ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 6М072800– «Өңдеу өндірістерінің технологиясы»

1 Астық түйірді сақтау және өңдеу технологиясы. Б.Қ.Әсенова, С.Қ.Қасымов / Оқу құралы. Семей 2013 - 106 бет.

2 Учебное пособие по дисциплине специальные технологии перерабатывающих производств. Б.К.Асенова, Г.Т.Туменова, Г.Н.Нурымхан, Г.Т.Кажибаева / Семей: СГУ имени Шакарима, 2012 – 135 с.

3 Технология хранения, переработки и стандартизация растениеводческой продукции: учебник / под ред. В. И. Манжесова. - Спб. : Троицкий мост, 2010. - 704с.

1. 
   Ультрадыбысты қолдануда интенсификацияның артықшылығы
   
2. 
   Ультрадыбысты қолдануда интенсификация үшін қолданылатын жабдықтар
   

Ультрадыбысты тамақ өнеркәсібінің әртүрлі саласында қолдануға болады. Қазіргі уақытта мынандай салаларда қолдану аймағы мен әсерлілігі дәлелденіп отыр:

Ультрадыбыстап фильтрлеу процесінде тузлуктағы басқа микроорганизмдердің концентрациясын төмендету;

Майонездер,соустар, пудингтер және кремдер өндірістерінде, сонымен қатар сүт негізіндегіаралас өнімдерге әртүрлі қоспаларкіргізу кезіндегі экспресс-эмиргирлеу;

Бентонит қосуарқылы шырыны түссіздендіру және басқада оклеиленгіш материлдар;

Нан зауыттарында нанпекарлі дрожжаларының активациясы мен адптациясы;

Кері қайтқан таралардағы қатты кірлерді дәстүрлі бутылка жуғыш машиналармен кетіру;

Свекловичті таяқшаларды өңдеу және пектинді тазалау;

Ақуыздарды аминқышқылда мен көміртектерге дейін тарату..

Тамақ өнеркәсібінде айтарлықтай перспективті бағытта қолдануға биологиялық белсенді, дубильді экстракцияның және басқада шикізаттардың құнды компоненттері, гомогенизация, кептірудің технологиялық процестерінің интенсификациясы жатады.

Ультрадыбыстың эффективті әсері келесі специфті факторлармен құрылған, кептірудегі ультрадыбысты тербеліс; кавитационды эффект; шеткі қабаты және шикізаттың клеткалы құрлымына бұзу әсерімен; микропатоктардың құрылуымен; эксирагирлегіш материалдардың ұлпасына дифузионды енуінің жоғарлылығымен.

Технологиялық процестерді интенсифицирлеу

Отандық және шетелдік тәжірибелер технологиялық процестердің қатары ультрадыбыстың көмегімен интенсифицирленуі мүмкін екендігін көрсетеді.

ГНУ ВНИИКОП (Видный қ. Москва обл.) интенсифицирлеу бойынша тұқымында майы бар жмыхтан тамақ қылшықтарын алу әдісін, жмыхтың алдын ала көру сығындысын полярсыз ерітіндімен сығындыдан тамақ қылшығын құрайтын қатты фаза бөліп алу әдісін жүргізеін болатын. Ертеден белгілі әіске экстрагирлеудің төмен интенсивті және тамақ қылшықтарынан бірге болатын заттардың трауы толық емес.

Жмыхтың сығындысын электростатикалық алаңда жоғары қуаттылықта және 200кГц дейінгі жиілікте механикалық тербеліспен бірге жүзеге асыруды ұсынады, ал сығындыдан алнған қатты фазаны кептіруге жібереді. Бұл тамақ қылшықтарының заттарының гаммасын кеңейтеді.

