CC BY
44
у гречихи, уже через 2 мин Д Ш овса был на 1,8% ниже ДШ гречихи. Другими словами, зерно овса в первый момент захватило влаги столько же, сколько и зерно гречихи, но затем поверхностные слои гречихи стали пропускать влагу к ядру более активно, чем поверхностные слои овса. Прирост влаги в зерне овса через 10 мин увлажнения был на 5,5% меньше Д Ш гречихи, затем разница в Д Ш овса и гречихи стала уменьшаться и через 30 мин составила всего 1,2% (влажность зерна овса через 30 мин равнялась 25,5%).
Прирост влаги в зерне проса ниже, чем в зерне гречихи и овса. Цветковые пленки проса плохо пропускают влагу к ядру даже через 30 мин увлажнения (ДШ = 4,9%). При осмотре зерен проса после 30 мин их пребывания в воде нарушение покровов было обнаружено только у отдельных зерен. Таким образом, для зерна проса в исследованном диапазоне времени увлажнения основным путем проникновения влаги к ядру, скорее всего, является рубчик - место прикрепления семени к материнскому организму, что согласуется с данными [7].
ВЫВОДЫ
1. Продолжительность основного периода распределения влаги в зерне овса, проса и гречихи в большей степени зависит от температуры отволаживания и в меньшей степени - от конечной влажности зерна (в изученных диапазонах температуры и влажности зерна). Для ускорения процесса распределения влаги в зерне после увлажнения рекомендуется осуществлять его отволаживание при температуре не ниже 15-20° С.
2. По истечении основного периода распределения влаги ядро всех исследованных крупяных культур приобретает несколько большую влажность, чем поверхностные слои.
3. Из трех изученных крупяных культур наиболее интенсивно поглощает влагу зерно гречихи, наименее интенсивно - зерно проса, зерно овса занимает промежуточное положение; данная закономерность распространяется как на иммерсионное увлажнение, так и на увлажнение зерна путем добавления ограниченного (расчетного) количества воды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шабаков М.С. Исследование процесса гидротермиче -ской обработки и шелушения зерна овса: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М.,1978. - 28 с.
2. Мельников Е.М. Технология крупяного производства. - М.: Агропромиздат, 1991.- 207 с.
3. Анисимова Л.В., Некрасова Е.Я. Исследование способа гидротермической обработки зерна проса без пропаривания // Ползуновский альманах. - 1999. - № 3. - С. 104-105.
4. Анисимова Л.В. Гидротермическая обработка зерна гречихи без использования пропаривания // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2000. - № 5-6. - С. 50-52.
5. Анисимова Л.В. Гидротермическая обработка овса без пропаривания // Хлебопродукты. - 2001. - № 3. - С. 21-22.
6. Попова Е.П. Микроструктура зерна и семян. - М.: Колос, 1979. - 224 с.
7. Реймерс Ф.Э. Растение во младенчестве. - Новосибирск: Наука, 1987. - 184 с.
Кафедра технологии хранения и переработки зерна
Поступила 20.08.04 г.
637.52.66.065.32
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ИЗДЕЛИЙ
М.А. БЕЛЯЕВА
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Современным подходом к изучению сложных, многомерных и взаимосвязанных систем, в которых протекают процессы физической, химической и биохимической природы, является системный анализ с применением методов математического моделирования для описания количественных закономерностей на всех уровнях иерархии системы [1].
Эффективность работы производства, характеризуемого многоуровневой иерархической схемой связей элементов и явлений различной природы, определяется не только успешным функционированием отдельных стадий и технологических аппаратов производства, но и слаженной, взаимосвязанной работой всех его подсистем и элементов. Применение методологии системного анализа позволяет, проведя детальный анализ нижних уровней, обобщить информацию при передаче ее в верхние уровни и выявить основные
факторы, влияющие на глобальный критерий оптимальности системы.
Предлагаемая иерархическая структура включает семь основных уровней (таблица): от связанных с внутриклеточными превращениями и эффектами переноса энергии, массы в элементарном объеме технологического аппарата до процессов функционирования отдельных агрегатов и подсистем.
