CC BY
85
Таблица 2. Характеристика модельных сред - основы ферментирован- дуктов) с массовой долей кор-
ных молочных и молокосодержащих продуктов
Наименование модельной Корректор белкового состава Доля, % Показатели биологической ценности Активная кислотность, рН Актив- ность воды,
среды ИНАКIКРАС\БЦ, % аш
Контроль (молоко с м.д.ж. 2,5 %) 1,351 0,402 59,82 6,56 0,997
Молочная среда сухое обезжиренное молоко 6 1,289 0,394 60,60 6,43 0,994
сывороточный белковый концентрат 6 1,391 0,321 67,91 6,48 0,996
сухая молочная сыворотка 6 1,335 0,312 68,79 6,37 0,993
Молочно- мука соевая 7 1,238 0,347 65,27 6,539 0,996
растител ь- мука рисовая 7 1,322 0,333 66,65 6,538 0,998
ная среда изолят соевого белка 5 1,211 0,398 60,21 6,386 0,996
(с 59,82 до 65,27 %). В модельной среде с изолятом соевого белка (7 %) биологическая ценность повышается только до 60,55 %.
Математическое нормирование комплекса полученных результатов позволило определить модельные среды (основу ферментированных молокосодержащих про-
ректоров белкового состава в пределах 5...7 % (табл. 2). Выбранные модельные среды отличаются высокими органолептическими показателями и биологической ценностью (более 60%).
Вывод. Таким образом эффективность коррекции белкового состава и биологической ценности модельных сред с использованием сухих молочных компонентов при формировании модельных молочных и сливочных сред уменьшается в последовательности - сывороточный белковый концентрат ^ сухая молочная сыворотка ^ сухое обезжиренное молоко, а модельных молочно-растительных сред - мука рисовая ^ мука соевая ^ изолят соевого белка. Корректировка состава модельных сред позволила повысить показатель биологической ценности и содержание отдельных незаменимых аминокислот (метионина и цистина).
Литература.
1. Гаврилова Н.Б., Пасько О.В. и др.Научные и практические аспекты технологии производства молочно-растительных продуктов : монография. - Омск : Изд-во ОмГАУ, 2006. - 336 с.
2. Забодалова Л.А., Степанова Л.И. Кисломолочные напитки с улучшенными свойствами // Пищевая пром-сть. - 2006.
- № 4. - С. 66-67.
3. Остроумов Л.А., Захарова Л.М., Смирнова И.А. Исследование и разработка методологии создания многокомпонентных пищевых продуктов на молочной основе с использованием компьютерного моделирования // Технология и техника пищевых производств. - 2004. - № 3.- С. 115-118.
4. Пасько О.В., Гаврилова Н.Б. Научное и практическое обоснование технологии ферментированных молочных и молокосодержащих продуктов на основе биотехнологических систем : монография. - Омск : Изд-во ОмЭИ; ОмГАУ, 2009. - 256 с.
5. Пасько О.В. Разработка новых технологий кисломолочных и молокосодержащих продуктов функционального пита-ния.//Достижения науки и техники АПК.- 2009.- №.3.- С 68-69
DEVELOPMENT OF A NEW CONCEPTION TO CONSTRUCT MODEL BASES IS THE GROUND OF FERMENTED LACTIC AND MILK CONTAINING PRODUCTS
O.V. Pasko
Summary. Development of fermented lactic and milk containing products that have optimal content can be implemented due to their multicomponent function, combining raw materials of plant and animal origin in particular. Taking that into consideration, a new conception- the ground of fermented lactic and milk containing products- with use of protein-carbohydrate and plant raw materials that have optimal balance of nutrilites and cross-fertilization effect was developed. Key words: model bases, fermented lactic and milk containing products, optimal balance of nutrilites, cross-fertilization effect, skimmed milk powder, whey powder, whey protein concentrate, rice flours, soya flours and soya protein isolate.
УДК 663.97
ВЛИЯНИЕ ПЕРФОРАЦИИ ФОЛЬГИ НА ОСОБЕННОСТИ СГОРАНИЯ УГЛЯ ДЛЯ КАЛЬЯНА
Е.А. БУБНОВ, кандидат технических наук, младший научный сотрудник
ВНИИ табака, махорки и табачных изделий E-mail: vniitti1@mail.ru
Резюме. Изучены особенности горения угля при курении кальяна в зависимости от размера и числа отверстий в фольге. Установлено, что оптимальной будет перфорация, для которой характерен наибольший расход воздуха, постоянный во времени, а именно 30...40 отверстий диаметром 1,5 мм.
Ключевые слова: кальян, перфорация фольги, уголь, горение
В последние годы в России растет популярность курения с использованием кальяна. В 2005 г импорт каль-янного табака составил 29,6 т. Считается, что этот вид курения безопаснее, чем курение сигарет, однако этот вопрос практически не изучен. Дым кальяна сильно отличается от дыма других курительных изделий, обладает сильным ароматом и мягким вкусом [1, 2, 3].