Әдіс келесі жолмен жүргізіледі. Құрамында майы бар тұқымды жмых майды престеу бөлімінен кейін полярсыз ертіндімен тұрақты немесе ауысып отыратын электростатикалық аңда жоғары жиілікте және ультрадауысты тербеліс алаңында бөліп алынады. Сонымен электростатикалық алаң жоғары жилікте (100кВ/м кем емес) электродаралық кеңістікте конвективті тоқтардың құрылуына әкеп соғады және полярлы компонентті майдың жоғарғы шротына құйылады. Дисперсті шрот оның жоғарғы жағына зарядтардың бөлінуімен поляризацияланады. Мұндай жағдайда диэлектрлі сұйықтықтың электроконвективті қозғалысы сыртқы ортада – сұйықтықтан материал бөлшектеріне, және ішкі жағынан бөлшектердің өзі капиллярлардан бөлшектердің жоғарғы жағына. Бұл майды бөліп алу процесін және басқада шроттан бірге болатын заттарды интенсифицирлейді. Бірақ әрі қарай поляризденген материалдардың үстірті полярлы заттарды тасу қортындысында экстрагирлі жылдамдығы түсіп және шикізаттың диффузиционды қарсыласуы жылдам өсуге әкелетін жабық экстрагирлі заттар болады. Механикалық ультрадыбысты тербелісті экстракционды қоспаға алу клетка қабықшасының толықтай бұзылуына әкелетін кавитационды әсер туғызады. Ультрадыбыс әсерімен шикізат құрлымының өзгеруі ақырындап басталады, бірақ оның бірақ оның жылдамдығы клетка аралық байланыстың бұзылуынан және клетка қабықшаларының деформация кезіндегі шаршаңқы күштің жиналу шамасы бойынша өседі. Шикізаттың құрлымының өзгеруі кезінде электростатикалық күш алаңындағы сығынды интенсивтілігінің тұншығуы мүмкін. Клетка қабықшаларының толықтай бұзылуы кезінде полярлы шикізаттардан және тек қана ультрадыбысты механикалық тербелісте немесе тек эектростатикалық алаңдағы әрекетке және сол экстрагентпен алынатын басқада заттармен сығындыға түседі. Негізінен мұндай заттарға фосфатидтер, майлы қышқылдар, эфирлер және май қышқылдарының тұздары.

Мұнай тазартылған тамақ қылшықтарын алу әдісінің эффектілігін тексеру үшін 1- кестеде көрсетілгендей режим бойынша эксперименттер орындалған.

Алынған тамақ қылшықтарының құрамының анализі сығу кезіндегі уақытты қысқарту әдісі өнімге қажетсіз жоғарыда көрсетілген заттардың мөлшерін қысқартатынын көрсетеді.

Ультрадыбыс алдынала кептірілген шикізаттарды дымқылдау процесін, коптильді сұйықтықта балықты өңдеуді ет посолын интенсифицирлейді. Сонымен қатар, ультрадыбыс ткань құрлымын бұзып және гомогенизирлеп олардан жаңағы және басқада заттарды шығару жеңілдетеді. Күшті ультрадыбыспен балық фаршын өңдеу балық майының шығуын көбейтсе, ал май культурының тұқымына әсері өсімдік майының шығуын көбейтеді.
Тамақ қылшығын алу кезіндегі өңдеу режимі

Кесте -6

шикізат	экстрагент	Электростатикалық поляның параметрі		Акустикалық поляның жиілігі, кГц	Температура оС	гидромодуль	өңдеу ұзақ тығы, мин	Примес құрамының төмен деуі
		Күшті лік МВ/м	Жиілік Гц
Хлопчат ник тұқымы нан жмых	Бнезин	1,5	0	18	50	1:1	50	27,5
Томат тұқы мынан жмых	Птролейнді эфир	2	0,14	22	41	1:3	30	11,2
Жүзім тұқымы нан жмых	Сұйытыл ған СО2(қысым 6.3 МПа	30	1	120	18	2:3	15(процестің қысымын төмендету)	31,3
Шипов ник тұқымы нан	Сұйытыл ған бутан (қысым 3,5 МПа)	0,1	0	1000	14	1:4	20(процестің соңын да қысымды төмен дету)	31,3
Обле пиха тұқымы нан жмых	Сұйытыл ған азот (қысым 15 МПа)	30	0	2000	10	1:6	10(процестің соңында қысымды төмендету)	28,9

Бірақ, май мен жануар майын ультрадауыстап өңдеу кезінде, ультрадыбыстың қышқылдануынан болатын әсерден, жағымсыз иіс пен дәм болуына әкеліп соғады. Кәзіргі кезде ультрадыбыстап өңдеу процесіндегі әр түрлі тамақ заттарында дәмі мен иісінің қажетсіз өзгеруін болдырмауда сонопртекторлар мен технологиялық әдістердің зақымсыз заттары табылған.

Престеу алдындағы жүзімге ультрадауыстың әсері, шырынның серпуін 10% дейін көбейтеді және оның бөліміне энергия шығындарын азайтады. Жүзімнің ызыл түсін престеу кезінде шырынның бояуның интенсивтілігі күшейеді, ал жүзім шырынының дәмдік сапасы өзгермейді.

