Исследование процесса вымораживани при получении концентрированных ферментиро-ванных соков Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИМОРОЖУВАННЯ ПРИ ОТРИМАНН1 КОНЦЕНТРОВА-

НИХ ФЕРМЕНТОВАНИХ СОК1В

БЫенька 1рина PeuieHa,

кандидат технгчних наук, доцент кафедри технологи ресторанного i оздоровчого харчування, Одеська нацюнальна

академ1я харчових технологш Лазаренко Наталя Анатолйвна,

кандидат технiчних наук, старший викладач кафедри технологи ресторанного i оздоровчого харчування, Одеська

нацюнальна академiя харчових технологш

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫМОРАЖИВАНИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ СОКОВ

Беленькая Ирина Ремовна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии ресторанного и оздоровительного питания, Одесская национальная академия пищевых технологий

Лазаренко Наталья Анатольевна, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии ресторанного и оздоровительного питания, Одесская национальная академия пищевых технологий RESEARCH OF THE FREEZING PROCESS IN THE CONCENTRA TED FERMENTED JUICE PREPARA TION Bilenka I.R., PhD, Associate Professor, Department of restaurant and health food, Odessa national academy offood technologies

Lazarenko N.A., PhD, a senior lecturer of Department of restaurant and health food, Odessa national academy of food technologies

АНОТАЦ1Я

Об 'ектом до^джень e ферментоват соки на основi тотнамбура. В статтi представлений детальний опис процесу концентрування обраного об 'екту. Встановлено, що процес проходить в деюлька стадш. Для концентрування використовували установку, розроблену провiдними науковцями ОдеськоХ нацюнально'1 академИ харчових технологш. Проведена порiвняльна характеристика хiмiчного складу ферментованого соку до та тсля виморожування.

Ключовi слова: виморожування, концентрування, крюконцентрування, тотнамбур, ферментоваш соки. АННОТАЦИЯ

Объектом исследований являеются ферментированные соки на основе топинабура. В статье представлено детальное описание процесса концентрирования избранное объекта. Установлено, что процесс проходит в несколько стадий. Для концентрирования использовали установку, разработанную ведущими учеными Одесской национальной академии пищевых технологий. Проведена сравнительная характеристика химического состава ферментированного сока до и после вымораживания.

Ключевые слова: вымораживание, концентрирование, криоконцентрирование, топинамбур, ферментированные

соки.

SUMMARY

The study is based on the fermented Jerusalem artichokes juice. The article represents a detailed description of the selected object concentration. It is found out that the process proceeds in several stages. The concentration equipment was designed by leading scientists of the Odessa National Academy of Food Technologies. The chemical composition comparative characteristic of the fermented juice before and after freezing were conducted.

Keywords: freezing, concentration, krioconcentration, Jerusalem artichokes, fermented juices.

Постановка проблеми. Одним з важливих факторiв, що визначають здоров'я населения е правильне харчування. Защкавлешсть викликае вивчення продукцп, яку отримують у результата ферментування сировини молоч-нокислими бактерiями. Ц мшрооргашзми мають високу метаболiчну актившсть, беруть участь у сиш^ вггамшв, гiдролiзi жовчних солей i холестерину, мають анта-гошстичну даю по вщношенню до умовно-патогенно! i патогенно! мжрофлори, сприятливо впливають на травлення та усувають дисбютичш порушення. Для збереження ко-рисних властивостей та бюлопчно активних речовин фер-ментовано! продукцп е дощльним застосування виморо-жування.

Аналiз останшх дослщжень та публтацш. Процес виморожування характеризуеться рухом молекул води до поверхш кристалiзацi!, що спричиняе зневоднення пограничного шару та зб№шення в ньому масово! частки роз-чинених речовин [1,2].

Ввдомий споаб концентрування редких розчишв блочним виморожуванням, заснований на охолоджеш продукту нижче його температури заморожування. При цьому частина води замерзае та вщщляеться ввд концентрату у виглядi кристалiв льоду [3].

Видшення невиршених ранiше частин загально! проблеми. На сьогоднiшнiй день е актуальним застосу-вання обробки холодом для кращого збереження бiологiчно активних речовин продукцп, але застосування крюконцентрування до ферментованих продуктiв не вив-чено.

Мета статп. Мета дослвджень полягае у вивченнi процесу виморожування ферментованих сошв, отриманих на основi тотнамбура та проведенш порiвняльно! характеристики зразшв соку до та тсля процесу виморожування.

Виклад основного матерiалу. Дослвдження проводили на кафедрi процесiв, апаратiв та енергетичного менеджменту в Одеськ1й нацюнальнш академi! харчових технологiй в наступнш послiдовностi:

- попередне охолодження продукту до температури 4...5 оС;

- часткове занурення робочих оргашв паралельно по-верхнi продукту у верхньому його шарi;

- вiдвiд тепла ввд робочих органiв та заморожування на них блоку льоду;

- вилучення робочих оргашв iз емкосп та витри-мування !х на повiтрi при температурi вище 0 оС;

- збiр розчину, який стiкае з блоков льоду.