Иерархическая структура дает нам возможность проанализировать все процессы, начиная с молекулярного уровня, и математически описать подпроцессы и процессы.
Сложный физико-химический процесс прогрева влажных капиллярно-пористых веществ, к классу которых относятся мясные продукты, составляет основу тепловой обработки. Анализ физико-химических процессов, эффектов и явлений, протекающих в мясе, свидетельствует, что именно они позволяют получить готовый продукт с присущими ему особыми вкусовыми свойствами и органолептическими показателями.
Таблица
Уровни иерархии и их системы Структурные элементы Процессы, эффекты и явления Подпроцессы
7. Аппарат и изделие Паровоздушная смесь и элементы конструкции аппарата Полный процесс термической обработки - биотехнологический процесс Излучение, теплопроводность.
6. Рабочая камера Мясо Теплообменные Конденсация, испарение, хи -мические реакции
Фазы Газовая и жидкая фазы Твердая фаза Массообменные Фазовые процессы Объе мно-физические превращения Диффузионный массоперенос Изменение объема, давления, плотности
5. Мясо Мышечная, соединительная ткань, жировая прослойка Биохимические. Внутренний тепло- и массообмен
4. Мышечная и соединительная ткань Клетка и межклеточное вещество Биохимические
Жировые прослойки Кристаллизационная структура и аморфное вещество Органеллы, саркоплазм (сарколемма, Фазовые процессы
3. Клетка мяса ядро, митохондрии, лизосомы, рибосомы, пероксисомы, микрофиламенты, микрофибриллы) Фермент, макроэнергетические соедине- Биохимические, фазовые про -цессы, растворение веществ
2. Органеллы клетки мяса ния, нуклеиновые кислоты, белки, мембрана Биохимические
Сарколемма Бислой (коллагенобелокподобный, фос-фо липид) Миоглобин, глобулин-Х, миоген,
Саркоплазм низкомолекулярные вещества, гранулы гликогена
Миофибрилл Толстые нити - миозин, тонкие нити -актин, тропомиозин
Митохондрия АТФ-аза, миокиназа, ферменты, окисли-тельно-фосфорилирующий гликоген
Ядро Нуклеопротеиды «кислый белок», «остаточный белок»
Рибосома Фермент рибонуклеаза
Лизосома Дезоксирибонуклеаза, фосфатаза,
катепсины эстераза
1. Нуклеиновые кислоты (органеллы клетки мяса), белок Пириновые и пиримидиновые основания (нуклеотиды) Биохимические Денатурация нуклеиновых кислот
Миозин Н-меромизин Ь-меромизин, АТФ-аза Денатурация
Актин Группы, реагирующие с актином Б-актин, Г-актин Денатурация
Аминокислоты Реакция меланоидинообразо -
Хромопротеид Глобин-гемовые группы вания [3]
Липиды (жировая прослойка
мяса) Витамины, микроэлементы, Моноглицериды жирных кислот Плавление
макроэлементы
Теоретическая основа решения различных технологических задач - математическое моделирование процессов тепломассопереноса, базирующееся на современных представлениях теплофизики, аэродинамики, термодинамики и опирающееся на методы системного анализа.
Предложенная иерархическая структура состоит из следующих ступеней.
Первая ступень - это процессы и явления, происходящие в молекулах компонентов мяса, данный уровень
характеризуется процессами денатурации белков (сар-коплазматических и миофибриллярных), реакцией ме-ланоидинообразования, за счет которой образуется окраска готового изделия.
Все компоненты мяса взаимодействуют между собой, формируя вкусовые качества изделия и придавая ему своеобразный вкус и запах. Конечными продуктами распада являются аминокислоты, моносахариды, моноглицериды жирных кислот, в функции которых
входит образование ДНК, белков, комплексов гликопротеинов и ряда других веществ и соединений.
Вторая ступень - это процессы и явления, характеризующие структурные элементы органелл клеток-ферментов, макроэнергетических соединений, ДНК и РНК, а также белков, содержащихся в органел-лах и мембранах.
