CC BY
34
ренную и обезжиренную кунжутную муку не снижает органолептических показателей продукта.
2. Использование в рецептуре пудинга сухарного обезжиренной кунжутной муки уменьшает его энергетическую ценность за счет снижения жира в 1,5 раза.
3. Введение белковых продуктов в сладкие блюда не требует изменения технологии их приготовления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Альван Амин, Минакова А.Д., Бухтоярова З.Т., Буга-ец Н.А. Применение белков кунжута в рецептуре кулинарных изделий // Изв. вузов. Пищевая технология.
— 1999. - № 2-3. — С.109-110.
2. Ловачева Г.Н., Мглинец А.И., Успенская Н.Р. Стандартизация и контроль качества продукции. Общественное питание. — М.: Экономика,1990 — 239 с.
Кафедра биохимии и технической микробиологии
Поступила 05.02.01 г.
664.782.86.004.14
ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСЖОГО
КОМПЛЕКСА В ПИЩЕВОИ
М.Б. ЩЕПАКИН, Г.М. МИШУЛИН, И.Г. ГАФАРОВ, Е.А. БОЙКО, И.Х. ИСРАФИЛОВ, И.Ш. АБДУЛЛИН, А.Г. БАГРИЙ, А.М. МАМАЙ
Кубанский государственный технологический университет Институт эколого-экономических проблем (Краснодар)
НПГ "Компания ’’Ренари” (Москва)
Камский политехнический институт (Набережные Челны) Центр Госсанэпиднадзора в Краснодарском крае ООО "Проммашсервис” (Краснодар)
В рамках разрабатываемого проекта создания эколого-технологического комплекса ЭТК в Краснодарском крае рассматриваются производственно-экономический аспект и маркетинговые возможности использования продуктов переработки отходов рисового производства в сферах прямого и вспомогательного применения [1—3]. Расширение возможностей полезного применения отходов создает условия для придания им свойств ресурсонаполняющего компонента в экономической системе региона, а продуктам их переработки в условиях развития субъектов рынка — качеств маркетингового адаптера в системе ’’экологический комплекс —потребители—конкуренты”.
Результатом реализации основных принципов, заложенных в концепцию создания Э77П4], может стать отказ от применения дорогостоящих вспомогательных компонентов, поставляемых из различных регионов России и ближнего зарубежья, за счет разработки и использования собственных материалов, превосходящих последние как по свойствам, так и по экономическим показателям.
На примере ликеро-водочной отрасли пищевой промышленности региона нами исследована конкурентоспособность различных марок активированных углей, используемых в качестве вспомогательного компонента в технологии производства ликеро-водочной продукции, и сорбента РС (ТУ 929510.001-2000), получаемого из рисовой лузги
— отходной составляющей производства риса [5-7].
В настоящее время в производстве ликеро-водочной продукции остро стоит задача расширения ассортимента активных углей, связанная, с одной стороны, с дефицитом традиционно используемого угля марки БАУ-А, с другой стороны, со сложностью и дороговизной его транспортировки, так как
ПРОМЫШЛЕННОСТИ КРАЯ
завод-изготовитель этого продукта находится на значительном удалении от основных ликеро-водоч-ных производств.
Еще более важной причиной интереса производителей водки к активным углям новых марок является то, что в современных условиях для увеличения рентабельности производства необходим переход на многократное использование активных углей путем их термической реактивации. При этом используемые активные угли должны иметь прочность не менее 70-75%, тогда как прочность угля БАУ-А составляет всего 30-40%, что приводит к большим потерям при реактивации и по сути гарантирует только однократное его использование. В производственном плане это создает дополнительные трудности, связанные с заменой угля, а в экономическом — существенно удорожает технологический процесс получения продукта высокого качества. Решение задачи производственно-экономического совершенствования технологического цикла производства ликеро-водочной продукции возможно также путем разработки нового активного угля на каменноугольной основе в рамках действующего производства углей типа АГ.
При разработке рекомендаций по применению углеродных адсорбентов в водочном производстве необходимо учитывать определенную систему технических и органолептических показателей, обусловленных сложностью физико-химических процессов, которые протекают при взаимодействии сортировок (растворов этилового спирта и воды) с активными углями и включают, в частности, физическую адсорбцию органических примесей, окисление спирта до альдегида, растворение минеральной части активного угля. Требования к последнему включают ограничения по размеру мик-ропор, определяющих адсорбцию нежелательных примесей, и по содержанию золы в связи с ее растворением в спиртовых растворах.