В процесi блочного виморожування теплота витра-чаеться на охолодження соку до крюскотчно! темпера-

01 ■ ... йед

, на процес кристалiзацil з соку , на охолод-01

тури

ження льоду , на

кристалiзатора та стiнок концентратора

охолодження 0

щю втрат холоду, в результата ввдтаювання

поверхнi на компенса-0-а3а та втрат

в оточуюче середовище 0ад. Тому, математичне вира-ження фiзичноl моделi концентрування соку блочним ви-морожуванням можна представити у виглядi балансiв [1, 4]:

I . = I .. +1 [ +1 ?

- матерiального п е п п ;

- теплового 0 = 2 + 0« + & + 2 + + Виморожування ферментованого соку тотнамбура

проводять в два ступеш. Характеристика першого сту-пеню представлена на рисунку 1.

Шел я першого ступеню в имор ожув ання

г X

71

г

и с.

и

Го О

2000

1000

0

■

1М1

■

■

14и

11,95% 25,80% 10,90%

Вм1ст розчшпшх сухнх р ечовин Рис. 1. Розподш концентрованого соку за вмiстом розчинних сухих речовин при першому ступеню виморожування.

На першому ступеш виморожування у емкость кри-сталiзатора заливали 2 дм3 ферментованого соку тотнамбура [5] з початковою концентращею розчинних сухих речовин 11,95%. Виморожування проводили протягом 3 годин. Шдвищення масово! долi сухих речовин при вимо-рожуваннi пояснюеться утворенням двох дифузiйних потоков: води та розчинних сухих речовин. Ц потоки характеризуются рiзними точками крюскотчно! температури.

В результатi дослвджень встановлено, що крiоскопiчна температура ферменментованого соку iз топiнамбура ста-новить -2,5 оС.

Шсля ввдбору концентрату, який склав 140 см3 з концентращею розчинних сухих речовин 19,5%, проводили сепарування блоку льоду. Результата представлен на рисунку 2.

Рис.

10,90% 19,50% 13,40% 8,12%

Вшст р озчинних сухнх р ечовин

2. Сепарування блоку льоду тсля першого ступеню виморожування.

Отримаш результати дослщжень пояснюються тим, що швидшсть дифузiйних процесiв менша за швид-к1сть теплових процеав, при цьому виморожування во-логи з соку приводить до захоплення в блок льоду деяко! кшькосп розчинних сухих речовин з пограничного шару.

Кшьшсть розчинних речовин, яш потрапляють в блок льоду, визначаеться штенсившстю ввдводу теплоти iз соку та фiзико-хiмiчними властивостями соку. Осшльки в про-цесi виморожування штенсившсть ввдводу теплоти iз соку

знижуеться, то i знижуеться шльшсть розчинних речовин, яш потрапляють до блоку льоду.

Шсля першого ступеню виморожування та сепара-цИ отримали три фракцп з концентрашями сухих речовин: 25,8%; 19,5%; 13,4% ввдповвдно. Концентрати поеднали i отримали 960 см3 ферментованого соку тотнамбура з концентратею розчинних сухих речовин 16,1%. Цей концентрат направляли на другий стушнь виморожування.

Результати дослвджень другого ступеню виморожування представлен на рис. 3.

На другому ступеню у емкость кристал1затора заливали сiк ферментованого тотнамбура з початковою концентратею розчинних сухих речовин 16,1%. Виморожування проводили протягом 2 годин. В результата дослвджень було встановлено, що крюскошчна температура соку ферментованого тотнамбура становить -2,7 оС.

Шсля ввдбору концентрату, який склав 160 см3 з концентрацiею розчинних сухих речовин 30,5%, проводили сепарування блоку льоду. Результати представлеш на рисунку 4.

16,10% 30,50% 13,22%

Вшст розчинних сухих речовин

Рис. 3. Розподш концентрованого соку за вмютом розчинних сухих речовин при другому ступеню виморожування.

Рис. 4. Сепарування блоку льоду тсля першого ступеню виморожування.

Шсля другого ступеню виморожування та сепарацп отримали три фракцп з концентрашями розчинних сухих речовин: 30,5%; 25,2%; 18,6% ввдповвдно. Концентрати поеднали i отримали 400 см3 ферментованого соку тотнамбура з концентратею розчинних сухих речовин 25,6%.

Концентрати тсля першого i другого виморожування використовували для дослвдження основних хiмiчних показнишв. Експериментальш дат представлеш у таблиц 1.

Таблиця1

Порiвняльна характеристика хiмiчного складу ферментованого соку до та шсля виморожування (п = 3, р > 0,95)

Показник Ферментований ак

до виморожування тсля виморожування

1 стутнь 2 стутнь

Масова частка розчинних сухих речовин,% 11,95 16,1 25,6

Масова частка пектину,% 2,8 3,77 6,00

Масова частка L - аскорбшово! кислоти, мг/100г 10,8 14,55 23,1

Активна кислотнiсть, од. рН 4,5 4,48 4,49

За даними, наведеними в таблиш 3.15 видно, що Висновки та пропозици. За отриманими результа-

пiсля виморожування масова частка бшьшоста показник1в тами дослвджень можна стверджувати, що ферментований зб№шилася приблизно в 2,1 рази. сгк пiсля застосування процесу виморожування не втратив

сво!х властивостей. Осшльки отримали продукщю з вден-тичними властивостями - дощльно використовувати про-цес крюконцентрування для ферментованих сошв на основ! тотнамбура.

