были проведены эксперименты по определению криоскопической температуры абрикосового сока с мякотью и яблочного неосветленного сока без мякоти в льдосоляном растворе при температуре среды минус 20С с различным содержанием сухих веществ в соках.
На основании проведенных опытов были получены аналитические зависимости для определения криоскопической температуры фруктовых соков при различных концентрациях сухих веществ, которые приведены ниже (в формулах учитываются не размерности, а только числовые значения приводимых показателей):
tкр = (
) + 0,5 (1)
tкр = –
(2)
Формулы (1) и (2) определяют, соответственно, зависимость криоскопической температуры (tкр) от концентрации сухих веществ (х) абрикосового сока с сахаром и яблочного неосветленного сока без мякоти.
Расхождение экспериментальных данных и результатов, полученных расчетным путем, не превышает 5%.
Влияние удельной нагрузки пюре на продолжительность сушки. Проведена серия опытов сублимационного обезвоживания капустного пюре при толщине слоя 6,8,10 и 12 мм (таблица 1).
Результаты показывают, что увеличение удельной нагрузки пюре не только увеличивает продолжительность процесса сушки, но и существенным образом влияет на качество сухого продукта. Так при толщине слоя 12 мм продукт приобретает непривлекательный внешний вид: имеются недосушенные и пересушенные участки в противнях, появляется запах жареной капусты, который объясняется взаимодействием редуцирующих сахаров с аминокислотами пюре (меланоидиновые реакции).
Таблица 1 – Влияние удельной нагрузки пюре на продолжительность сушки
| Толщина слоя пюре, мм | Начальная влажность пюре, % | Удельная нагрузка на греющую поверхность, кг/м2 | Продолжительность сушки, мин | Производительность сублиматора, кг пюре/м2сутки | Конечная влажность, % |
| 6 8 10 12 | 92,5 92,4 92,3 92,4 | 4,88 6,5 8,13 9,76 | 350 390 440 560 | 21,11 25,05 27,59 26,08 | 2,9 3,2 3,65 4,15 |
С учетом времени на подготовку, загрузку и выгрузку сублиматора в сутки можно произвести циклов при толщине слоя пюре (в мм): 6 – 4,3; 8 – 3,85; 10 – 3,39; 12 – 2,67. При этом можно обеспечить выработку сухого продукта с 1 м2 поверхности соответственно 1,6; 1,97; 2,2; 2,06 кг.
Таким образом, при сублимационной сушке пюре капусты толщиной слоя 8 и 10 мм технико-экономические показатели установки выше, но качество готового продукта лучше при толщине слоя 8 мм. Поэтому, для дальнейших исследований принимаем толщину слоя 8 мм.
Влияние температуры замораживания пюре на кинетику сушки.
Целесообразно определить оптимальную температуру предварительного замораживания пюре, при которой после сушки с меньшими энергетическими затратами обеспечивалось бы высокое качество продукта.
Как показывают полученные данные, различные режимы предварительного замораживания не оказывают существенного влияния на основные качественные показатели продукта (таблица 2). Однако, капустное пюре, замороженное до температуры минус 15 и 20 °С, в процессе сублимации вспенивалось, образуя на поверхности вязкий слой, препятствующий тепло- и массообмену. При этих температурах под пеной оставались недосушенные участки, то есть пюре высушивалось неравномерно.