В формировании качества дыма кальяна очень важную роль играет уголь, который прогревает табак до оп-__ Достижения науки и техники АПК, №07-2010
ределенной температуры, так как он при курении не горит и для образования дыма необходим внешний источник тепла.
Различная перфорация фольги может влиять на процесс сгорания угля, однако в литературе не найдено никаких рекомендаций по ее геометрическим характеристикам. Рекомендуется проделывать отверстия в фольге таким образом, чтобы таблетка угля полностью их накрывала [3]. Очевидно, что в этом случае не происходит дополнительного подсоса холодного воздуха через отверстия, не накрытые углем, и полнее прогревается воздух проходящий через уголь. Однако никаких рекомендаций по диаметру и количеству отверстий в фольге нет. Эти показатели влияют на прохождение воздуха через таблетку угля и соответственно на процесс горения. Различная его интенсивность приводит к изменению температуры и продолжительности сгорания.
Цель нашей работы - определелить влияние перфорации фольги на процесс горения таблеток угля и оптимальные параметры перфорации.
Условия, материалы и методы. Для проведения экспериментов была изготовлена лабораторная установка, позволяющая измерять температуру потока газов от угля с их принудительным протягиванием. Она состоит из керамической чашки соединенной муфтой с термометром. Измерительная часть термометра находится внутри керамической чашки на расстоянии 25...30 мм от фольги. К выводу муфты присоедяется ротатор. В верхней его части установлен тройник, к одному выходу которого присоединен вентиль, а к другому - шланг, соединенный с вакуумным насосом. В зависимости от положения вентиля, регулируется скорость потока газов через систему. Все элементы установки соединены герметично.
В исследованиях использовали быстровозгорающий-ся уголь (обработанный селитрой) одной марки. Перед проведением экспериментов таблетки угля взвешивали. Затем девять таблеток из одной пачки разделяли на три группы так, чтобы общая масса каждой группы была приблизительно одинаковой. Чашку для табака лабораторной установки обтягивали фольгой, затем в ней проделывали отверстия. Их число выбирали так, чтобы таблетка угля накрывала все отверстия. После обтягивания фольгой чашки включали насос и вентилем устанавливали расход на 60 делении ротатора, что составляет порядка 210 мл/с. Это соответствует одному из рекомендуемых значений, установленных ранее.
Таблетку угля помещали на перфорированную фольгу. При выгорании селитры наблюдалось перемещение воспламеняющегося фронта по поверхности таблетки. По завершению его продвижения сразу включали насос и секундометр. При горении каждую минуту записывали показания термометра и ротаметра. Окончанием процесса считали температуру потока газов 120 °С. После каждой таблетки установку охлаждали в течение 5.10 мин, а термометр очищали от осевшей золы. По завершению экспериментов с первой группой таблеток изменяли перфорацию. Опыт проводили в шестикратной повторности для каждого значения количества отверстий. Окончание горения шести таблеток ограничивали по наименьшей продолжительности горения.
Результаты и обсуждение. В процессе горения угля происходит непрерывное образование золы, которая осыпается на фольгу. Часть ее просыпается через отверстия перфорации, а другая их перекрывает. Это приводит к колебаниям интенсивности горения угля и влияет на температуру потока газов. При-Достижения науки и техники АПК, №07-2010 __
чем осыпание золы происходит не столько из-за гравитационных сил, сколько за счет движения потока воздуха, на скорость которого влияет диаметр и количество отверстий. Фракционный состав золы и структура различных таблеток после их прогорания приблизительно одинаковы, значит, на ее осыпание будут влиять диаметр и количество отверстий перфорации. Чем они больше, тем больше будет просыпаться зола и больший поток газов проходить через систему. Это подтверждается графиками изменения средних значений объемного расхода во времени (рис. 1).
Значительные изменения расхода наблюдаются в течении 5.7 минут поскле включения насоса для всех вариантов перфорации. В это время происходит возгорание всей массы таблетки угля.
Для отверстий диаметром 1,0 мм с 1-ой по 5-ую минуту происходит значительное уменьшение расхода, поскольку осыпающаяся зола частично перекрывает отверстия. После возгорания всей массы таблетки угля (после 5.7-ой минуты) для 30 и 40 отверстий диаметром 1,0 мм значительных различий расхода не наблюдается, но прослеживается незначительное его уменьшение с течением времени. Для 50 отверстий расхода больше остальных на 5.10 мл/с, и с течением времени он практически не изменяется.
Для отверстий диаметром 1,5 и 2,0 мм расход колеблется постоянно, что, вероятно, обусловлено забиванием и последующим просыпание золы через отверстия. Эти колебания более значительны при диаметре 2,0 мм.
При отверстиях диаметром 1,5 мм после возгора-
хода во времени для различных вариантов перфорации, диаметр отверстий перфорации: а) 1,0 мм - -в- 30 отв.; --■ 40 отв.; --в 50 отв.; б) 1,5 мм --в- 20 отв.;--- 30 отв.;-*- 40 отв.; в) 2,0 мм - --- 15 отв.; --- 20 отв.; -в- 25 отв.