Третий уровень иерархии - это явления и эффекты в клетках ткани мяса, а также процессы, происходящие при термической обработке.
Четвертая ступень - это процессы, интегрально учитывающие явления в собственной клетке и характеризующие межклеточное вещество мяса.
На пятой ступени моделируются процессы в тканях мяса, при этом мясо представляется в виде совокупности мышечной, соединительной ткани и жировой прослойки.
Шестой уровень - мясо, рабочая камера и межфаз-ные процессы.
Седьмая ступень относится к изделию в целом - мясу, аппарату и паровоздушной смеси. Рассматривая явления и эффекты данного уровня, можно зафиксировать реальную гидродинамическую обстановку в аппарате и внешний теплообмен.
При тепловой обработке мяса происходят следующие процессы: денатурация миозина, тропомиозина, миоглобина, актина - основных белков мяса; реакция меланоидинообразования, плавление жиров, денатурация нуклеиновых кислот.
Стратегия системного анализа предполагает в каждом из рассмотренных уровней использование формализованных представлений в виде математических моделей технологических элементов и подсистем общей технологии производства. На основе разработанных
математических описаний подпроцессов компонуется обобщенная модель процесса, основной искомой функцией является его температура. Программа расчета составляется таким образом, что с изменением температуры изменяются все показатели, все уровни иерархии взаимосвязаны между собой через температурный показатель [2].
Машинно-ориентированная формализация и разработка алгоритмов расчета на ЭВМ является основой анализа структуры процесса и последующей его оптимизации.
Предложенная иерархическая структура технологического процесса тепловой обработки, состоящая из семи взаимосвязанных уровней, позволяет создать адекватные модели, учитывающие все физические явления и различные возможные возмущения. Данная структура позволяет эффективно организовать параллельно-последовательное выполнение этапов исследования и реализовать нисходящую стратегию качественного и количественного анализа процесса тепловой обработки мяса и восходящую тактику эффективного синтеза аппаратурного оформления процесса в условиях ИК-облучения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. - М.: Химия, 1985. - 448 с.
2. Беляева М.А., Исматуллаев П.Р., Артиков А.А. Тепловое оборудование и процессы в производстве мясных изделий. - Таш -кент: ТКТИ, 2003. - 292 с.
3. Данилов А.Д. Математическое моделирование процесса вы -печки мучных изделий на примере узбекских лепешек: Дис. ... канд. техн. наук. - Ташкент, 1990.
Поступила 09.10.03 г.
66.061.1.001.57
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И РЕЖИМА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ПРОЦЕССА ОБЕЗЖИРИВАНИЯ ФОСФОЛИПИДНОГО КОНЦЕНТРАТА
А.А. ЛОБАНОВ, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ, Е.П. КОРНЕНА
Кубанский государственный технологический университет
Усовершенствованный процесс обезжиривания фосфолипидного концентрата (ФК) [1] включает однократную экстракцию масла из ФК с получением частично обезжиренных фосфолипидов (ЧОФ) и последующую их противоточную экстракцию в противоточ-ном пульсационном экстракторе «труба в трубе».
Цель настоящей работы - расчет размеров противо-точного экстрактора «труба в трубе» производительностью по обезжиренным фосфолипидам 25 кг/ч, разработка технологической схемы и режима усовершенствованного процесса обезжиривания ФК.
Основой для расчета размеров противоточного пульсационного экстрактора «труба в трубе» является
численный эксперимент по математической модели процесса противоточной экстракции масла из ЧОФ.
Примем постоянство объемных расходов суспензии и экстрагента и постоянство удельного порового объема твердых капиллярно-пористых фосфолипидов.
Рассчитаем расход фосфолипидной суспензии с массовым расходом по обезжиренным фосфолипидам 25 кг/ч. Объемный секундный расход фосфолипидов 03 найдем из выражения
См
3
р3 3600
(1)
где 03 = 25 кг/ч - массовый расход обезжиренных фосфолипидов в составе суспензии.