Таблица 2 – Влияние температуры замораживания на качественные показатели сублимированного пюре белокочанной капусты (на сухую массу)
| Показатели | Температура замораживания пюре, оС | |||
| -15 | -20 | -25 | -30 | |
| Начальная влажность, % | 92,4 | 92,4 | 92,4 | 92,4 |
| Толщина слоя пюре, мм | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Удельная нагрузка пюре, кг/м2 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 |
| Количество влаги, удаляемой при отрицательной температуре, % | 86,4 | 88,6 | 90,0 | 90,1 |
| Конечная влажность сухого продукта | 3,25 | 3,18 | 3,2 | 3,1 |
| Общая продолжительность сушки, мин. | 310 | 345 | 390 | 450 |
| Содержание витамина С, мг% а) до сушки; б) после сушки | 396,2 244,2 | 396,2 252,7 | 396,2 266,6 | 396,2 260,4 |
| Содержание витамина U, мг% а) до сушки; б) после сушки | 113,4 92,7 | 113,4 94,1 | 113,4 97,3 | 113,4 96,6 |
| Внешний вид пюре после сушки | Желтый со светло-коричневым оттенком | Светло-желтый | ||
Продукт, полученный из пюре, замороженного при температуре минус 30°С, имел хороший внешний вид и химический состав его изменялся незначительно, но продолжительность сушки была слишком велика. Пюре, замороженное при минус 25 °С, высушивалось равномерно. Поэтому, для получения сухого продукта из пюре (с меньшими энергетическими затратами при замораживании и сушке) оптимальной температурой замораживания считаем минус 25 °С.
Влияние температуры нагревателей на продолжительность процесса сушки. Капустное пюре, замороженное до температуры минус 25°С, толщиной слоя 8 мм высушивали при различной температуре нагревателей, используя двусторонний подвод тепла: под противнями устанавливали темные электрические нагреватели (ТЭНы), а сверху – инфракрасные излучатели СФ-4. В период сублимации температура излучателей составляла, соответственно, 100±5 и 90±5°С. При повышении температуры излучателей до 110°С длительность сушки сокращается с 510 до 360 минут. Но увеличение температуры греющей поверхности вызывает подгорание поверхности замороженного пюре в период сублимации, что способствует увеличению перепада температур в толще продукта, неравномерному обезвоживанию и, в конечном итоге, снижению качества высушенного материала. Поэтому с учетом минимальной продолжительности сушки и сохранения при этом высокого качества пюре за оптимальную температуру поверхности нагревателей в процессе сублимации и тепловой досушки приняли: ТЭНов - 105…65°С, СФ-4 - 95…55°С. На рисунке 1 показан график сушки пюре, замороженного при минус 25°С. Как видно из рисунка продолжительность сушки составила 380 минут.
Рисунок 1 – Кривые сушки пюре капусты, замороженного при температуре минус 25°С: 1 – температура ТЭНов; 2 – температура светлых излучателей СФ-4; 3 – температура поверхности пюре; 4 – температура центра слоя пюре; 5 – кривая сушки; 6 – температура конденсатора-вымораживателя; 7 – кривая остаточного давления
Влияние процесса вакуумирования на продолжительность сублимационной сушки. Проведены эксперименты по определению продолжительности процесса сублимационной сушки пюре белокочанной капусты с предварительным вакуумированием и влиянием этого процесса на качественный состав готового продукта.
Пюре белокочанной капусты готовили с использованием процесса вакуумирования. После очистки от верхних покровных листьев, мойки, резки и дробления белокочанную капусту подвергали вакуумированию при остаточном давлении 50100 мм.рт.ст. (6,613,3 кПа) в течение 1020 минут, при этом из пюре удаляется воздух в количестве 810%, и масса продукта уменьшается на 45%.
Далее пюре замораживали толщиной слоя 8 мм до температуры минус 25°С и сушили сублимацией при двустороннем подводе тепла от инфракрасных излучателей (как и в случае сушки пюре капусты без вакуумирования) до остаточной влажности 5 %. Остаточное давление в сублиматоре при сушке пюре составляло 0,5ч0,7 мм.рт.ст. (66,693,3 Па).
Продолжительность сушки по предложенному способу сокращается на 80 мин., т.к. при этом исключается вспенивание пюре при сублимации.
Вспенивание приводит к образованию пленки на поверхности продукта, которая, в свою очередь, препятствует массообменному процессу.
На рисунке 2 представлены кривые сушки пюре капусты с предварительным вакуумированием. Продолжительность сушки составила 300 минут.
