WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Москвичев Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОЛИЗА МАЛОЦЕННОГО СЫРЬЯ ПТИЦЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ

Специальность 05.18.04

Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Филиппов В.И.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Цветков О.Б.

кандидат технических наук

Ида А.А.

Ведущее предприятие

Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики

Защита состоится «____» __________ 2008 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.234.02 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий»: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, СПбГУНиПТ, тел./факс: (812) 315 30 15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУНиПТ.

Автореферат разослан «____» __________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Колодязная В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в мире наблюдается дефицит пищевого белка животного происхождения. При производстве продукции мясной индустрии дефицит животного белка компенсируется белком растительного происхождения. Вместе с тем, на птицеперерабатывающих предприятиях имеется резерв животного белка в виде малоценных побочных продуктов переработки птицы – мясокостного остатка цыплят-бройлеров и тушек выносившихся кур-несушек.

Наиболее эффективным способом получения пищевых белковых продуктов из такого вида сырья является гидролиз. Известные способы ферментативного гидролиза не позволяют получить пищевой белок, в полной мере отвечающий требованиям мясоперерабатывающих производств. В связи с этим, разработка новых технологий гидролиза белоксодержащего сырья птицеперерабатывающей промышленности и применения полученного продукта в изделиях из мяса является актуальной.

Цель и задачи исследования. Настоящая работа посвящена разработке технологий переработки мясокостного остатка цыплят-бройлеров и потрошеных тушек выносившихся кур-несушек, позволяющих получать качественный пищевой белковый продукт заданного функционально-технологического назначения. В соответствии с поставленной целью в рамках исследования решались следующие задачи:

– разработать технологии многоступенчатого гидролиза мясокостного остатка и тушек кур-несушек;

– изучить влияние режимных параметров на протекание процесса гидролиза побочных продуктов переработки птицы;

– исследовать зависимости функционально-технологических свойств гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек от параметров процесса гидролиза и определить его режимы, позволяющие получать белковые гидролизаты заданного функционально-технологического назначения;

– разработать методику расчета продолжительности процесса гидролиза гетерогенных систем с твердой фазой различной дисперсности;

– исследовать кинетику сушки гидролизатов;

– исследовать химический состав и свойства сухих гидролизатов;

– разработать рекомендации по использованию белковых гидролизатов при производстве мясных продуктов.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований разработаны технологии трехступенчатого гидролиза мясокостного остатка цыплят-бройлеров (МКО) и тушек кур-несушек, позволяющие получать пищевые белковые гидролизаты, различающиеся по составу и функционально-технологическим свойствам (ФТС).

Разработана методика расчета продолжительности нагрева сложной системы, представляющей собой жидкость с взвешенными в ней твердыми телами.

Описаны зависимости свойств гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек от режимных параметров процесса гидролиза.

Выявлена связь ФТС гидролизатов, полученных при различных режимных параметрах, от величины средней молекулярной массы гидролизованных белков.

Предложены расчетные соотношения для определения продолжительности сушки гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек в сушильном аппарате со встречно-закрученными потоками инертных тел (СВЗП).

Разработаны рекомендации по применению гидролизатов при производстве колбасных изделий. Новизна предложенного способа производства подтверждена патентами № 2284116 и № 2303881.

Практическая значимость. Разработаны технологии получения пищевых белковых гидролизатов МКО и тушек кур-несушек заданного функционально-технологического назначения. На птицеперерабатывающем предприятии ООО «Кок и Кук» производилась промышленная выработка гидролизатов (акт внедрения от 05.03.04.), которые использовались при производстве колбасных изделий на ООО «Коломяжский МПЗ» (акт внедрения от 06.04.06) и ОАО «Парнас М». Результатом производственных испытаний гидролизатов являлось получение готовых изделий с улучшенными механическими свойствами и органолептическими показателями.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

– технологии многоступенчатого гидролиза МКО и тушек кур-несушек, позволяющие получать белковый продукт заданного функционально-технологического назначения;

– зависимость функционально-технологических свойств гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек от режимных параметров гидролиза;

– методика расчета времени процесса гидролиза гетерогенных систем с твердой фазой различной дисперсности;

– кинетические закономерности сушки белковых гидролизатов;

– состав и свойства полученных гидролизатов;

– рекомендации по использованию белковых гидролизатов при производстве колбасных изделий.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались автором на конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и докторантов СПбГУН и ПТ в 2006 г.; VIII Всероссийском конгрессе «Оптимальное питание – здоровье нации» (Москва, ГУНИИ питания РАМН, 2005г.); МНПК «Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевой продукции» (Краснодар, ГУКНИИХ и П с/х прод. РАСХН, 2005 г.); МНПК «Проблемы интенсификации интеграции науки и производства» (г. Бухара, БТИП и ЛП, 2006 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе две в журнале «Вестник МАХ» в 2006 г., рекомендованном ВАК РФ; получено два патента РФ № 2284116 и № 2303881.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (119 наименований). Содержание работы изложено на 110 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, 14 таблиц, 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы и патентных материалов дана характеристика побочных и вторичных продуктов переработки птицы. Изложены основные способы переработки такого вида сырья и его особенности. Представлены сведения о технологиях получения животных белковых препаратов. Рассмотрены особенности теплоотдачи в гетерогенных системах. Приведены методы расчета кинетики процессов теплообмена и сушки различных материалов в агрегатах кипящего и фонтанирующего слоев. Указаны области применения белковых гидролизатов в мясной промышленности. На основании аналитического обзора литературных источников сформулированы цель и задачи исследования.