Для установления возможности использования новой марки активного угля в производстве водки необходимо проведение экспериментальных исследований как самого адсорбента (определение пористой структуры, изучение химических свойств и величины адсорбции органических веществ), так и сортировок, подвергаемых очистке. С учетом существующей практики использования в произ-
уга-
ули-
ІГИЯ.
:дар-
ІНО0
,14
на
Ц0Ч-
ЗВ0-
рок
ДЛЯ
хо-
ак-
,ии.
КНЬІ
как
Ж
ции
его
со-
за-
нно
ния
іро-
ния
-во-
зра-
ной
лей
шю :тве тех-5ус-іро-вии >і) с фи-:ей, їне-по-гак-аьіх ее
ния дки сле-ри-в и так том
)ИЗ-
водстве водки активного угля марки БАУ-А со сравнительно малым размером микропор и низким содержанием золы, при изучении возможности применения для этой цели зктинного угля марки АГ-3 необходимо получение его образцов с различной степенью активирования (в том числе с малым обгаром), подвергнутых обеззоливанию (например, соляной кислотой) с предыдущей водной отмывкой. Для этого была отобрана проба карбонизированных гранул угля АГ-3 в количестве 10 кг. Эксперименты по активированию этих гранул проведены в условиях опытного производства во вращающейся печи с внутренним диаметром реторты 0,05 м с электрообогревом смесью диоксида углерода (3 л/мин) и водяного пара (2 см /мин) при температуре 850-900°С. Сырье для получения продуктов различной степени обгара подвергали многократному активированию. После каждого цикла активирования определяли насыпную плотность и суммарный объем пор угля. Отбор проб продуктов активирования для исследования осуществляли после 3, 4 и 5 циклов пропускания угля через зону активации. Отобранные образцы активного угля отсеивали на сите 1 мм от пыли и мелочи и подвергали отмывке от зольных компонентов трехкратной обработкой 10%-й соляной кислотой при кипячении в течение 15 мин с последующей отмывкой от кислоты дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлор-ион. Отмывке от золы подвергали также два образца активного угля промышленного изготовления: АГ-90 и АГ-3 с суммарным объемом пор V£ 0,7 и 0,98 см /г соответственно. Эти образцы выбраны для сопоставления активных углей лабораторного и промышленного изготовления, а также с целью расширения интервала суммарного объема пор исследуемых образцов. После отмывки все образцы подвергались сушке при температуре (110±5)°С и исследовались стандартными методами для определения насыпной плотности (ГОСТ 16190-70), суммарного объема пор (ГОСТ 17219-71), прочности на истирание (ГОСТ 16188-70), фракционного состава (ГОСТ 16187-70), содержания золы (ГОСТ 12596-67) и адсорбционной активности по йоду (МИ 6-16-28-1177-87), метиленовому голубом1/ (ГОСТ 4453-74), уксусной кислоте (МИ 205-72) и ацетону (МИ 6-16-01-149-74).
Экспериментальные данные показывают, что активные угли, полученные парогазовой активацией во вращающейся электропечи, характеризуются суммарным объемом пор в интервале 0,61-0,75 см3/г, механической прочностью 85,8-89,5% и общей зольностью 7,87-8,81%. Активный уголь АГ-90 по насыпной плотности, суммарному объему пор и прочности близок опытному образцу угля АГ-3 с 5 циклами активации. Уголь марки АГ-3, у которого суммарный объем пор после кислотной и водной обработок увеличен с 0,98 до 1,06 см'/г, имеет предельные значения по прочности 63,2% и содержанию золы 9,17%. Активный уголь БАУ-А удовлетворяет требованиям ГОСТ 6217—74.
Опытные образцы угля АГ-3 относятся к микропористым углеродным адсорбентам с узким распределением микропор по размерам (монодисперсной микропористой структурой) и сравнительно слабо развитым объемом мезопор. Активный уголь марки АГ-3, насыпная плотность и суммарный объем которого близки опытному образцу АГ-3 после 5 циклов активации, отличается от него более высо-
ким объемом микропор (0,309 против 0,265 см3/г) и большим их размером (0,61 против 0,49 нм), что является закономерным следствием активирования угля в многоканальной печи типа СРЕП. Активный уголь марки АГ-3 с суммарным объемом пор 1,1 см3/7г имеет широкое распределение микропор по размерам (бидисперсную микропористую структуру) и хорошо развитый вследствие высокого обгара объем мезопор (0,24 смг/г). Образцы АГ-3 после 4 и 5 циклов активации можно считать аналогами угля БАУ-А.
Активный уголь марки АГ-3 характеризуется закономерным увеличением адсорбционной емкости по йоду и метиленовому голубому при увеличении суммарного объема пор.