Рисунок 2 – Кривые сушки пюре белокочанной капусты с предварительным вакуумированием: 1 – температура ТЭНов; 2 – температура светлых излучателей СФ-4; 3 – температура продукта; 4 – кривая сушки; 5 – температура конденсатора-вымораживателя; 6 – кривая остаточного давления
Исследование гигроскопических свойств. Исходя из полученных S – образных изотерм сорбции (рисунок 3), рассчитывали содержание влаги различных форм связи в продукте. Так, количество наиболее прочно связанной адсорбционной влаги мономолекулярного слоя составляет 4,5 % (при < 20%). На участке изотерм при =2075% кривые обращены выпуклостью к оси ординат, что характеризует влагу полимолекулярной адсорбции. На участке >75% характерна влага капиллярной конденсации.
Рисунок 3 – Изотермы сорбции пюре белокочанной капусты сублимационной сушки при различной температуре воздуха: 1 – при температуре 2С; 2 – при температуре 20 С; 3 – при температуре 30С; 4 – при температуре 37С; 5 – при температуре 50°С
Равновесная влажность пюре зависит как от температуры, так и от относительной влажности воздуха. Повышение температуры воздуха от 2 до 50°С приводит к снижению Wр продукта, особенно при высокой влажности. Так, увеличение температуры в указанном интервале вызвало уменьшение Wp на 0,4 % при 20% и на 28,5 % при = 85%.
После обработки экспериментальных данных получено уравнение для определения равновесной влажности сублимированного пюре капусты:
Wр = a. e b + c., (3)
где a, b и с – коэффициенты;
а = 6,047. 10 –3 + 2,679. 10-4. t;
b = 0,101 – 5,371. 10 –4. t;
c = 0,32 – 1,712. 10-3. t.
Уравнение применимо в интервале температур от 2 до 50 °С и относительной влажности воздуха от 20 до 85%. Погрешность определения Wр по полученной формуле не превышает 3%.
Рисунок 4 – Кривые увлажнения пюре капусты сублимационной сушки при различных значениях относительной влажности воздуха: 1 – 20 %; 2 – 35 %; 3 – 45%
Влажность сублимированных продуктов перед фасовкой должна быть не более 5 %. Из графиков видно (рисунок 4), что относительная влажность в расфасовочном отделении не должна превышать 35% при t = 20°C (при такой температуре производят фасовку, упаковку и хранение сухого продукта).
Расчет продолжительности сушки. Обрабатывая опытные данные, полученные при различных температурах замораживания, температурах излучателей и удельных нагрузках продукта по методу приведенной скорости сушки, получено уравнение продолжительности обезвоживания пюре:
(4)
где, W1, Wк, W2, Wр – соответственно, начальная, критическая, текущая и равновесная влажности, %;
N – скорость постоянного периода сушки, %/мин.
Коэффициенты А и характеризуют перемещение влаги внутри материала в период падающей скорости сушки. В нашем случае А=197,2 и =0,82. Среднеквадратичное отклонение расчетных значений от опытных данных составляет ±10,8, коэффициент вариации – 4,2%.
Скорость постоянного периода сушки N пюре прямо пропорциональна температуре (t) нагревателей и обратно пропорциональна удельной нагрузке абсолютно сухого материала 
;
N = 2,16+0,0127
t; (5)
Среднеквадратичное отклонение расчетных величин N от опытных данных составляет ±0,21, а коэффициент вариации – 4,13 %.
Изменение физико-химических показателей пюре капусты в процессе сублимационной сушки и хранения.
