CC BY
43
664.022
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОРНЕЙ КУЛЬ ТИВИРОВАННОЙМЫЛЬНЯНКИ ЛЕКАРСТВЕННОЙ
(SAPONARIA OFFICINALIS L.)
Т.П. ЮДИНА, Е.И. ЧЕРЕВАЧ, В.А. ГОЛОВАНЕЦ,
Т.А. СИДОРОВА, И. С. БАРКУЛОВА, Е.В. МАСЛЕННИКОВА
Тихоокеанский государственный экономический университет
Водные экстракты колючелистника качимовидно-го (Acanthophyllum gypsophiloides B.) и корня мыльнянки лекарственной (Saponaria officinalis L.), известные как мыльный корень, используются в промышленности в качестве пенообразователей и эмульгаторов, благодаря свойствам содержащихся в них сапонинов, способных образовывать обильную устойчивую пену [1, 2]. Выявленный широкий спектр свойств сапонинов делает целесообразным их применение в пищевой, парфюмерной, фармацевтической промышленности при создании биологически активных добавок и лекарственных препаратов [3].
Колючелистник качимовидный произрастает в государствах Средней Азии и Афганистане. В России довольно широко распространена мыльнянка лекарственная, но ее природные запасы ограничены, сбор и заготовка достаточно трудоемки, поэтому не представляют интереса для организации промышленной переработки. Наши многолетние исследования свидетельствуют о возможности и актуальности интродукции и культивирования двух популяций этого растения, для которых характерно высокое содержание сапонинов (19-26%): обыкновенной и махровой мыльнянки. При средней урожайности культивируемой мыльнянки второго года вегетации 10 т/га можно получить 3,31 т сухого корня и, соответственно, 873,84 кг сухого экстракта.
Культивированная Saponaria officinalis L. имеет красновато-бурые ветвистые корневища (рис. 1).
Масса одного корня в среднем составляет 0,166-0,200 кг. Корневище сформировано из мелких боковых отростков длиной 10-25 см с диаметром 1-7 мм. Плотность корней, определенная объемно-весовым методом, 1104,01-1263,35 кг/м3, влажность 72-75%. Особенность строения корней такова, что в
Рис. 1
межкорневом пространстве удерживается большое количество грунта, являющегося балластным материалом, содержащим высокое количество гнилостной микрофлоры.
Цель данного исследования - обоснование технологических приемов гидромеханической обработки корней культивированной Saponaria officinalis L.
Процесс извлечения сапонинов из Saponaria officinalis L. складывается из нескольких этапов: гидромеханической обработки, сушки корней, экстракции и концентрирования с последующим консервированием.
Ботанические особенности корней Saponaria officinalis L. вызывают сложность при реализации гидромеханической обработки, процессов сушки и экстрагирования. В соответствии с известными уравнениями экстракции из твердого тела количество извлекаемого вещества зависит от разности концентраций, коэффициента диффузии, размера частиц и площади контакта. Известно, что для проведения этих массообменных процессов необходимо иметь развитую поверхность контакта, которая может быть достигнута специальной механической обработкой: резанием, дроблением и т. п. Установлено, что оптимальный размер частиц измельченных корней 5 мм. Дополнительное дробление - отделение коры от стержня - позволяет у вели-чить поверхность контакта в 2,6 раза. В результате проведенных исследований разработана установка для гидромеханической обработки корней мыльнянки Saponaria officinalis L., которая включает (рис. 2):
I - наклонный ленточный транспортер; 2 - поддон; 3 - емкость для слива суспензии; 4 - бункер для загрузки сырья; 5, 6 - коллекторы; 7,12,15 - насосы; 8 - оросительные форсунки; 9,16- фильтры; 10 - стерилизатор с бактерицидными ультрафиолетовыми лампами;
II - тонкослойный теплообменник с паровой рубашкой; 13 - гидроотделитель; 14 - отстойник; 17 - емкость для сбора избыточной технологической воды; 18 - коническую ловушку; 19 - гибкий шланг для отвода легких фракций в отстойник; 20 - разгрузочный узел; 21 - приемную емкость; 22 - вентили клапана; 23 - манометры; 24 - термометры; 25 - наклонный сетчатый транспортер; 26 - герметичный корпус; 27 - переходник; 28 - дробилку; 29 - дисковый измельчитель; 30 - приемный бункер; 31 - промежуточную вставку; 32 - электрокалорифер; 33 - воздуходувку; 34 - циклон; 35 - погрузочную тележку для сбора готового продукта.
