Теоретические основы процесса получения продуктов с использованием соево-морковно-грибных композиций

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Дальневосточный государственный аграрный университет (Благовещенск)

Теоретические основы процесса получения продуктов с использованием соево-морковно-грибных композиций

Иванин А.Г.

Аннотация

Разработаны схема линии и многофункционального устройства для приготовления инновационных продуктов на основе соево-морковно-грибных композиций. Установлены взаимосвязи между факторами, влияющими на процессы измельчения, экстракции и отжима экстракта из нерастворимого остатка. Получены расчетные формулы для определения технологических и конструктивно-режимных параметров технологических средств, обеспечивающих реализацию указанных процессов.

Установлены зависимости, характеризующие затраты энергии на выполнение указанных процессов.

Ключевые слова: ПРОДУКТЫ ЗАДАННОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ, СОЕВО-МОРКОВНО-ГРИБНЫЕ КОМПОЗИЦИИ, СХЕМА, МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, АГРЕГАТ, ЗАВИСИМОСТИ, ЭКСТРАКЦИЯ, ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ, УПЛОТНЕНИЕ, УЗЕЛ

морковный грибной экстракт

Одним из основных направлений в пищевой технологии является создание продуктов заданного состава и свойств, содержащих белки и витамины в функционально значимых количествах [1, 2].

Исследования показывают, что данные продукты возможно получить на основе соево-морковно-грибных композиций [3, 4].

Целью исследования является установление аналитических зависимостей, характеризующих рабочий процесс приготовления пищевых продуктов заданного состава и свойств с использованием многофункционального устройства МФУ.

Задачи исследования:

- На основе конструктивно-технологической схемы линии МФУ обосновать возможность и целесообразность переработки соево-морковно-грибных композиций в продукты функциональной направленности;

- установить базовые аналитические зависимости, характеризующие рабочий процесс МФУ, трансформирующий соево-морковно-грибные композиции в инновационные продукты.

На рис. 1 представлена конструктивно-технологическая схема линии приготовления инновационных продуктов с использованием соево-морковно-грибных композиций, которая включает в себя агрегат в виде многофункционального устройства.

Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема оборудования для приготовления инновационных продуктов на основе соево-морковно- грибных композиций:

1 - емкость-дозатор замоченных семян сои; 2 - емкость-дозатор измельченного исходного сырья; 3 - емкость-дозатор воды; 4 - многофункциональное устройство

В состав линии входят емкости-дозаторы исходного сырья в виде замоченных семян сои, частиц моркови и грибов типа «Вешенка» 1.

Также в составе линии предусмотрено наличие емкости-дозатора для воды 3 и использование многофункционального устройства 4 для получения белково-витаминного экстракта (БВЭ) и нерастворимого соево-морковно-грибного жомового остатка.

На рис. 2 представлена схема МФУ (вид сверху), который включает приемный бункер-дозатор 1, винтовой питатель-измельчитель 2, измельчающий аппарат в виде совокупности ножа 3 и решетки 4, экстрактор 5, выполненный в виде коаксиально установленных цилиндров: внутреннего перфорированного в виде сетки и сплошного наружного с отверстиями для подвода экстрагента - воды.

Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема МФУ для приготовления БВЭ и НСМГЖО с использованием соево-морковно-грибных композиций (вид сверху):

1 - приемный бункер смесителя-дозатора; 2 - винтовой питатель-измельчитель; 3 - нож; 4 - решетка; 5 - экстрактор; 6 - винтовой питатель-разделитель

На выходе цилиндрической части экстрактора 5 закреплен узел в виде винтового питателя-разделителя 6, содержащего цилиндрический рабочий орган и конический винт, размещенный в перфорированном коническом корпусе, имеющем на выходе формующие отверстия с регулируемым сечением.