Исследовали пюре из белокочанной капусты, которое получали, замораживали и сушили сублимацией по разработанным ранее режимам. Результаты физико-химических анализов пюре до и после сушки приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Физико-химические анализы пюре до и после сушки (на сухую массу)
| Показатели | Пюре белокочанной капусты | ||
| до сушки | после сушки | ||
| без вакумирования | с вакумированием | ||
| Влажность, % | 92,4 | 3,2 | 3,3 |
| Титруемая кислотность, % | 2,74 | 2,59 | 2,65 |
| Активная кислотность, рН | 6,2 | 6,5 | 6,5 |
| Витамин С, мг% | 396,2 | 266,3 | 318,6 |
| Витамин U, мг% | 113,4 | 97,3 | 107,9 |
| Общий сахар, % В том числе: редуцирующие сахароза | 54,17 50,85 3,25 | 56,33 52,10 2,94 | 56,33 52,10 2,94 |
| Общий азот, % В том числе: белковый небелковый | 2,55 1,1 1,45 | 2,31 0,95 1,36 | 2,40 0,95 1,45 |
| Оптическая плотность водноспиртовых вытяжек при =400 мкм | 0,188 | 0,171 | 0,168 |
Потери витамина С при сушке пюре без вакуумирования составляли 32% и 20 % - с вакуумированием, от его исходного содержания в капусте. Незначительная потеря аскорбиновой кислоты при получении сухого продукта с применением вакуумирования объясняется проведением процесса при меньшем контакте с кислородом воздуха.
Образцы сухого пюре капусты были расфасованы в пакеты из полимерного материала: полиэтилен целлофан ПЦ-2 в сочетании с хостофан-металл-РЕ. За 6 месяцев хранения при температуре 20°С влажность продукта не превышает 5 % и комкование (слеживание) порошка не наблюдалось.
Проницаемость алюминиевой фольги при толщине 0,03 мм равна нулю. Поэтому, полимерные материалы на основе алюминиевой фольги эффективно защищают продукт от действия влаги и кислорода воздуха из окружающей среды.
Качественные показатели полученного продукта при сушке сублимацией с вакуумированием лучше, чем по способу сублимации без предварительного вакуумирования вследствие удаления кислорода из продукта. Цвет готового продукта – кремовый, содержание витаминов С и U больше соответственно на 20 и 10% по сравнению с контролем.
Получение купажированных соков сублимационной сушки.
Исследовали также возможность получения купажированных диетических продуктов из плодоовощного и лекарственного сырья Дагестана.
В разработанных композициях использовались традиционные и лечебные виды сырья (яблоки, томаты, абрикосы, капуста, подорожник и др.). Использование плодоовощного и лекарственного сырья в производстве купажированных соков улучшает органолептические свойства и повышает биологическую ценность диетических продуктов.
По результатам органолептических показателей были выбраны оптимальные варианты соотношения соков, высушенных сублимацией, которые рекомендуются для профилактического диетического питания.
Оптимальные соотношения некоторых полученных купажированных соков представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Соотношение купажированных соков
| Купажированные соки | Соотношение соков |
| Яблочно-томатный | 85:15 |
| Абрикосово-томатный | 60:40 |
| Черносмородино-вишнево-ежевичный | 15:55:25 |
| Яблочно-абрикосово-черносмородиновый | 50:30:20 |
| Капустно-свекольный | 60:40 |
| Капустно-абрикосово-подорожниковый | 40:30:30 |
Также разработана технологическая схема получения купажированного сока из капусты, крапивы и подорожника с дальнейшей сублимационной сушкой.
Соки смешивали в соотношении 5:2:3 (капустный сок: сок подорожника: сок крапивы). Полученный купажированный сок с содержанием сухих веществ 6,7 % разливали на противни толщиной 8 мм, замораживали при минус 30°С и сушили сублимацией.
Физико-химические показатели купажированного сока до и после лиофильной сушки представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Физико-химические показатели купажированного сока (капустный сок: сок подорожника: сок крапивы) до и после лиофильной сушки (на сухую массу)
| Показатель | До сушки | После сушки |
| Сухие вещества, % | 6,7 | 95,0 |
| Общий сахар, % | 68,1 | 65,2 |
| Азотистые вещества, % | 11,3 | 9,9 |
| Общая кислотность, % | 5,67 | 4,25 |
| Витамин С, мг% | 595,5 | 475,0 |
| Витамин U, мг% | 90,7 | 82,2 |
| Каротин, мг% | 11,3 | 9,9 |
Общая продолжительность процесса сушки купажированного сока составила 560 минут при двустороннем подводе тепла, а при одностороннем подводе тепловой энергии от темных электрических нагревателей – 720 мин.