Жемісті-жидектердің езіндісін өңдеу үшін ГНУ ВНИИКОП ультрадыбыс пен сұйытылған газ көзінің экстракторлы әсерін ойлап тапты. (сурет 5)

5 – сурет. ГНУ ВНИИКОП ультрадыбыс қондырғысы

Өсімдік шикізаттарын сығу процесі алкогольді және алкогольсіз сусындарда, емді – рпофилактикалық, аралас тамақ өнімдері және таиғи емді препараттар өндірістерінде кең жайылған. Бұл процестің негізгі кемшілігі ол бірнеше аптаға созылуы.

Алкогольді және алкогольсіз сусындар өндірісінде ультрадыбыс көмегімен сығу процесін жылдамдатуды шешу үшін, ультрадыбысты қондырғылар өндіретін тамақ биотехнологиясының ВНИИ технологтары (Москва қ) ООО «Александра Плюс» қосылды. Бірігіп лабораториялық зерттеуде келесі гидродинамикалық әдістердің әсерімен сығу әсері оптималды келісімге жететіндігі көрсетілді.

Шикізат қоспаларын өңдеу және 22 кГц жилікпен ультрадыбыспен экстрагенттеу;

Механикалық аралас;

Араластырып бумен қыздыру;

«Александра Плюс» жинақ фирмасының өндірістік жағдайында сығу процесінің интенсификация тәжірибесі, ликер-арақ өндірісінде ультрадыбысты қолдану әсерін және тиімділігін дәлелдеді.

Сонымен шетен ағашының құрғақ жемісі, зерен кофесі және құрғақ шөпті шикізаттар су-спирттік сұйықтықпен сығу кезіндегі жұмыс өндірістік ультрадыбыстап сығу қондырғысында РПМ-2/12-Н жүргізілді (дайындаушы- Вологод машинақұрлыс зауыты).

РПМ-2/12-Н экстракторы өсідік шикізаттарын, жұқадисперсті суспензия алу үшін сұйықтықты араластыруда, қатты денені ерітуде, спиртті жеміс-жидекті шырындарды түссіздендіруде сығындыны тезднту үшін қолданылады.
Техникалық мінездеме

Кесте - 7

Жұмыс сыйымдылығы, м3, ке м емес	2
Ауыстыру қондырғысының айналу жилігі, мин -1	16
Ультрадыбысты сәуле мөлшері, шт	8...12
Ультрадыбысты тербелудің жұмыс жилігі, кГц	22 ±1,65
Аралас сұйықтықтың температурасы, оС
Бастапқы	1...15
Соңғы	80
Бу қысымы, МПа	0,4
Габаритті өлшемдер, мм:
Сыртқы диаметр	1510
Биіктік	2200
Масса, кг	800

«Великоустюгский» ликерарақ зауытында кептірілген шетен (рябина) жемісін экстрагирлеуде ультрадыбысты қолдану кезінде нормативті көрсеткіштер дәрежесі 6...7 күндері болса, ал сонымен бірге сығу процсінің жылдамдығы мен өндіру ұзақтығы 3...4 рет болатыны көрсетілді. 10 күні нормативтікпен салыстырғанда экстрактивтік заттардың шығуы 4,5 % ұлғаяды (істеп тұрған дәстүрлі технология зауытында екі садияда 28 күн ішінде жүзеге асырады).

Осы зауытта кофе сығындысын зерттеуде, нормативті оргонолепткалық көрсеткіштері үш күнде жететінін көрсетті, яғни 3 есеге жылдамдатылады.

Кептірілген шөптерді ультрадыбыспен сығу кезінде процесті 12 күннен 7 күнге дейін созуға болады.

Элеутерококкадан биологиялық активті заттарды ультрадыбыстап сулап сығуды зерттеу фармацевтік « БИОК» фирмасында (Курск қ) жүргізілді. Бір және сол шикізат мөлшеріне ультрадыбысты қолдану кезінде 6 есеге аз уақытта ертіндіге 2,4 есе көп экстрактивті заттар көшеді.

Шырындарды, өсімдік майларын және басқада сұйық тамақ өнімдерін түссіздендіру үшін оларды саңылаулы материалдардан өтуін жылдамдататын эффекті ультрадыбыс әсерімен көтерілетін фильтрлеу процесі кең қолданылады.

Жемісті шырындар мен виноны ультрадыбыстап өңдеу өлшенген органикалық бөліктерінің коагуляциясы есебінен олардың түссізденуін және түсу процесін қысқаруына әкеліп соғатын кристалл орталығының үлкен молшерінің пайда болуын мысалы, 12...14 күннен 6...10 сағатқа дейін вино тасын қамтамасыз етеді.

Бентонитті «желімдейтін » материалды қолданып алма шырынын түссіздендіріп спирттеу үшін ультрадыбысты қолдануды «Курский» ликерарақ зауытында жүргізілген зерттеу өлшеніген бөліктердің тұнбаға түсу жылдамдығы 5...6 есеге өскенін көрсетті.