При адсорбции уксусной кислоты максимальную активность имеет образец АГ-3 после 4 циклов активации (1/^ = 0,69 см3/г), а при адсорбции ацетона — образец АГ-3 после 5 циклов активации (Уу = 0,75 см3/г).
Активный уголь БАУ имеет высокую адсорбционную способность по всем изученным адсорбти-вам.
Для предварительной оценки в лабораторных условиях опытных образцов углей по их пригодности в водочном производстве использовали этиловый ректифицированный спирт высшей очистки (ГОСТ 6709-72), из которого готовили водно-спиртовой раствор (сортировку) крепостью 40%. Свежий уголь заливали 40%-м водно-спиртовым раствором и настаивали в течение 1 сут. Жидкость сливали, а уголь просушивали между листами фильтрованной бумаги до влажности 60%, затем навеску угля переносили в {У-образную колонку для его оценки комплексным методом. Из напорной склянки водно-спиртовой раствор подавали в колонку с углем снизу вверх при расходе 3-4 см3/мин. Первые 50 см3 фильтрата отбрасывали, оставшиеся 150 см"' собирали для анализа. Физи-ко-химические показатели качества водно-спиртовых растворов до и после обработки углями определяли по ГОСТ 5363-93. Водка. Правила приемки и методы испытаний. Оптическую плотность измеряли спектрофотометром СФ-26 в кварцевой кювете при толщине слоя 50 мм и длине волн 220 и 240 нм. Раствором сравнения служил водный дистиллят. Вкус и аромат водно-спиртовых растворов определяли органолептическим методом на закрытой рабочей дегустации.
На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы. Угли АГ-3 после 5 циклов активации, промышленные АГ-90 и АГ-3 не могут быть использованы в ликеро-водочном производстве для очистки водно-спиртовых растворов. Обладая высокой альдегидобразующей способностью, они придают последним совершенно несвойственные водке аромат и вкус. Особенно неприятны эфироальдегидные тона в аромате. Содержание же указанных примесей в обработанных названными углями сортировках превышают допустимые пределы (8 мг/дм3 безводного спирта) на порядок. Наибольший интерес для производства водки представляют угли АГ-3 после 3 и 4 циклов активации. Однако, принимая во внимание их механическую прочность (89,5 и 88% соответственно) и эффект воздействия на водно-спиртовые растворы, предпочтение следует отдать углю АГ-3 после 3 циклов активации, который наиболее полно соответствует
требованиям производства ликеро-водочной продукции.
На следующем этапе исследований выявляли характеристики сороента на основе рисовой лузги для определения возможности и перспективности его использования в ликеро-водочном производстве.
Отличительной особенностью сорбента РС является его природный состав, зависящий от сорта культуры, климатических условий, почвы произрастания.
Как продукт процесса пиролиза рисовой лузги, сорбент РС является коксованным дисперсным материалом, состоящим приблизительно из 55% оксида кремния и 45% углерода, т.е. он совмещает сорбирующие свойства силикагеля и активированного угля.
Сорбент РС представляет собой чешуйки черного цвета размером 1-5 мм, не растворим в воде, не горюч, не взрывоопасен. Установлено, что различная технология получения сорбента (термообработка при 200, 450 и 1000 °С) влияет на его химическую активность. Наличие кислородных связей делает сорбент РС высокоактивным окислителем. Значительный радиус пор, его удельная поверхность и плотность свидетельствуют о возможности применения его вместо активированного угля при производстве и переработке пищевых продуктов, в том числе и ликеро-водочных.
Лабораторные испытания по изучению физикохимических процессов с сорбентом РС (аналогичные испытаниям, проведенным для определения наиболее перспективного активного угля) дают основание утверждать, что происходит улучшение всех характерных свойств, в том числе и ключевого
— дегустационных показателей водки. Способность РС подвергаться регенерации на 99%, а также использование его для производства доступного, легко транспортируемого сырья (отходов рисоводства) позволяют предположить, что сорбент на основе рисовой лузги является технологически и экономически более перспективным по отношению к известным активным углям, применяемым в ликеро-водочном производстве.
В настоящее время на предприятиях Краснодарского края широко применяется в качестве вспомогательного компонента активированный уголь типа БАУ-А и ДАК, поставляемый в регион из Украины и Подмосковья. Этот продукт используется при фильтрации и очистке ликеро-водочной продукции на более чем 30 лицензированных предприятиях края, общая производственная мощность которых составляет 14 362 тыс. дал/год. Потребность в активированном угле только для водочного подкомплекса составляет порядка 30 000 кг/год.