Производительность измельчающе-экстракционного узла ИЭУ определяется как

, (1)

где: - диаметр решетки измельчителя-экстрактора;

- число отверстий в решетке;

- величина перемещения измельченной соево-морковно-грибной массы в отверстии решетки;

- число перьев ножа;

- плотность соево-морковно-грибной массы;

- коэффициент, характеризующий интенсивность процесса экстракции питательных веществ из соево-морковно-грибной композиции;

с - эмпирический коэффициент, характеризующий процесс экстракции.

Связь параметров в виде в формуле (1) определяет время экстракции веществ из измельченной композиции [4].

С учетом пропускной способности (подачи) винтового питателя ИЭУ, необходимый диаметр измельчающей решетки определится как

, (2)

где: - диаметр витков и вала соответственно;

- шаг витков винта;

- плотность соево-морковно-грибной массы в винтовом питателе-измельчителе;

- угловая скорость вращения винта.

В то же время для рассматриваемой подсистемы «соево-морковно-грибная композиция - измельчитель-экстрактор» уравнение баланса, с привязкой к измельчающему аппарату решеточно-ножевого типа, имеет вид:

=, (3)

где: - объем частиц исходного сырья (сои, моркови и грибов);

плотность частиц исходного сырья;

- площадь живого сечения решетки измельчителя;

- степень измельчения частиц соево-морковно-грибной композиции;

- объем частицы, полученной после измельчения;

- плотность частицы, полученной после измельчения;

- площадь отверстия решетки.

С учетом геометрической формы исходных и конечных частиц, предыдущее равенство представили как

=, (4)

где: а и b - оси эллипса, за который приняты исходные частицы моркови и грибов, а также соевого зерна;

- радиус шара, за который приняты частицы конечного размера после измельчения.

Равенство (4) привели к виду, характеризующему степень измельчения исходного сырья:

, (5)

где: .

Соотношение представим как

(6)

Решение этого равенства относительно параметра, характеризующего размер отверстия измельчающей решетки, дает

(7)

Анализ данного выражения показывает, что оно устанавливает связь между геометрическими параметрами подающего винта 2 (рис. 2) и параметром , характеризующим так называемое живое сечение измельчающей решетки.

С учетом выражения (6) удельная работа, затрачиваемая на измельчение единицы исходного сырья, определяется как

, (8)

где С - коэффициент, учитывающий влияние управляемых и неуправляемых факторов на процесс измельчения исходного соево-морковно-грибного сырья, Дж/кг.

Зная производительность измельчителя , определили мощность, затрачиваемую на процесс разрушения исходного соево-морковно-грибного сырья:

, (9)

Пропускная способность измельчителя определится как

, (10)

где: - диаметр отверстия решетки;

- толщина измельчающей решетки;

- плотность измельчаемого соево-морковно-грибного сырья;

- продолжительность процесса измельчения единичного объема соево-морковно-грибного сырья.

Данный параметр определили через начальную и конечную степень измельчения:

, (11)

где = 2,3/Сu - эмпирический коэффициент.

C учетом приведенных данных имеем, что

(12)

В уравнении (12) степень измельчения определяется согласно выражению (5).

Заключение

Полученные в результате теоретического анализа данные позволяют на стадии проектирования линий данного типа производить необходимые расчеты по определению параметров технологического оборудования в виде предложенного МФУ с целью последующего получения продуктов заданного состава и свойств с высоким качеством.

Список использованных источников

1. ГОСТ Р 52349 - 2005 Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. - М. - 2005. - 5 с.

2. Тутельян В.А. Питание и здоровье // Пищевая промышленность. - 2004, №5. - С. 5-6.

3. Иванин А.Г., Доценко С.М., Гончарук О.В., Ковалева Л.А., Гончарук А.И. Обоснование схемы и параметров многофункционального устройства для получения белково-витаминных инновационных продуктов // Вестник КрасГАУ. - 2016, № 5. - С. 111-117.

4. Доценко С.М., Гончарук О.В., Иванин А.Г. и др. Научно-практические аспекты создания продуктов питания заданного состава и свойств с использованием соево-растительных композиций: монография. - Благовещенск: Изд-во ДВОКУ. - 2016. - 354 с.

Размещено на Allbest.ru