CC BY
8
Технолог
УДК 664.8/.9.034
Исследования теплопроводности и плотности различных видов спредов
Study of thermal conductivity and density of different types of spreads
Доцент И.Н. Сухарев, магистр E.A. Варяница (Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра машин и аппаратов пищевых производств, тел. 8-920-215-21-65 E-mail: i.suxarevfajyandex.ru
Associate professor I.N. Sukharev, Master E.A. Varyanitsa (Voronezh state University of engineering technologies) chair of machines and apparatus of food production, tel. 8-920-215-21-65 E-mail: i.suxarcvM.yaiidex.ru
Реферат. Новые технологии и широкий ассортимент продуктов, сбалансированных по пищевой и биологической ценности, способствуют улучшению системы питания. В этой связи несомненный интерес представляет создание функциональных пищевых продуктов с учетом достижений современной биотехнологии и науки о питании, которые предназначены для направленного воздействия на организм человека. Сбалансированность питания человека подразумевает такое состояние его рациона, когда организм получает все необходимые для него ингредиенты в определённых соотношениях, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма. Одним из важнейших компонентов пищи, жизненно необходимых человеку, определяющим её пищевую, энергетическую ценность и биологическую эффективность, являются липпды. Основным фактором эффективности использования липидов. поступающих с пищей, является сбалансированность пх жирнокислотного состава. Для поддержания здоровья человеку необходима сбалансированность содержания о-З и и-б жирных кислот. Наиболее простым и рациональным способом регулирования жирнокислотного состава молочных продуктов является частичная замена молочного жира растительными богатыми ненасыщенными жирными кислотами в целях максимального приближения пх к оптимальному соотношению между насыщенными и полпненасыщенными жирными кислотами. Для увеличения потребительского спроса и соответственно увеличения объемов производства спредов, необходимо расширять ассортиментные линейки спредов, делая их полезными для здоровья.
Summary. New technologies and a wide range of products, balanced in terms of food and biological value, contribute to the improvement of the food system. In this regard, of great interest is the creation of functional food products, taking into account the achievements of modern biotechnology and nutrition science, which are designed for directed impact on the human body. The balance of human nutrition implies a state of his diet, when the body receives all the necessary ingredients for it in certain ratios, ensuring the normal functioning of the body. Lipids are one of the most important components of food that are vital for a person, determining its nutritional, energy value and biological effectiveness. The main factor in the effectiveness of the use of lipids coming from food is the balance of their fatty acid composition. To maintain health, a person needs to balance the content of u-3 and co-6 fatty acids. The simplest and most rational way to regulate the fatty acid composition of dairy products is a partial replacement of milk fat with plant rich unsaturated fatty acids in order to maximize their approximation to the optimal ratio between saturated and polyunsaturated fatty acids. In order to increase consumer demand and, accordingly, increase the production of spreads, it is necessary to expand the range of spreads, making them useful for health.
Ключевые слова: спреды, лппиды, теплопроводность, плотность, растительный и молочный
Keywords: spreads, lipids, thermal conductivity, density, vegetable and milk fat.
© Сухарев И.Н., Варяница E.A., 2019
промышленности
На российском рынке существуют множество марок сливочных масел, цена на которые сопоставима или даже ниже цены на спреды.
Кроме того, более мягкая консистенция спреда позволяет использовать его более широко в кулинарии чем масло. При этом не теряется главное - качественные спреды обладают вкусом сливочного масла [1].
В сознании российского потребителя понятие "спред" было искажено обманчивым "мягким/легким маслом", за которым часто скрывается обычный низкосортный маргарин.
Теперь, в соответствии с новым ГОСТом, законодательно введены значительно более жесткие критерии для продуктов, называемых спредами. Одними из таких критериев и является теплопроводность и плотность спредов на основе смеси растительных и молочных жиров которые практически не изучены.
В практике применяется много различных методов определения теплопроводности материалов. Все методы можно разделить на две группы: методы, основанные на нестационарном тепловом режиме (нестационарные методы), и методы, основанные на стационарном тепловом режиме (стационарные методы).
Нестационарными методами измерения теплопроводности называются такие методы, в которых в процессе измерения теплопроводности температура является функцией времени: 7—Д1).
Стационарными методами измерения теплопроводности называются такие методы, в которых в процессе измерения теплопроводности температура пе зависит от времени.
