Разработка технологии СВЧ-экстрагирования компонентов растительного сырья

• Автор: Копысова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА РАЗВИТИЯ ОТРАСЛЕЙ

ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 Состояние и перспективы развития отраслей пищевой промышленности

1.2 Функциональные продукты и новые подходы к их созданию

1.3 Анализ и состояние рынка молочной продукции

1.4 Методы интенсификации процесса экстрагирования

1.5 Факторы, влияющие на процесс извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья с использованием СВЧ -излучения

1.6 Выводы по главе и задачи исследований

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ

ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ ПОМОЩИ СВЧ -
ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1 Планирование эксперимента и схема опыта по извлечению экстрактивных веществ из растительного сырья
2.2 Методы определения физико-химических показателей качества экстракта мяты
2.3 Разработка и обоснование технологии извлечения экстрактивных
веществ из растительного сырья с применением
электротехнологий
2.4 Описание экспериментальной установки для извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья и обоснование выбора параметров СВЧ — излучения
2.5 Разработка технологии кефирного продукта с экстрактом мяты
2.6 Выводы по главе
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СВЧ-ЭНЕРГИИ
ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ
РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ НА УСТАНОВКАХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО
ДЕЙСТВИЯ
3.1 Разработка алгоритма продуктового расчета технологического процесса производства кефирного продукта с мятой
3.2 Расчёт и подбор технологического оборудования

3.3 Разработка математической модели процесса извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья с использованием СВЧ - энергии на установках периодического действия
3.4 Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЧ НАГРЕВА НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСТРАКТА МЯТЫ И ГОТОВОГО ПРОДУКТА
4.1 Описание разрабатываемой универсальной ванны для извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья
4.2 Производственные испытания разработанной технологии извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья при помощи СВЧ - излучения
4.3 Физико-химическая оценка продукта, изготовленного с применением полученного экстракта
4.4 Органолептическая оценка продукта, изготовленного с применением полученного экстракта
4.5 Определение сроков годности продукта, изготовленного с применением полученного экстракта
4.6 Выводы по главе
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ СВЧ-ЭНЕРГИЕЙ В ПРОИЗВОДСТВО
5.1 Характеристика существующих технологических линий
5.2 Расчёт экономической эффективности инвестиций в новую технику
5Т2.1 Расчёт капитальных затрат
5.2.2 Расчёт себестоимости продукции
5.2.3 Расчёт срока окупаемости капитальных затрат
5.2.4 Планирование объёма продаж и построение графика безубыточности
5.3 Энергетический эффект от внедрения технологии извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья
5.4 Выводы по главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А «Социологический опрос»
Приложение Б «Отчет о патентных исследованиях»
Приложение В «Опытные данные определения коэффициента

светопропускания»
Приложение Г «Карта метрологического обеспечения
технологического процесса контроля качества»
Приложение Д «Технологическая инструкция на кефирный
продукт с экстрактом мяты»
Приложение Е «Технические условия на кефирный продукт с
мятой»
Приложение Ж «Акты производственных испытаний»
Приложение И «Результаты однофакторного дисперсионного
анализа»
Приложение К «Технологическая инструкция на экстракт мяты,
предназначенный для производства кефирного продукта»
Приложение Л «Технические условия на экстракт мяты,
предназначенный для производства кефирного продукта»
Приложение М «Акт об использовании (внедрении) научно-
исследовательской работы в учебном процессе»

Таким образом, в настоящее время установлено три вида действия СВЧ электромагнитного поля на биологические объекты: диэлектрический нагрев, изменение проводимости биологических мембран клеток электрической составляющей и проявление резонансных информационных взаимодействий внешнего электромагнитного поля с собственным биополем объекта [27].
Удельная тепловая мощность диэлектрического нагрева Ру (Вт/м3) зависит от частоты электромагнитного поля / (Гц), диэлектрической проницаемости материала е, тангенса угла диэлектрических потерь (Сдб) и напряженности электрического поля (Е, В/м):
Ру = 0,56-Ю~10 ■/■£-гд8-Е2. (1.6)
Основные преимущества СВЧ - нагрева: тепловая безинерционность разогрева объекта «изнутри»; высокий термический КПД (до 85%); равномерность нагрева по всей массе продукта и его избирательность по параметрам а, Ьд8 отдельных частей нагреваемого материала; бесконтактный провод энергии; высокая ее концентрация в малом объеме [27].
Благодаря данным преимуществам диэлектрический нагрев находит широкое применение во всех отраслях промышленности (нагрев, сушка, стимулирование, угнетение, разрушение, дезинфекция, дезинсекция, утилизация, экстрагирование, лечение, измерение и т.п.) [27].
Температура и скорость СВЧ-нагрева регулируются напряженностью и частотой [27]. При большой скорости нагрева внутри влажного материала создается мощный источник теплоты и высокое избыточное давление влаговоздушной смеси [27]. Благодаря этому при СВЧ-обработке существенно ускоряется экстракция, снижаются затраты энергии и сохраняется качество материала.
Воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты на биологические клетки позволяет снизить удельные энергозатраты. Установлено,