Перед подачей в бункер гидромеханической уста -новки проводят механическую обработку - отделение грунта, отсортировывание некондиционного сырья и
Рис. 2
посторонних предметов, мойку и ополаскивание корней водой в коллекторах 5, 6 с форсунками 8 на вибротранспортере 1, под которым установлен поддон 2 с закрепленной на днище емкостью 3 для слива в нее суспензии, образующейся при гидромеханической обработке сырья, которая состоит из воды и находящихся в воде твердых частиц - песка, земляного грунта и т. д.
Наличие в моечном аппарате устройства для ополаскивания сырья подогретой в теплообменнике 11 до 45°С водой, прошедшей водоподготовку - фильтрацию и стерилизацию (облучение ультрафиолетовыми лампами) в специальном аппарате 10, позволяет избежать обсеменения вредной микрофлорой поверхности производимого продукта, повысив тем самым его качественные характеристики. Соотношение воды к массе корней составляет 4 : 1; процент отделившегося грунта - 12,5% от массы обрабатываемого сырья. Использование наклонного вибротранспортера позволяет удалить до 18,75% излишней влаги. Вода после промывки и стекания направляется в емкость для слива суспензии 3, далее в гидроотделитель 13, отстойник 14 и через систему насосов и фильтров подается обратно на мойку для вторичного использования. В верхней зоне рабочей полости гидроотделителя установлена коническая ловушка 18, на конце которой закреплен гибкий шланг 19, предназначенный для отвода легких фракций в отстойник 14, а снизу смонтирован разгру-
зочный узел 20 в виде шнекового транспортера, предназначенный для удаления влажного осадка из гидроотделителя 13 в приемную емкость 21 с последующим вывозом на поля. Устройство функционально работает по замкнутому циклу и снабжено емкостью для приемки избыточной воды 17 для ее дальнейшего использования с целью повышения эффективности осаждения твердых частиц, содержащихся в суспензии, уменьшения расхода технологической воды и сброса вредных примесей в канализационную систему.
Для увеличения поверхности контакта после опо -ласкивания корни подвергаются измельчению на дисковом измельчителе 29 до размера 5-10 мм и последующему дроблению на дробилке вальцового типа 28, где они разрушаются с отделением коры от сердцевины. Далее сырье поступает на удаление поверхностной влаги, которая осуществляется на наклонном сетчатом транспортере 25 с использованием тепла подогретого воздуха в электрокалорифере 34.
Ленточная сушилка установки снабжена инвентарным переходником 27, загрузочная воронка которого при помощи присоединительного фланца соединена с разгрузочным лотком вальцовой дробилки, что позволяет отказаться от использования специальных емкостей для перегрузки измельченного сырья из дробилки в сушилку и от установки осадительной камеры на конце разгрузочного лотка.
Обработанный таким образом корень поступает на сушку.
Первичную гидромеханическую обработку Saponaria officinalis L. целесообразно проводить в непосредственной близости от мест произрастания с целью максимального сохранения ее биологически активных веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юдина Т.П., Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Ба -
бин Ю.В. Кремы функционального назначения с эмульгатором из корней мыльнянки // Кондитерское пр-во. - 2004. - № 3. - С. 2-3.
2. Юдина Т.П., Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Ба -
бин Ю.В. Формирование структуры эмульсионных продуктов при использовании растительных экстрактов и гидроколлоидов // Хране -ние и переработка сельхозсырья. - 2006. - № 4. - С. 34-36.
3. San Martin R. Sustainable production of Quillaja saponaria Mol. Saponins // Saponins in Food, Feedstuffs and Medicinal Plants: Plenum Press / Eds. W. Oleszek and A. Marston. - N. Y., 2000. -45. - Р. 271-279.
Лаборатория функциональных продуктов питания научно-исследовательского института экономических исследований и наукоемких технологий
Поступила 12.01.07 г.