Преимущество нестационарных методов определения теплопроводности по сравнению со стационарными методами состоит в том, что исследуемый материал при нестационарном методе не выдерживается длительное время до постоянной температуры. При этом ускоряется проведение эксперимента, что особенно важно для влажных материалов [2-4].
Метод регулярного режима. Экспериментальное определение теплопроводности материалов заключается в следующем. Исследуемый образец, помещенный в жесткую оболочку (если это сыпучий или волокнистый материал), охлаждают или нагревают в среде с постоянной температурой. Наблюдают за изменением температуры Т в какой-либо фиксированной точке тела. Фиксируют время t и соответствующие им показания прибора, предназначенного для измерения температуры. По расчетной формуле определяют теплопроводность материала [6].
Рис. 1. Схема установки В. А. Милчева для определения теплопроводности: 1 - автотрансформатор; 2 - ААТР; 3 - прибор Филиппова; 4 - потенциометр; 5 - термостат
Используя экспериментальную установку (рис. 1) исследовали теплопроводность спредов, на основе смесп растительных и молочных жиров в интервале температур 5-30 С° и давлений 110-190 кПа. Полученные экспериментальные данные по теплопроводности приведены на рис. 2.
■о
30 25 20 15 10 5
Температура С
Рис. 1. Теплопроводность спредов, в зависимости от температуры: 1 - спред на основе смеси растительных и молочных жиров; 2 - сливочно-растительный спред; 3 - расти-телъно-сливочный спред с 50% жирности; 4 -растительно-сливочный спред с 30 % жирности; 5 - растительно-жировой спред
Согласно рис. 2 результаты экспериментальных исследований показали, что теплопроводность спредов, с ростом температуры уменьшается, однако стоит заметить, что у спредов, на основе смеси растительных и молочных жиров теплопроводность при тех же температурных показателей ниже чем у других образцов, это обусловлено большим количеством жира в продукте. С увеличением температуры расстояние между молекулами спредов, растет и переход тепла от одного изотермического слоя к другому ухудшается, поэтому с повышением температуры теплопроводность исследуемых объектов уменьшается. Надо отметить, что с ростом температуры влияние давления на теплопроводность спредов увеличивается. Например, если увеличить давление до 190 кПа при температуре 5 °С увеличивает теплопроводность спредов на 5,03 %, то при температуре 30 °С это изменение составляет 11,6 %. С ростом давления влияние температуры на спреды уменьшается. Например, если при увеличении температуры от 5 до 30 °С теплопроводность спредов уменьшается при давлении 110 кПа на 32,3 %, то это изменение при давлении 190 кПа составляет 23,9 %.
Плотность исследуется как функция температуры и давления. Существующие методы экспериментального определения плотности при различных температурах и давлениях подразделяется на две основные группы: пьезометрические и гидростатическое взвешивание.
Метод гидростатического взвешивания основан на определении веса твердого тела (поплавка) в воздухе, воде и исследуемом образце. Плотность исследуемого образца рассчитывается по формуле:
+ — &2 + с5 - аь
С Ресдп - Рготд ) + Реозд
где С1 — вес твердого тела в воздухе; С2 - вес твердого тела с подвеской из проволоки в исследуемой жидкости; СЗ - вес подвеса из проволоки в исследуемой жидкости; С4 - вес твердого тела с подвеской из проволоки в воде; С5 - вес подвеса из проволоки в воде.
Точность определения плотности этим методом 0,001 %.
г—
Метод пьезометра переменного объема относится к хорошо разработанным и широко используемым методам в исследовательской практике [5, 7]. Пьезометр -сосуд, способный выдерживать давление в опыте. Обычно объем пьезометра точно измеряется. Суть метода сводится к следующему. Определенная масса образца т изотермически сжимается в пьезометре до точно известного объема V. Плотность определяется по формуле:
т
Используя экспериментальную установку нами исследована плотность спредов, на основе смеси растительных и молочных жиров в интервале температур 5-30 °С и давлений 110-190 кПа. Результаты исследования плотности спредов, на основе смеси растительных и молочных жиров в зависимости от температуры и давления показаны на рис. 3.
