Теоретическое и экспериментальное обоснование технологии модифицированных пектинов

• Автор: Ильина, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 287 с. : ил. + Прил. (253 c.: ил. )

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Современное состояние и основные тенденции развития технологии пектиновых веществ

1.1 Анализ состояния теории строения пектиновых веществ и

их свойства

1.2 Анализ состояния и современные тенденции развития технологии пектиновых веществ

1.3 Способы получения низкоэтерифицированных пектинов

2. Объекты и методы исследований

2.1. Экспериментальноаналитические методы исследований

2.2. Методы анализа функциональных связей основных технологических стадий пектинового производства

2.3. Методика планирования и проведения экспериментов по

концентрированию пектиновых экстрактов
2.4. Методика проведения эксперимента по сушке пектиновых
экстрактов
3. Концепция создания модифицированных пектинов на основе анализа функциональных связей основных технологических стадий пектинового производства
3.1. Элементные структуры подсистем технологического потока
пектинового производства
3.2 Структурирование поэлементной пооперационной базы
подсистем и создание операторной модели технологической линии производства модифицированных пектинов
3.3 Исследование физических и химических показателей исход
ного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции
3.4. Составление контрольных карт пектинового производства
4. Оптимизация технологических процессов получения пектина и пектинопродуктов методами механохимии
4.1. Теоретические основы интенсификации процесса извлече
ния пектина из растительного сырья методами механохимии
4.1.1. Основные закономерности протекания процесса гидролиза экстрагирования пектиносодержащего сырья
4.1.2. Обоснование эффективности применения механоактивационных методов для интенсификации процесса извлечения пектина из пектиносодержащего сырья
4.2. Экспериментальные исследования и разработка способа из
влечения пектинов методом механохимии
4.2.1. Аналитическое исследование процесса гидролизаэкстрагирования пектинов методом механохимии
4.2.2. Сравнительный анализ закономерностей протекания процесса гидролизаэкстрагирования пектинов из сырья классическим и механохимическим способом
4.3. Исследование процесса извлечения пектина из сырья, предварительно обработанного в электромагнитном поле сверхвысоких частот СВЧсушке
Аналитическое и экспериментальное исследование процесса модификации свойств пектинов на стадиях его выделения из экстрактов
5.1. Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения высокомолекулярных низкоэтерифицированных пектинов из цитрусового и яблочного сырья методом ионного обмена
5.2. Особенности концентрирования пектиновых экстрактов на роторнопленочном испарителе
5.2.1. Исследование изменений физикохимических показателей пектина в процессе концентрирования экстрактов
5.2.2. Разработка математической модели процесса концентри
рования пектиновых экстрактов на роторнопленочном аппарате
5.3. Развитие научных основ и определение аналитических зависимостей процесса сушки пектиновых экстрактов распылением
6. Разработка технологических схем производства модифицированных пектинов и создание серии функциональных продуктов питания на их основе
6.1. Разработка технологических схем производства
6.2. Разработка способов получения пектинов и пектинопродуктов с высокими комплексообразующими свойствами
6.2.1. Разработка способа очистки сухого пектинового экстракта для производства пектина пищевого и лечебнопрофилактического назначения
6.2.2. Исследование физикохимических и теплофизических свойств исходных, промежуточных и конечных продуктов производства пектинов из сухих пектиновых экстрактов
6.2.3. Исследование влияния технологических факторов процесса очистки сухого пектинового экстракта на связывающую способность пектина.
6.3. Исследование процесса студнеобразования пектинов
6.3.1. Разработка способов желирования низкоэтерифицированных пектинов
6.3.2. Исследование возможности полной или частичной замены сахара на сорбит в желейных продуктах
6.3.3. Изучение возможности модификации пектинов для производства низкосахаристых студней
Заключение
Использованная литература
ВВЕДЕНИЕ
Пищевой статус населения является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье нации. В связи с повсеместным загрязнением окружающей среды проблема функционального питания по своей остроте и значимости стоит на одном из первых мест в мире. Исследования последних лет в области физиологии, биохимии питания и молекулярной биологии явились основанием для разработки технологических приемов получения продуктов питания, сохраняющих и укрепляющих здоровье человека, предупреждающих различные заболевания.
Концепцией государственной политики в области здорового питания населения на период до года, принятой Правительством Российской Федерации Постановление 7 от августа г., предусматривается разработка технологий качественно новых продуктов питания целевого назначения для улучшения пищевого статуса населения.
Производство пектина для Российской Федерации является актуальной проблемой, так как пектиновые вещества обладают высокими протекторными свойствами по отношению к радионуклидам и тяжелым металлам и могут быть востребованы для организации лечебного и лечебнопрофилактического питания населения, проживающего в зонах экологического неблагополучия, а так же лиц, подвергшихся внешнему и внутреннему облучению от инкорпорированных радионуклидов.
Анализ состояния и тенденций развития современных технологий пектиновых веществ показал, что ученые и специалисты ведущих фирм при создании технологий производства различных видов пектинов основное внимание уделяют технологическим приемам, обеспечивающим экологическую чистоту и безопасность процессов при безусловно высоком качестве целевого продукта. При этом следует отметить, что стратегия успеха таких фирм, как i Германия, i США с дочерними фирмами в Европе и Южной Америке, i заключается в расширении сфер применения пектинов в различных отраслях промышленности на основе модифи
кации их свойств. Проблема производства пектина и его модификаций в России далека от практического решения, несмотря на обилие сырьевых ресурсов. Сложность технологии получения пектинов с прогнозируемыми структурой, химическим составом и свойствами объясняется многообразием пектиносодержащего сырья, требующего индивидуального подхода при его переработке. Кроме того, физикохимические свойства пектина и его химический состав взаимосвязаны и обусловлены технологическими параметрами последующего выделения. В этой связи актуальными и перспективными являются исследования, направленные на разработку прогрессивных, научнообоснованных технологий производства пектинов с заданными свойствами.
Актуальность