Объекты исследования. Объектами исследования выбраны: потрошеные тушки выносившихся кур-несушек и мясокостный остаток цыплят-бройлеров (предоставлены птицеперерабатывающим предприятием ООО «Кок и Кук»); полученные белковые гидролизаты и колбасные изделия, выработанные с их применением на мясоперерабатывающих предприятиях ООО «Коломяжский МПЗ» и ОАО «Парнас М».

Методы исследования. Для проведения эксперимента использовались стандартные методики. Определялись физико-химические, химические и теплофизические показатели мясокостного остатка, тушек кур-несушек и полученных гидролизатов; изопиестическим методом найдена зависимость парциального давления паров воды над поверхностью гидролизатов от температуры и влагосодержания продукта; определены органолептические показатели колбасных изделий, выработанных с применением гидролизатов, и приведены их механические характеристики, полученные на аппарате Instron Universal Testing Machine.

Постановка эксперимента. Основными этапами эксперимента являются: последовательное проведение водно-теплового и кислотного гидролиза МКО и тушек кур-несушек, позволяющего получить три фракции белковых гидролизатов (перед этапом кислотного гидролиза тушек кур-несушек применялась слабая щелочная обработка); последующая сушка гидролизатов и исследование ФТС, химических и физико-химических свойств сухих гидролизатов в зависимости от применяемых режимов гидролиза; внесение гидролизатов в рецептуры колбасного фарша с последующим определением механических свойств и органолептических показателей готовых колбасных изделий.

Теоретическая и экспериментальная части.

Продолжительность процесса нагрева гетерогенных систем до требуемой температуры. Разработан метод расчета продолжительности нагрева сложной системы, представляющей собой жидкость с взвешенными в ней твердыми телами, размеры которых достаточно велики (тушки кур-несушек).

Известно, что при переменной температуре окружающей среды температура тела может быть определена интегралом Дюамеля. Использование интеграла Дюамеля и приближения регулярного теплового режима позволяет получить следующее уравнение:, (1) где: tс() – среднеобъемная температура тушки, оС, как функция времени, с; tf () – температура жидкости в реакторе, оС; А – безразмерная константа; тс – темп нагрева тушки, с -1.

В формуле (1) второе слагаемое представляет собой «запаздывание» температуры внутри тушки по сравнению с температурой жидкости. Запишем уравнение теплового баланса для жидкости:, (2)

где Мf и Мс - массы жидкости и тушек соответственно, кг; Сf и Сc – удельные теплоемкости жидкости и тушек соответственно, Дж/(кг °С); S – площадь поверхности реактора, омываемая паром, м2; t0 – температура пара, oС; – коэффициент теплоотдачи от пара к жидкости, Вт/(м 2 oС).

Из уравнений (1) и (2) можно получить уравнение для определения t f ():

, (3) где, (4), (5). (6)

Физический смысл введенных величин следующий: mf+c – темп нагревания системы жидкость + тушки, в случае если бы тушки были жидкими и идеально перемешивались по объему реактора, с -1; D - доля, которую составляют тушки в общей теплоемкости содержимого реактора; m – темп нагревания системы жидкость + тушки, с -1; tf (0) – начальная температура жидкости, оС. При тс величина mmc, что соответствует очень быстрому нагреванию тушек при практическом равенстве температур жидкости и тушек и нагреванию всей системы как единого целого. Также при mf+c величина т тс, поскольку при очень быстром нагревании жидкости процесс лимитируется только тушками (выражение (4) симметрично относительно тс и mf+c). Найденная по соотношению (4) величина темпа нагревания системы жидкость + тушки позволяет определить продолжительность нагрева жидкости до заданного значения температуры tf(): (7)

Подставив (3) в (1), получим выражение изменения среднеобъемной температуры тушек во времени:

. (8)

Из выражения (8) получаем формулу для расчета продолжительности нагрева тушек до заданной среднеобъемной температуры:

. (9)

Сравнение (9) и (7) показывает, что время нагрева тушек всегда больше, чем время нагрева жидкости. Продолжительность прогрева до заданной температуры в центре тушки определяется по формуле:. (10)

Корреляция экспериментальных и расчетных данных по уравнению (10) не превышает 15 %. В работе предлагаются расчетные соотношения для определения времени прогрева систем с твердым компонентом достаточно малого размера.

Время процесса гидролиза об. складывается из времени прогрева продукта и времени деструкции белка г. (собственно времени гидролиза): об = + г.

Собственно время гидролиза соответствует достижению наилучших функционально-технологических свойств гидролизатов и может быть найдено экспериментально.

Кинетика процесса сушки. Сушку жидких гидролизатов МКО и тушек кур-несушек предлагается осуществлять на инертных носителях в сушильном агрегате типа СВЗП. Для расчета продолжительности процесса сушки 0 использовались следующие расчетные уравнения:

, (11), (12)

где U, U0, Uf – текущее, начальное и конечное влагосодержание продукта соответственно, кг влаги/кг сухого продукта; – коэффициент массоотдачи, м/с; Rw – газовая постоянная для водяного пара, Дж/(кг·К); ts – средняя температура воздуха вблизи поверхности частиц, К; Ра – парциальное давление в теплоносители на выходе из сушильного агрегата, Па; Р0 – парциальное давление паров воды над сухим продуктом, Па; – средняя температура инертных частиц в аппарате, К; – масса сухого продукта, удаленного с единицы поверхности инертных частиц, кг/м2; k – количество нанесенных слоев продукта на поверхность инертной частицы.

.

Используя полученные значения парциального давления паров воды над сухими гидролизатами, можно вычислить значение интеграла I(, Ра) для определенного температурного и влажностного режима. Пример расчета представлен на рис. 1.

Как показали экспериментальные исследования распределения температур в агрегате СВЗП, при сушке полученных гидролизатов средняя температура инертных частиц с погрешностью до ± 3° определяется соотношением: = tвых – 15.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»