В четвертой главе «Экономическая эффективность получения сухого пюре белокочанной капусты сублимационной сушки» приведена экономическая целесообразность получения диетического сублимированного пюре.
По имеющимся данным, на курс лечения больного (28 дней), страдающего язвенной болезнью желудка, с учетом стоимости фармацевтических препаратов в среднем затрачивается 1800-2000 рублей в месяц. Такой же эффект обеспечивается при лечении больного лиофилизованным пюре капусты стоимостью 1250-1300 рублей. При этом необходимо учитывать, что при лечении указанным сублимированным диетическим продуктом никаких побочных явлений не возникает, т.к. это экологически чистый пищевой продукт.
Таким образом, экономический эффект применения сублимированного пюре капусты вместо фармацевтических препаратов для проведения курса лечения одного больного составляет в среднем 500 рублей.
ВЫВОДЫ
- Разработана новая технология и аппаратурно-технологическая схема получения сухого пюре белокочанной капусты с предварительным вакуумированием, которая позволяет уменьшить продолжительность сублимационной сушки пюре на 80 минут.
- Исследованы гигроскопические свойства сухого пюре в широком диапазоне температур и относительной влажности. Получены уравнения, позволяющие рассчитать равновесную влажность пюре капусты в зависимости от температуры и относительной влажности среды. Для предотвращения увлажнения готового продукта относительная влажность воздуха в расфасовочном отделении овощесушильного предприятия не должна превышать 35%.
- Получено уравнение общей продолжительности сублимационной сушки пюре капусты. Скорость постоянного периода сушки прямо пропорциональна температуре нагревателей и обратно пропорциональна удельной нагрузке сухого материала.
- Понижение температуры замораживания пюре от минус 15° до минус 30°С вызывает увеличение продолжительности обезвоживания на 140 минут. Оптимальной температурой предварительного замораживания является минус 25°С.
- Изучены изменения физико-химических показателей лиофилизованного пюре капусты и сухого продукта упакованного в пакеты из полимерной пленки, на основе алюминиевой фольги, при хранении в течение 6 месяцев. Содержание витамина С снижается при этом с 266,6 до 207,7 мг% и витамина U – с 97,3 до72,9 мг%. За указанный срок хранения комкование и слеживание высушенного продукта не наблюдалось.
- Разработана технологическая инструкция на производство диетического (лечебного) продукта из пюре белокочанной капусты методом сублимационной сушки с предварительным вакуумированием.
- Проведенные медико-биологические исследования показали, что пюре капусты сублимационной сушки оказывает анаболическое действие на язвенных больных, т.е. способствует ускорению заживления язв.
- Разработаны технология и основные процессы получения купажированных соков из плодоовощного и лекарственного сырья методами стерилизации и сублимации. Новые виды соков находят применение при немедикаментозном лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, печени, селезенки, почек, авитаминоза и др.
- Экономический эффект применения сублимированного пюре капусты вместо медицинских препаратов при лечении язвенной болезни желудочно-кишечного тракта составляет 500 рублей на одного больного.
Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:
- Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК:
- Омаров М.М., Абдулхаликов З.А., Пиняскин В.В. Исследование кинетики увлажнения пюре белокочанной капусты сублимационной сушки // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2005. – № 3. – С. 44-45. (0,12/0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Сублимационная сушка пюре белокочанной капусты // Вестник международной академии холода. – 2005. – № 4. – С. 35. (0,12/0,06 п.л.)
- Омаров М.М., Исламов М.Н., Абдулхаликов З.А. Диетический продукт из капусты и лекарственного сырья Дагестана // Пищевая промышленность. – 2010. – № 3. – С. 32 – 33. (0,18/0,06 п.л.)
