CC BY
99
Научное и кадровое обеспечение АПК
УДК 677.46
Карима Норкулова,
доктор технических наук, профессор,
Жасур Сафаров,
кандидат технических наук,
Ташкентский государственный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ И ДЕСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТЫКВЫ
Представлены результаты исследования сорбционных и десорбционных свойств тыквы. Приведены: значения сорбции и десорбции паров воды образцами тыквы; кривые сорбции и десорбции тыквы; значения показателей капиллярно-пористой структуры образцов тыквы. Выявлено, что процесс сушки исследуемых образцов в вакууме при 65 0С приводит к их гидрофобизации. S u m m a r y
The article presents the results of a study of the sorption and desorption properties of pumpkin. Given: the values of sorption and desorption of water vapor samples pumpkin; sorption and desorption curves pumpkin; values of capillary-porous structure of the samples pumpkins. Revealed that the drying process of the samples under vacuum at 65 0C leads to their hydrophobic.
Ключевые слова: тыква, мякоть, свободная и связанная влага, сушка, изотерма. Keywords: pumpkin pulp, free and bound moisture, drying, isotherm.
В процессе сушки основной задачей является совершенствование процесса, что позволяет применять новую более эффективную технологию производства, улучшающую качество готового продукта [1, 2].
Следует отметить, что перевод сельскохозяйственного производства на рыночные отношения приведет к тому, что доля электроэнергии в себестоимости продукции значительно возрастет. Поэтому поиск новых принципов, методов, способов и средств энергосбережения в процессах сушки сырья, таких как вакуумная ИК-сушка, весьма актуален.
Вакуумные ИК-сушильные установки предназначены для сушки всех фруктов, овощей, лекарственных трав и других продуктов. Процесс сушки осуществляется посредством продукта сушки с определенными параметрами (температура, влажность), обеспечивающими проведение технологического процесса.
В настоящее время тыква приобретает все большее значение как источник сырья для производства пищевых добавок, лекарственных препаратов и косметических средств. Для развития этого перспективного направления важно увеличение ее семенной продуктивности и масличности [3].
Различают следующие виды сорбции: адсорбцию — поглощение веществ поверхностью продукта, абсорбцию — поглощение веществ всей массой продукта, хемосорбцию — химическое взаимодействие
Получены результаты исследования сорбционной и десорбцион-ной способности паров воды в образцах тыквы, различающихся условиями сушки (рис.).
На основе изотерм сорбции паров воды образцами тыквы по уравнению БЭТ вычислены емкость монослоя, удельная поверхность, суммарный объем паров и радиус субмикроскопических капилляров. Как видно
между веществом и продуктом. Процесс, обратный сорбции, — десорбция — определяет переход веществ из поверхностного слоя продукта в окружающую среду. На практике наибольшие значения имеют сорбция и десорбция водяных паров [4, 5].
Гигроскопичность — свойство продуктов поглощать влагу из окружающей среды и удерживать ее капиллярами и всей поверхностью. Гигроскопичность сырья зависит от его структуры и состава, а также температуры и влажности окружающей среды. Как правило, порошкообразное сырье (сахар, соль, мука, крахмал) отличаются высокой гигроскопичностью.
Значительно повышает гигроскопичность сырья содержание в нем веществ, способных активно поглощать пары воды из окружающей среды. К таким веществам относятся фруктоза, обусловливающая гигроскопичность продуктов, в которых она содержится в виде меда, соли кальция и магния, присутствующих в качестве примесей в поваренной соли.
Сорбционные исследования тыквы были нами осуществлены на высоковакуумной установке с ртутными затворами и кварцевыми весами Мак-Бэна. Измерения проводили при температуре 293 0К и остаточном давлении воздуха 10-3 — 10-4 Па.
Исследованы сорбция и десорбция паров воды образцами тыквы при 293 0К. Полученные данные приведены в таблице 1.
из данных таблицы 2, значение удельной поверхности у образца № 1 тыквы составляет 12,30 м2/г, а у образца № 2 тыквы, отличающегося способом сушки, — 13,73 м2/г. Такие различия имеются в значении суммарного объема пара — у образца № 1 — 0,280 см3/г, а у образца № 2 — 0,310 см3/г.
Капиллярно-пористая структура образцов высушиваемой тыквы при десорбции паров воды при 25 0С приведена в таблице 2.