Ультрадыбыстап сығу кезінде тұнба мен морстардың лайлануының жоғарлағанымен бірге, фильтр – картон арқылы кәдімгі фильтрлеудің көмегімен жоюда қиындықтар туындайтыны байқалады. Сонымен қатар, ультрадыбысты кәдімгі езілген суспензияда қолдану кезінде әсерлі екендігі бекітілген.

ВНИИПБТ (Москва қ) мембрандық технологияляқ отделінде жүргізілген зерттеуде барлық кемшіліктері ультрадыбыс сығындысын мембран процесімен комбинирлеу есебінен шектетіледі. Сонымен микрофильтрация мембраны арқылы филтрлеу кезінде, суық стерилизациямен бір уақытта «кристалды» мөлдір сығынды алынады. Сонымен олардан сусындарды ұзақ сақтаған кезде тұнбаға түсетін пектин және басқада компоненттер міндетті түрде алынады.

Алдын ала тазаланған микрофильтрационды мембранадағы тұнба мен морс керіосматикалық немесе нанофильтрационды мембранада көлемі бойынша 10...20 есе құрғақ заттар концентрациясына дейін 25% концентрленеді, одан кейін айтарлықтай қашықтықта тасмалданып және холодильниксіз ұзақ сақталатын болады.

Комбинирлі технология, ультрадыбыстау және мембранды процестерді оптималды келістіріп құру, сусын және басқада тамақ өнімдеріне, сонымен қатар емдік-профилктикаық белгілер өндірістері үшін жоғары концентрлі сығындылар, шырындар, морстар мамандандырылған ірітонналы өндірістер үшін құрылу кезінде негіз болып қабылдануы мүмкін.

Гомогенизация. Ультрадыбысты гомогенизация бүтін, қоюлатылған, стерилденген, құрғақ сүтте, сонымен қатар сливки, қаймақ, ерітілген және қатты сырлар мен қышылды стті өнімдер өндірістерінде қолдану табады. Ультрадыбыс биологиялық активті бай заттармен және витаминді сүт қоспаларымен, майонездермен, кремдермен және басқада затарменәсерлі.

Ресей федерациясында фильерлі, плунжерлі, және роторлы гомогенизаторлармен және ультрадыбыс пен дайындай бастады. Тамақ жабдықтары зауыты «Растон» (249030,Калуж обл. Обнинск қ. Маркс просп. 100 үй» пьезоэлекторлы қайта құрылған РУЗ ультрадыбысты гомогенитатор дайындайды.

Ультрадыбысты гомогенизатор сұйық және тұтқыр өнімдерде және тамақ өндірісінің басқада салаларында қолданылады.

Кептіру. Кептіру тамақ өндірісінде кең түрде таралған және энергосұйық процесс болып табылады.
Техникалық мінездеме

Кесте - 7

	Моделдер
	РУЗ-3-1,8	РУЗ-3-3,6
Сұйық/тұтқыр өнімдер өндірісі кг/сағ	3000/1500	6000/3000
Ультрадыбысты қайтақұрылымның жұмыс жилігі, кГц		22±7,5%
Қайтақұрылым типтері	пьезоэекторлы
Пьезоэлементтер саны, шт	32	64
Жұмыс камерасының көлемі, мм3	1800	3600
Жегіш күш, В	360± 80
Қажетті күштілік, кВт	4
Реактордың габаритті өлшемі	240хÆ305	480 хÆ305
Реактор массасы, кг		50

Қортындысында ультрадыбысты кептіру технологиясын қолдану биологиялық активтізаттардың сақталу процестерінің температурасын төмендетеді, кептіру процесінің жылдамдығын жоғарлатады, энергожұмсауды төмендетеді, кептірілген өнімдердің құруын төмендетеді. Ультрадыбысты кептіруге арналған жабдықты дәсүрлі кептіру қондырғысымен дайындайды (вибро-қайнау қабатымен, тозаңдатқыш, тоннелді, барабанды және т/б.) Ультрадыбысыты кептіруді құрғақ сүт, солод, сыра дрожжасының катализатор ұнтағы өндірістерінде қолданылады және т/б.

Кәзіргі кезде Ресей федерциясында тамақ ұнтақтарын қолдан белсенді болып тұр. Дәстүрлі түрде пісіру котолында өнімді булау жолымен алады немесе тозаңдатқыш немесе ультрадыбысты кептіру қондырғыларында келесі кептіруден кейін буландырғыш жолымен алынады. Мұндай технологияда өнім ұзақ уақыт өнімнің сапасына, сонымен бірге аромат қосылысының жоғалуына, биологиялық активті заттардың термодеструкциясының жоғалуына және ұнтақтың түсінің өзгеруіне әкеліп соғатын жоғары температураның әсеріне ұшырайды.