Список лггератури

1. Техника блочного вымораживания [Текст] / О.Г. Бурдо, С.И. Милинчук, В. П. Мордынский, Д. А. Ха-ренко. - О.: «Полиграф», 2011. - 294 с.

2. Бурдо, О.Г. Прикладное моделирование процессов переноса в технологических системах [Текст]: учебник / О.Г. Бурдо, Л.Г. Калинин: Учеб. - Одесса: Друк, 2008. - 348с.

3. Пат. на корисну модель 23132 Украши, МПК

A23L 2/08 Спос1б отримання шляхом виморо-жування концентрованих рщких продукпв [Текст] / Бурдо О. Г.; Коваленко О. О.; Мшнчук С. I.;

Ремшна Л. П.; власник Одес. нац. акад. харч. технолог -u200613021. Заяв. 11.12.2006.-0пуб.-10.05.2007, бюл. № 6.

4. Коваленко, Е.А. Разработка технологии концентрирования вишневого и абрикосового соков методом блочного вымораживания [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.13 - технология консервированных продуктов (технические науки) / Коваленко Елена Александровна; Одес. гос. акад. пищ. технологий. - О., 1997. - 132 с.

5. Буланша, Н.А. Розробка технологи ферментованих продукпв на основi тошнамбура [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.13 - технолопя консервова-них i охолоджених харчових продукпв. / Буланша Наталя Анатолпвна; Одес. нац. акад. харч. технол. Одеса, 2013. - 123с.

КОМПРОМИССНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОГЕНЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Бодарев Александр Дмитриевич

кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий, Одесского национального морского

университета Бодарев Дмитрий Александрович ассистент кафедры информационных технологий, Одесский национальный морской университет

КОМПРОМ1СН1РШЕННЯ ДЛЯ КОГЕНЕРАЦ1ЙНИХ СИСТЕМ

Бодарев Олександр Дмитрович, кандидат технгчних наук, доцент кафедри тформацшних технологт, Одеський нацюнальний морський унгверситет Бодарев Дмитро Олександрович

асистент кафедри тформацшних технологш, Одеський нацгональний морський унгверситет A COMPROMISE SOLUTION FOR COGENERATION SYSTEMS

Bodarev A.D., Ph.D., associate Professor of the department of information technology, Odessa national maritime university Bodarev D. A., assistant of the department of information technology, Odessa national maritime university АННОТАЦИЯ

В статье применена методология многокритериального принятия решений для выбора компромисса между термодинамическими и экономическими показателями применительно к локальным системам преобразования энергии. Использовано представление об оптимальности по Парето. Концепция нечетких множеств позволяет принимающему решения вести всеобъемлющее исследование энергопреобразующих систем. Сделана одна из первых попыток применения методологии многокритериального принятия решений для выбора компромисса между термодинамическими и экономическими показателями применительно к двухцелевой системе генерации энергии.

Ключевые слова: преобразование энергии, когенерация, нечеткие множества, нечеткая термоэкономическая оптимизация, принятие решений. АНОТАЦ1Я

У статт1 застосована методологгя багатокритергального прийняття рШень для вибору компромгсу м1ж тер-модинамгчними та економгчними показниками стосовно до локальних систем перетворення енергИ. Використано по-дання про оптимальтсть за Парето. Концепцгя нечтких множин дозволяе приймаючомургшення вести всеохоплююче дослгдження енергоперетворюючих систем. Зроблена одна з перших спроб застосування методологИ багатокри-тергального прийняття ргшень для вибору компромгсу м1ж термодинам1чними та економгчними показниками стосовно до двоцшьовоХ системи генерацИ енергИ.

Ключовi слова: перетворення енергИ] когенерацгя, нечтт множини, нечтка термоекономгчна оптимгзацгя, прийняття ршень. SUMMARY

The article employs the methodology of multi-criteria decision making to select a compromise between thermodynamic and economic performance in relation to local energy conversion systems. The idea of Pareto optimality is used. The concept of fuzzy sets allows the host decision to conduct a comprehensive study of energy conversion systems. Made one of the first attempts to apply the methodology of multi-criteria decision making to select a compromise between thermodynamic and economic performance in relation to dual-use system of energy generation.

Key words: energy conversion, cogeneration, fuzzy sets, fuzzy thermo economic optimization, decision making.

Постановка проблемы • Теплота используется непосредственно в месте по-

Когенерационные установки (когенераторы) ши- лучения, а это обходится гораздо дешевле, чем

роко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ) и об- строительство и эксплуатация многокилометровых

ладают рядом преимуществ: теплотрасс.