Экономический аспект применения сорбента РС по укрупненным оценкам состоит в том, что производство ликеро-водочной продукции может быть
Таблица
Показатели Силикагель Селикагель крупнопористый Активированные угли Сорбент модификации РС
Истинная плотность, г/см 2,1-2,3 2.1-2,3 1,75-2,1 2,0-2,4
Кажущаяся плотность, г/см 1,3-1,4 0,75-0,85 0,5-1,0 1,1-1,5
£ Насыпной вес, г/см 0,800 0,500 0.2-0.6 0,8-1,2
У-£, см3/г 0,280 0,900 0,60-1,06 0,780
Радиус пор, А 1 5-30 70-100 Менее 70 50-100
Удельная поверхность, г/см 450-500 270-350 600-1700 800-1000
В таблице приведены сравнительные характеристики свойств известных сорбентов и сорбента модификации РС, полученного при температуре пиролиза около 300-450°С.
Как показано выше, из новых марок активных углей наиболее полно отвечает требованиям ликеро-водочного производства уголь марки АГ-3 после 3 циклов активации. Однако технические показатели угля этой марки не полностью отвечают требованиям водочного производства. Так, для различных способов обработки сортировки необходим уголь неодинакового зернения, а для некоторых из них — даже порошкообразный. Согласно ГОСТ активированный уголь должен вырабатываться из березового или букового сырца. Однако в последние годы его вырабатывают из сырца, получаемого из смеси мягких пород дерева, в связи с чем возрос расход активного угля на обработку водочных сортировок. С течением времени адсорбционная способность угля истощается. Применяемый в настоящее время способ регенерации малоэффективен, активная способность угля восстанавливается на 25-30%.
удешевлено на 10-15% при пересчете на единый показатель качества. Это обусловливает необходимость создания в регионе в непосредственной близости к источникам сырья (5 элеваторов с ежегодным суммарным объемом рисовой лузги порядка 30-40 тыс. т) производств по переработке отходов в полезный для пищевой промышленности продукт. Маркетинговый анализ потребительского спроса на сорбент РС как вспомогательный компонент ликеро-водочного производства показал, что целесообразно создание небольших производственных участков со следующими характеристиками: мощность по конечному продукту — от 5 т/год; соотношение сырье—продукт 3:1; масса оборудования — 200 кг; производственные площади — 50 м2; обслуживающий персонал — 2 чел. в смену; единовременные затраты — 0,5 у.е. Эти участки предполагается включить в комплексную логистическую схему группы предприятий, объединенных по принципу рационализации управления ресур-
-6,2001
Изико-
логич-
(ления
ПЗЮТ
шение чевого пособ-3%, а ,оступ-10В ри-)рбент
1Ч6СКИ
НОШв-
вемым
нодар-вспо-уголь он из ользу-,очной к пред-цность отреб-рчного /'год. нта РС о про-т быть
аблица
[И РС
щныи эходи-енной фОВ с лузги 1ботке ности зСКОГО
омпо-л, что ствен-ками: 7 год; зрудо--50
мену;
астки
■исти-
1ННЫХ
)есур-
сами в рамках разрабатываемого эколого-техноло-гического комплекса региона.
Работа выполнена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда, грант № 01-02-38003 а/Ю.
ЛИТЕРАТУРА
1. Щепакин М.Б., Гафаров И.Г., Мишулин Г.М., Фой-гель М.А. В развитие подходов к созданию эффективного экологического комплекса / / Изв. Акад. промышленной экологии. — 1998. — № 3. — С. 11-33.
2. Щепакин М.Б., Мишулин Г.М. Прикладные аспекты адаптационного маркетинга при создании эколого-техноло-гических комплексов / / Изв. Акад. промышленной экологии. — 2000. — № 3. — С. 12-15.
3. Щепакин М.Б., Мишулин Г.М., Бойко Е.А., Гафаров И.Г. Прикладные аспекты создания рационального эколо-го-технологического комплекса з Краснодарском'крае // Изв. вузов. Пищевая технология. — 2000. — № 1, —
С. 11-18
4. Щепакин М.Б., Мишулин Г.М. Принципы построения социально ориентированных экономических систем регионального уровня / / Мат. регион, науч.-практ, конф. ’’Рынок труда в России: состояние, трансформация, прогноз”.
Г5 I I / П 1 ЛПЛ Л ГП *7 1
— ростов п/д., 1заэ. — С. ОУ—71.
5. Щепакин М.Б., Уфимцев Ф.Р., Мишулин Г.М., Гафаров И.Г. К вопросу формирования конкурентоспособного эколого-технологического комплекса в регионе / / Мат. Междунар. науч.-практ. конф. "Организационные и экономические проблемы становления конкурентоспособного производства”. — Воронеж, 1999. — С. 00-53.