Осы кедегініңбелсенділігін қарай отырып, Ресей Федерациясы технологияларды және тамақ ұнтақтары өндірісі үшін жабдықтарды жетілдіру мақсатымен зертеу жүргізілді.

Тағамға жоғары температураның кері әсерін төмендету жұмыс ортасында тамақ өнімдерімен реакцяға түспейтін, мысалы, двуокис көміртегісі газдарымен қолданған кезде ауа оттегісімен оның байланысын шектеу немесе оны тоқтату жолымен жетеді. Бірақ тамақ ұнтақтары өндірісі дәстүрлі технологиямен бір тізімде жүзеге асатын болғандықтан, өзіне бірнеше жабдық бірліктерін қосу үшін арнайы газ ортасын құру керек болды.

Барботажды қабатта айналатын айтарлықтай интенсивті технология жылу жіне масса айналымын қолану кезіндемүмкін болды. Барботажды қабатта жылу және масса айналымның сұйық фазасы және газ шығындары кезінде әр-түрлі болатыны белгілі болды. Соның әсерінен тозаңдатып кептіруде де концентрлі сияқты бармотажды қабатта әр түрлі бөліктеріне жағдай жасалуы мүмкін және дифференцирлі газтәрізді жылутасығыштарда да құрылған. Бармотажы қабатқа жылутасығышты беру үшін арнайы конструкция сопелын қолдануда онда ультрадыбысты тербеліс қабатын жасайтын жылу-және масса айналымды интенсифицирлеуге жағдай жасайды.

Тамақ ұнтақтарын алу үшін өңделген құрылымда өнім төмен кртитикалық белгідегі шығындармен азоттың шала тотығы немесе азот, көміртек диоксиді түсетін концентрлі секцияға түседі. Ультрадыбысты тербеліспен немесе интенсифицирлі жылу тасығышты генерирлі патогымен өнімді булау, барматожды айналу қабатында өтеді. Одан кейін концентрат ультрадыбысты тербелу алаңындағы өнімді сусыздандыру және газтәрізді жылутасығыштардың шығыны кезінде толықтай тозаңдану болатын тозаңдатып кептіру секциясына түседі.

Зерттеуде тамақ өнімдерін концентрлі және тозаңдатып кептіру процестерін бір аппаратта инертті газды ортада жүзеге асыру мүмкіндігін көрсетті. Жасалған аппараттың энергосыйымдылығы тамақ ұнтақтарын алуға арналған қолданылатын дәстүрлі қондырғыдан 10...15% ға төмен.

Кәзіргі кезде шет елде сублимерлі өнімдер қарқынды түрде жетіліп келеді. Бұл белгілі фирмалар «Хохвакуум», «Стокс», «Лейболд-Херасус», «Халл» және т/б қондырғыларын шығуын кеңейтуде қамтамасыз етіліп жатыр.

Аналогиялық қондырғылар СССР кезінде өндіріліп қолданылған және Ресейде әліде қолданылып келеді. Олар үшін қол жұмысына қарағанда төмен өнімділік болсада , сублимді өнімдер жоғары құндылықта болады.

Сублимация техникасының даму перспективасы потоктыциклды қондырғыға ауысумен және сусыздандыру процесінің интенсификациялау есебімен үздіксіз әсеріне байланысты.

термолабильді өнімдерді кептіру үшін сублимационды кептіру қондырғыларының тоқтаусыз әсерінің проблемаларын жетілдірумен мемлекеттік ауылшаруашылығы Ижев академиясы айналысады.

Биологиялық активті сүт қышқылдарының өнімдерін сусыздандырудың перспективті әдістерінің бірі ультрадыбысты зонадағы, инфроқызыл сәлеленуде және инертті газ атмосферасында тоқтаусыз сублимационды кептіру болып саналады.

Кестеде биойогуртты кептірудің төрт әдісі сипатталған: ИК – кептіру; конвективті «атмосферлі» кептіру; СВЧ алаңыдағы сублимационды кептіру және инертті газ атмосферасында; ультрадыбысты әерлі алаңда және инертті газ атмосферасында сублимационды кептіру. Салыстырылған кептіру әдістерінің негізгі технологиялық көрсеткіштері анабиоз стадиясынан алынған және

Келесі функцияларды қайта құруға және орындауға қабілетті лакто- және бифидобактерия болып саналады.