Рис.3 Зависимость плотности спредов, в зависимости от температуры: 1 - спред на основе смеси растительных и молочных жиров; 2 - сливочно-растительный спред; 3 - растительно-сливочный спред с 50 % жирности; 4 - растительно-сливочный спред с 30 % жирности; 5 - растительно-жировой спред
Установлено, что с ростом температуры влияние на спреды увеличивается, также стоит заметить, что спреды, на основе смеси растительных и молочных жиров имеют наименьшие показатели плотности, что связанно с содержанием жиров, чем меньше содержание жиров в продукте, тем выше его плотность, что плохо сказывается на качественных показателей готовых изделий. Также стоит отметить, что с ростом давления влияние температуры на плотность спредов, на основе смеси растительных и молочных жиров уменьшается. Например, если при давлении 110 кПа повышение температуры от 5 до 30 °С уменьшает плотность спредов, на основе смеси растительных и молочных жиров на 20,4 %, то при давлении 190 кПа это изменение составляет - 13,9 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антиоксидантная активность растительных масел с разным соот-ношением омега-6/омега-3 жирных кислот [Текст] / Д. А. Гусева, Н. Прозоров-ская, А. В. Ши-ронин [и др.] // Биомедицинская химия. - 2010. - том 56. - вып. 3. - С. 342-350.
2. Восканян, О. С. Основные направления и этапы создания эмульсионных жировых продуктов [Текст] / О. С. Восконян, Е. В. Середа // Масложировая промышленность. - 2012. - № 6. - С. 16-17.
3. Горбатова, А. В. Исследование качественных показателей сли-вочно-растительного спреда функциональной направленности [Текст] / В. Горбатова // Аграрный вестник Урала. - 2013. - № 1. - С. 37-39.
4. Губина, И. В. Спреды функционального назначения - новый про-дукт высокого качества [Текст] / И. В. Губина // Сыроделие и маслоделие. - 2011. - № 2. - С. 49.
5. Зайцева, Л. В. Инновационные технологии получения и модификации масел и жиров [Текст] / Л. В. Зайцева, А. П. Нечаев // Масложировая промышленность. - 2012. - № б. - С. 10-15.
6. Изучение хранимоспособности спреда «цветочный» [Текст] / В. Голубева,
0. И. Долматова, Г. М. Смольский [и др.] // Пищевая промышлен-ность. - 2013. -№ 10 - С. 72-73.
7. Исследование и разработка технологии сливочно-растительного спреда с использованием гидроколлоидов [Текст]: дис. канд. техн. наук / Ва-сильева Галина Викторовна. - Кемерово, 2009. - 126 с.
REFERENCE
1. . Antioksidantnaya aktivnost' rastitel'nyh masel s raznym soot-nosheniem ome-ga-6/omega-3 zhirnyh kislot [Tekst] / D. A. Guseva, N. Prozorov-skaya, A. V. SHironin [i dr.] // Biomedicinskaya himiya. - 2010. - torn 56. - vyp.3. - Pp. 342-350.
2. Voskanyan, O. S. Osnovnye napravleniya i etapy sozdaniya emul'sionnyh zhiro-vyh produktov [Tekst] / O. S. Voskonyan, E. V. Sereda // Maslozhirovaya promyshlen-nost'. - 2012. - No 6. - Pp. 16-17.
3. Gorbatova, A. V. Issledovanie kachestvennyh pokazatelej sli-vochno-rastitel'nogo spreda funkcional'noj napravlennosti [Tekst] / V. Gorbatova / / Agrarnyj vestnik Urala. - 2013. - No 1. - Pp. 37-39.
4. Gubina, I. V. Spredy funkcional'nogo naznacheniya - novyj pro-dukt vysokogo kachestva [Tekst] / I. V. Gubina // Syrodelie i maslodelie. - 2011. - No 2. - Pp. 49.
5. Zajceva, L. V. Innovacionnye tekhnologii polucheniya i modifikacii masel i zhi-rov [Tekst] / L. V. Zajceva, A. P. Nechaev // Maslozhirovaya promyshlennost'. - 2012. -No 6. - Pp. 10-15.
6. Izuchenie hranimosposobnosti spreda «cvetochnyj» [Tekst] / V. Golubeva, O.
1. Dolmatova, G. M. Smol'skij [i dr.] // Pishchevaya promyshlen-nost'. - 2013. - No 10 -Pp. 72-73.
7. Issledovanie i razrabotka tekhnologii slivochno-rastitel'nogo spreda s ispol'zovaniem gidrokolloidov [Tekst]: dis. kand. tekhn. nauk / Va-sil'eva Galina Viktorovna. - Kemerovo, 2009. - 126 pp.