Рис. 2. Изменение среднего температуры во времени для различных вариантов перфорации, диаметр отверстий перфорации: а) 1,0 мм - -в- 30 отв.; --- 40 отв.; -в- 50 отв.; б) 1,5 мм - -в- 20 отв.; * 30 отв.; -а- 40 отв.; в) 2,0 мм - -»15 отв.; 20 отв.; -в- 25 отв.
ния всей массы таблетки угля с течением времени значения расхода практически не изменяются, а при 2,0 мм наблюдается его отчетливый рост. Такие закономерности обусловлены балансом между забиванием отверстий перфорации золой и изменением аэродинамического сопротивления таблетки из-за ее прогорания и осыпания. Сильнее всего забиваются отверстия диаметром 1,0 мм, а при перфорации диаметром 2,0 мм изменяется структура угля.
Динамика изменения температуры потока газов в зависимости от диаметров отверстий в фольге идентична во всех вариантах. Первые 3.5 минут происходит ее рост, а затем плавное снижение. При этом значения температуры для среднего и максимального количества отверстий очень близки.
Рост температуры в начале процесса происходит из-за возгорания всей массы таблетки угля, а последующее снижение - из-за постепенного ее выгорания. Наиболее плавное уменьшение температуры наблюдается при ми-
нимальном числе отверстий, что обусловлено прохождением меньшего количества воздуха через таблетку и соответственно менее интенсивным ее горением.
Начиная с 7.9 минуты температура потока газов для минимального количества отверстий выше остальных в своей группах. Большее количество отверстий занимает большую площадь поверхности фольги, и они располагаются ближе к краям таблетки угля, которые к этому времени уже слегка обгорают и их температура снижается. Поток воздуха в таком случае частично протягивается через затухающую зону таблетки, а при меньшем количестве отверстий он протягивается через центральную, более горячую часть, что приводит к большему нагреву потока газов.
В результате проведенных исследований мы установили, что температура потока газов не превышает 250 °С. Это на 200 °С меньше значения, полученного другими авторами [3]. Такая разница обусловлена тем, что температура 450 °С была измерена чуствительной термопарой в непосредственной близости от фольги и угля и погрешность из-за лучистого теплообмена была очень значительной [3, 4].
Следует отметить, что в реальных условиях температура потока газов будет меньше. В опыте воздух протягивали постоянно, а при курении интенсивный доступ воздуха к таблетке угля и кальянному табаку происходит только в момент затяжки, продолжительность которой составляет около 3.5 секунд, поэтому интенсивность сгорания угля меньше, а потери тепла в окружающею среду - больше.
Выводы. Увеличение количества отверстий в фольге приводит к снижению эффективности нагрева потока воздуха и температуры процесса. Более низкий расход для всех исследованных минимальных количеств отверстий обусловлен повышенны аэродинамическим сопротивлением, по сравнению с остальными вариантами перфорации.
Перфорация фольги отверстиями менее или более 1,5 мм приводит к снижению эффективности прогрева потока воздуха. При диаметре менее 1,5 мм они забиваются золой, и доступ воздуха к зоне горения снижается. В случае, когда диаметр более 1,5 мм, нарушается целостность таблетки угля из-за ее осыпания через отверстия и соответственно увеличиваются потери теплоты в окружающую среду из-за уменьшения теплоизоляции зоны горения золой.
Таким образом, из-за того, что в условиях проведенных опытов снижение расхода было связано с повышением аэродинамического сопротивления системы, которое может вызвать дискомфорт при курении, оптимальной будет перфорация, для которой характерен наибольший расход, постоянный во времени, то есть 30.40 отверстий диаметром 1,5 мм, проделанных таким образом, чтобы таблетка их накрывала.
Литература.
1. Стефашин В.В. Дым через трубу // Tobaco Shop. - 2006. - № 2. - С. 25-28
2. Knishkowy B. Amitai Y. Water-Pipe (Narghile) Smoking: An Emerging Health Risk Behavior// Pediatrics. - 2005. - 116 (1). - P. 113-119
3. Shihadeh A. Investigation of mainstream smoke aerosol of the argileh water pepe // Food and Chemical Toxicology. - 2003.
- V. 41. - P. 143-152
4. Теплотехнический справочник/под общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В 2-х т. - Т. - М.: Энергия, 1976. - С. 219
INFLUENCE OF FOIL PERFORATION ON THE COMBUSTION FEATURES OF HOOKAH COAL E.A. Bubnov
Summary. The features of coal combustion when smoking a hookah depending on the size and number of holes in a foil were examined. It was found, that the optimal will be perforation, characterized by the greatest air consumption, constant in time, namely 30.40 holes of 1.5 mm diameter.
Key words: hookah, narghile, shisha, goza, water pipe, foil perforation, charcoal, burning process.
80 ------------------------------------------- _____________ Достижения науки и техники АПК, №07-2010