Таблица 1
Сорбция и десорбция паров воды образцами тыквы
Образцы Тыква
№ 1 № 2
Вакуумная ИК-сушка: температура сушки — 65 "C вакуум (-0,8 атм) Конвективные способ сушки: температура сушки — 90 "С без вакуума (1 атм)
Остаточная влажность, % сорбция, % десорбция, % сорбция, % десорбция, %
10 0,20 0,40 0,45 0,55
30 0,40 1,00 1,30 2,00
50 1,80 3,00 2,20 4,10
65 4,20 6,20 6,50 8,70
80 7,90 13,00 9,60 17,10
90 19,00 26,00 23,40 28,20
100 28,00 28,00 31,00 31,00
38
Международный сельскохозяйственный журнал
Инновационные технологии в АПК на основе внедрения SCADA-систем, полученный экономический эффект
Сорб., %
Таблица 2
Капиллярно-пористая структура образцов тыквы
Образцы Тыква
№ 1 № 2
Емкость монослоя (хт), г 0,0035 0,0105 0,0039 0,0457
Удельная поверхность (5уп), м2/г 12,30 36,77 13,73 92,65
Суммарный объем пор (1Ау, см3/г 0,280 0,280 0,310 0,310
Радиус капилляра (гк), А 455,19 152,30 128,25 76,42
Полученные результаты исследования сорбционной и десорбци-онной способности паров воды образцами тыквы во многом оказались зависящими от способа сушки верхней части тыквы.
Сорбция паров воды образцами тыквы при 65% относительной влажности составила 4,20%.
На основании изотермы сорбции паров воды вычислены параметры пористой структуры образцов исследуемой тыквы. Так, удельная поверхность образцов № 1 составляет 12,30 м2/г, суммарный объем пор — 0,280 см3/г.
Выводы. Проведенными исследованиями сорбции и десорбции образцами тыквы паров воды определены параметры пористой структуры и выявлено, что процесс сушки исследуемых образцов в вакууме при 65 0С приводит к гидрофобизации образцов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Норкулова К.Т., Сафаров Ж.Э., Маматкулов М.М., Фахрутдинов Р.Р. Полезная модель: Установка для сушки инфракрасным излучением. FAP 00655 от 15.09.2011.
2. Норкулова К.Т., Умаров В.Ф., Сафаров Ж.Э. Вакуумная сушка с инфракрасным нагревом — безотходная технология // Сборник научных статей Международной научной конференции «Инновация-2009». Ташкент, 2009. С. 125-126.
3. Ерин И.В. Сортовые особенности семенной и масличной продуктивности тыквы // Научный журнал КубГАУ. 2011. № 72 (08). С. 1-10.
4. Глаголева Л.Э., Корнеева О.С., Родионова Н.С., Шуваева Г.П. Определение сорбционных характеристик растительных полисахаридных комплек-
сов в различных технологических средах // Современные проблемы науки и образования. Воронеж. 2012. № 1. С. 1-6.
5. Норкулова К.Т., Сафаров Ж.Э. Исследование сорбции и десорбции лекарственных трав // Химическая технология. Контроль и управление. Таш-
кент. 2010. № 4. С. 9-12.
Рис. Кривые сорбции и десорбции тыквы:
№1 — • Вакуумная ИК-сушка тыквы: температура сушки — 65 "С; вакуум (-0,8 атм)
№2 - ■»■ Сушка тыквы конвективным способом: температура сушки — 90"С'; без вакуума (1 атм)
jasursafarov@mail.ru
УДК 338.1
Марина Орешина,
доктор технических наук, профессор,
Юлия Сафронова,
кандидат экономических наук, доцент, докторант, Московский государственный университет пищевых производств
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АПК НА ОСНОВЕ ВНЕДРЕНИЯ SCADA-СИСТЕМ,
ПОЛУЧЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Рассмотрены современное состояние и основные приоритеты инновационного развития АПК на примере внедрения научно-технических нововведений на предприятиях молочной промышленности. Показана роль ииновационной деятельности в повышении конкурентоспособности предприятий отрасли. Предложена иерархическая SCADA-система управления технологическим процессом на базе среды программирования Trace Mode. S u m m a r y
The current state and the main priorities of innovative development of agrarian and industrial complex, on the example of introduction of scientific and technical innovations at the enterprises of the dairy industry are considered. The role of innovation activity in increase of competitiveness of the enterprises of branch is shown. Hierarchical SCADA — a control system of technological process on the basis of the environment of programming of Trace Mode is offered.
Ключевые слова: инновации, комплексная автоматизация, молочная отрасль, иерархическая система уравления. Keywords: innovations, complex automation, dairy branch, hierarchical system of an uravleniye.
В современных условиях производства, определяющихся конкуренцией производителей за покупательский спрос, комплексный
подход в области инновационной деятельности перерабатывающих пищевых предприятий направлен на выпуск новой качественной, вы-
№ 6/2014
39