6. Щепакин М.Б., Гафаров И.Г., Мишулин Г.М., Мале-ванчук В.А. К оценке ресурсного потенциала разрабатываемого на Кубани эколого-технологического комплекса / / Изв. Акад. промышленной экологии. — 2000. — № 4.
— С. 9-18.
7. Гафаров И.Г., Мишулин Г.М., Алешин Н.Е., Туманьян Н.Г. Физико-химические свойства лузги риса и сорбента из нее // Рис России. — 1997. — № 4. — С. 11-12.
Кафедра рекламы и маркетинга
Поступила 30.08.01 г.
635.615:663.813:663.252.4
ОПТИМИЗАЦИЯ БРОЖЕНИЯ АРБУЗНОГО СОКА
М.В. КУЗИЛОВ, Э.М. СОБОЛЕВ
Кубанский государственный технологический университет
Валовой сбор урожая плодовых культур в Краснодарском крае в 1999-2000 гг. составил, тыс. ц: семечковых 1010, косточковых — 440, ягодных — 90. Арбузы представляют несомненный интерес как реальный резерв и возможное сырье для производства алкогольных напитков из плодоовощного сырья. Они обладают урожайностью свыше 100 ц/га, быстрым созреванием, требуют несложной агротехники, накапливают значительное количество сахара. Арбузный сок при суммарном количестве сахаров около 10% содержит глюкозы до 3,4%, фруктозы 5,3%, сахарозы 2,0% и кроме того обладает незначительной кислотностью: содержание органических кислот — 1,2 г/дм\ а в условиях Юга России — до 0,5 г/дм3.
Известно, что сбраживание плодово-ягодных соков проводят на чистых культурах дрожжей ЧКД, приспособленных к обитанию в средах со значительной кислотностью и спиртуозностью при оптимальной температуре 22~28°С.
Задача исследований — подбор чистой культуры дрожжей для сбраживания арбузного сока с целью обеспечения полноты выбраживания, повышения коэффициента выхода спирта, накопления ценных ароматических веществ и высокого качества алкогольного напитка.
В качестве объекта исследований использовали арбузный сок, полученный прессованием мякоти, с содержанием сахара 77,8 г/дм3, выход сока составил 86%. Содержание сахара контролировали общепринятой методикой, качественный состав и количество основных летучих компонентов устанавливали: методом капиллярной газовой хроматографии (”Хром-5”). Для количественных расчетов содержания компонентов в пробе использовали метод внутреннего стандарта (н-амилол).Коэффициенты чувствительности были вычислены для каждого компонента на основе модельной смеси. Разводку ЧКД вносили в арбузный сок и проводили процесс брожения при 20°С,
Полученные данные показывают, что наимень-Ш66 количество остзточного сэхзрз содержится в арбузном соке, сброженном на расе Яблочная-5, а наибольшее — на расе Бордо-40. Максимальная скорость брожения отмечена для ЧКД Яблочная-5 и Сидровая-101, наименьшая —для Бордо-40.
В процессе брожения арбузный сок подвергается глубоким биохимическим превращениям под действием дрожжей. Эти изменения касаются, в первую очередь, углеводов, под действием ферментов дрожжей происходят биохимические превращения и других компонентов арбузного сока [ 1 ].С целью оптимизации скорости и полноты брожения, накопления ценных ароматических компонентов методом газожидкостной хроматографии был исследован качественный и количественный состав летучих веществ сброженного арбузного сока.
Полученные результаты (таблица) показывают, что в составе летучих компонентов арбузного сока, сброженного на различных ЧКД, преобладают высшие спирты. Наибольшее их количество образовано на расе Сидровая-101, наименьшее — на расах Бордо-40 и Яблочная-5. Среди высших спиртов преобладают 1-пропанол и изобутанол. Для всех рас, кроме Бордо-40, характерно накопление довольно значительного количества 2-бутанола, являющегося нежелательным компонентом качественных виноградных вин и напитков [1]. Наличие 2-бутанола, вероятнее всего, связано с образованием кетовалериановой кислоты как промежуточного вещества аминокислотного обмена дрожжей, последующего декарбоксилирования до метилэтилке-тона и восстановления, приводящего к образованию 2-бутанола [2]. Соотношение между содержанием изомеров амилового спирта выдерживалось в основном в пределах 1:5. т.е. близко к аналогичным показателям коньячных спиртов. Количество уксусного альдегида изменялось от 6,8 для расы Цимлянская до 8,7 мг/дм“ — Вишневая-33. Минимальное количество метанола отмечено для рас Яблочная-5 и Сидровая-101. Накопление фурфуро-