Технологическая схема экспериментальной установки представлена на рис. Рис. Технологическая схема экспериментальной установки с роторнопленочным аппаратом. Основным элементом установки является роторнопленочный аппарат с жестким ротором, конструкция которого описана в . Оттуда сконцентрированный продукт самотеком через камеру разгрузки и пробоотборник 8 поступает в емкость 6. Вторичный пар, образовавшийся при выпаривании продукта, откачивается вакуумнасосом 4 в конденсатор 2, а конденсат поступает в сборник конденсата 3. Подогрев исходного продукта осуществлют в теплообменнике отходящим конденсатом греющего пара. Подача продукта в аппарат регулируется игольчатым вентилем 9. Разрежение в системе изменяется при помощи вентиля и измеряется вакууметром . Давление насыщенного водяного пара измеряется манометром . Технологическая схема распылительной сушилки РСЦ1. ВК РЛС представлена на рис. Жидкий продукт из бака 1 поступает на дисковый распылитель 2. Расход жидкого продукта регулируется краном 3. Распыление жидкого продукта осуществляется в сушильной камере 4 с коническим днищем. Внутренний диаметр сушильной камеры 1. Сушка производится воздухом, нагретым в калорифере 5. Воздух подается в калорифер вентилятором 6, работающим на нагнетание. Сухие твердые частицы по воздухопроводу 7 вместе с отработанным сушильным агентом поступает в циклон 8. Сухой продукт собирается в приемнике готового продукта 9. Температуру поступающего в камеру сушильного агента измеряют термометром сопротивления , а сушильного агента, уходящего из камеры, термометром сопротивления . Очистка сушильного агента, подаваемого в камеру, осуществляется тканевым фильтром . Влагосодержание атмосферного воздуха измеряется психрометром, установленным в помещении. Производительность сушильной установки по жидкому продукту определяют объемным методом, для этого измеряют время истечения заданного объема жидкого продукта из бака 1. Высушенный материал выгружают из приемника 9 и взвешивают. Тип установки распылительный. Распыление растворов центробежное. Питание трехфазный переменный ток 0 В. Установленная мощность кВт. Производительность по испаренной влаге до кгч. Установка вентилятора специальная комбинированная. Максимальный напор в линии нагнетания до 0 мм вод. Производительность вентилятора до 0 м3ч. Разрежение в линии вакуума до 0 мм вод. Производительность вакуумнасоса до м3ч. Фильтрация воздуха фильтр на всасывающем патрубке вентилятора. Объем камеры 1. Мощность электрокалорифера кВт. Количество нагревателей в калорифере шт. Распыливающий механизм центробежный с приводом от встроенного электродвигателя повышенной частоты 0 Гц. Мощность двигателя распыливающего механизма 1 кВт. Скорость вращения распылительного диска 0 обмин. Диаметр распылительного диска мм. Циклон центробежный специальный. Температура забираемого воздуха 5 С. Температура воздуха на входе в сушильную камеру 0ь0 С. Температура воздуха на выходе из сушильной камеры 0 С. Содержание сухого продукта в исходном растворе 2 . Влажность высушиваемого материала до 3 . Техникоэкономические показатели и конкурентная способность пектина, как на Российском, так и на международном рынке в значительной степени зависят от технологических и биохимических показателей сырья, поступающего в переработку, а также от технического уровня технологий, используемых для производства пектинов различного целевого назначения. Поэтому весь цикл производства пектина следует рассматривать в рамках единой технологической системы, включающей ряд подсистем с определенными функциями. Анализ функциональных связей между подсистемами и их отдельными элементами позволяет не только выявить наиболее актуальные технологические задачи, но и наметить нетрадиционные пути их решения с ориентацией на высокие результаты всей системы. Целью первого этапа исследований являлось создание единой технологической схемы с распределенными по технологическому процессу функциями модификации структуры и состава с позиции методологии и принципов системного анализа.