- Авторские свидетельства и патенты:
- Способ сушки пюре белокочанной капусты: Патент 2415594 Рос. Федерация: МПК А 23 В 7/02/ Омаров М.М., Абдулхаликов З.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет». - № 2009117618; заявл. 08.05.09, опубл. 10.04.11, Бюл.№ 10 (0,18/0,09 п.л.)
- Статьи, опубликованные в других научных журналах и изданиях:
- Аминов М.С., Омаров М.М.,, Абдулхаликов З.А., Махмудов А.С. Сублимационная сушка купажированного сока // Сб. тез. докл. XXIII науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. – Махачкала: ДГТУ, 2001. – С. 16. (0,04/0,01п.л.)
- Аминов М.С., Омаров М.М.,, Абдулхаликов З.А. К вопросу производства диетических купажированных соков // Совершенствование технологических процессов в пищевой и легкой индустрии: сб. науч. труд. преподавателей и сотрудников технологического факультета. – Махачкала: ДГТУ, 2002. – С. 28-31. (0,18/0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Использование инфракрасных излучателей при получении сухих диетических продуктов // Сб. тез. докл. XXIV науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. – Махачкала: ДГТУ, 2003. – С. 147. (0,06/0,03п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Сублимационная сушка пюре белокочанной капусты // Сб. тез. докл. XXV науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. – Махачкала: ДГТУ, 2004. – С. 73. (0,06/0,03 п.л.)
- Омаров М.М., Абдулхаликов З.А. Изучение сорбционных свойств пюре капусты сублимационной сушки // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – Махачкала, 2005. – Вып. 7.– С. 82 – 83. (0,24/0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М., Исламов М.Н. Технология получения диетических продуктов из пюре белокочанной капусты // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. труд. III Рос. науч.-практ. конф., 20-22 апреля 2005 г. – Ставрополь: АГРУС, 2005. – Том 2. – С. 77 – 78. (0,12/0,04 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Изотермы сорбции сухого пюре белокочанной капусты // Сб. тез. докл. XXVI науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. Технические науки. – Махачкала: ДГТУ, 2005. – С. 84-85. (0,12/0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Влияние температуры замораживания пюре белокочанной капусты на продолжительность лиофильной сушки // Сб. тез. докл. XXVII науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. Технические науки. – Махачкала: ДГТУ, 2006. – Часть I. – С. 156. (0,06/0,03 п.л.)
- Абдулхаликов З.А. Кинетика сублимационной сушки пюре белокочанной капусты // Сб. тез. докл. XXVIII итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. Технические науки. – Махачкала: ДГТУ, 2007. – Часть 1. – С. 138. (0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. К вопросу о сублимационной сушке плодоовощного сырья // Совершенствование технологических процессов в пищевой и легкой индустрии: сб. науч. труд. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов технологического факультета. – Махачкала: ДГТУ, 2007. – С. 48 – 51. (0,18/0,09 п.л.)
- Абдулхаликов З.А. К вопросу интенсификации сублимационной сушки // Сб. тез. докл. XXIX итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. – Махачкала: ДГТУ, 2008. – С. 157. (0,06 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М. Технология получения лечебного лиофилизованного продукта из капусты // Современные проблемы химии и нефтехимии: наука, образование, производство, экология: матер. серос. науч.-практ. конф., 18-20 декабря 2008 г. – Махачкала: ДГТУ, 2008. – С. 106-108. (0,11/0,06 п.л.)
- Омаров М.М., Абдулхаликов З.А. Новый лечебный (диетический) продукт с использованием крапивы двудомной // Сб. тез. докл. XXX итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. Технические науки. – Махачкала: ДГТУ, 2009. – Часть 1. – С. 167. (0,03/0,015 п.л.)
- Абдулхаликов З.А., Омаров М.М., Исламов М.Н. Производство лечебного продукта из капусты и лекарственных трав // Пищевые технологии и биотехнологии: сб. тезисов докладов XI междунар. конф. молодых ученых, 13 – 16 апреля 2010 г. – Казань: Отечество, 2010. – С. 182. (0,06/0,02 п.л.)
