WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Бочкарев Алексей Игоревич ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БЕЛКОВО-ЛИПИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ РЫБНЫХ ПОДПРЕССОВЫХ БУЛЬОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕМБРАННОЙ ТЕХНИКИ Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2008 2

Работа выполнена в федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»)

Научный консультант: доктор технических наук, доцент Боева Нэля Петровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Мукатова Марфуга Дюсембаевна заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Карамзин Валентин Анатольевич

Ведущая организация: Открытое акционерное общество (ОАО) «Гипрорыбфлот»

Защита состоится 24 октября 2008 г. в 11 ч 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научноисследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, дом 17.

Факс: (499) 264-91-87, e-mail: fishing@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии».

Автореферат разослан 22 сентября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук Татарников В.А.

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Применяемые в настоящее время в рыбной отрасли технологии в большинстве своем являются многоотходными. Это снижает эффективность использования водных биологических ресурсов и рентабельность производства вследствие частичных потерь ценных компонентов сырья, увеличивая антропогенную нагрузку на окружающую среду. Снижение объема отходов на рыбоперерабатывающих предприятиях за счет модернизации технологических процессов является эффективным способом, позволяющим повысить глубину переработки рыбного сырья. Актуальность данной проблемы отражена в Концепции развития рыбного хозяйства РФ на период до 2020 г., определяющей основные направления модернизации рыбной отрасли.

В настоящее время в отечественном АПК ощущается существенный недостаток кормового белка. Потребность в кормовой рыбной муке, традиционно используемой в качестве белкового компонента комбикормов, по данным Минсельхоза РФ, составляет около 400 – 600 тыс. тонн в год при объемах выпуска около 120 тыс. Проблема дефицита решается за счет импорта, однако качество поступающей на отечественный рынок муки не всегда соответствует предъявляемым требованиям. В то же время в процессе ее производства в больших количествах образуется рыбный подпрессовый бульон, в состав которого входит около 7 % рыбного белка. В настоящее время он не утилизируется, что приводит к потере около 15 тыс. тонн ценных азотистых веществ при существующем уровне производства муки. Разработка безотходной, экологически чистой технологии переработки бульона с целью получения дополнительных кормовых продуктов является актуальной и важной с практической точки зрения задачей.

В рыбоперерабатывающей отрасли известны работы Боевой Н.П., Бредихиной О.В., Губановой А.Г., Космодемьянского Ю.В., Кузнецова С.И., Лялина В.А., Мрочкова К.А., Мукатовой М.Д., Щербины Б.В. и ряда других исследователей, посвященные утилизации вторичных сырьевых ресурсов микро- и ультрафильтрацией с использованием отечественных полимерных мембран. За последние 15 лет в мире достигнут существенный прогресс в технологии изготовления неорганических мембран. Они выгодно отличаются от полимерных: обладают высокой удельной производительностью, выдерживают большее рабо чее давление и температуру, являются устойчивыми к воздействию агрессивных сред и жесткой воды, характеризуются длительным сроком эксплуатации.

Замена традиционного способа упаривания подпрессовых бульонов технологией их концентрирования методом ультрафильтрации с использованием современных неорганических мембран является перспективным техническим решением, позволяющим в совокупности с достижениями в области сушки организовать непрерывный процесс получения из подпрессовых бульонов влажных и сухих кормовых белково-липидных концентратов (БЛК).

Разработка и внедрение в производственные циклы безотходной и экологически чистой технологии переработки подпрессовых бульонов позволит повысить рентабельность рыбоперерабатывающих предприятий за счет реализации дополнительных кормовых продуктов, способствуя сокращению дефицита кормового белка и снижению импорта муки в Россию, а также улучшить экологическую обстановку за счет снижения жидких сбросов в окружающую среду.

Цель и задачи работы. Цель работы заключалась в разработке безотходной и экологически чистой технологии влажных и сухих БЛК из подпрессовых бульонов с использованием неорганических мембран отечественного и импортного производства. В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

– изучить химический состав, показатели качества и безопасности, кормовую и биологическую ценность рыбных подпрессовых бульонов;

– обосновать рациональные параметры технологии концентрирования рыбных подпрессовых бульонов на металлокерамических мембранах TrumemTM;

– обосновать рациональные параметры технологии концентрирования подпрессовых бульонов и последующей регенерации керамических мембран CeRAM INSIDE®;

– обосновать выбор способа сушки влажных БЛК и установить его рациональные параметры;

– изучить показатели качества и безопасности, кормовую и биологическую ценность влажного и сухого БЛК;

– установить срок хранения сухого БЛК;

– провести биологические испытания сухого БЛК;

– разработать нормативную документацию на влажный и сухой БЛК и оценить эффективность разработанной технологии.

Научная новизна работы. Обоснована технология переработки вторичных сырьевых ресурсов – подпрессовых бульонов, основанная на их концентрировании способом ультрафильтрации на металлокерамических или керамических мембранах с последующей сушкой влажных БЛК распылением, способствующая получению кормовых продуктов высокой биологической ценности.

Изучено влияние технологических параметров концентрирования подпрессовых бульонов с использованием металлокерамических и керамических мембран на их удельную производительность, выход и состав полученных БЛК.

Исследовано влияние температуры и концентрации сухих веществ во влажном БЛК на показатель преломления; разработан экспресс-метод, позволяющий контролировать содержание сухих веществ в продукте в процессе концентрирования.

Выявлено влияние концентрации моющих средств в водных растворах на степень растворения осадка, образующегося в процессе концентрирования на мембранах, рабочего давления и продолжительности обработки на степень регенерации мембран.

На основании исследования влияния температуры воздуха на выходе из сушильной камеры на средний диаметр частиц сухого БЛК, величину его выхода, химический состав и показатели качества обоснованы рациональные параметры процесса сушки.

Практическая значимость работы. Разработана и апробирована в производственных условиях корпуса экспериментальных технологий ФГУП «ВНИРО» технология влажного и сухого БЛК. Новизна технического решения защищена патентом РФ на изобретение № 2232522 «Способ производства сухого концентрата рыбного белка из бульона».

Разработаны, согласованы и утверждены ТУ № 9280 - 030 - 00472124 - «Концентрат белково-липидный кормовой» и «ТИ по изготовлению концентрата белково-липидного кормового».

Разработаны проект ТУ № 9280 - 048 - 00472124 - 07 «Концентрат белково-липидный сухой кормовой» и «ТИ по изготовлению концентрата белковолипидного сухого кормового».

Проведены биологические испытания сухого БЛК на молоди ленского осетра, показавшие повышение выживаемости, увеличение прироста массы особей и снижение кормовых затрат.

Разработаны ИТ, по которым ФГУП «Красная Звезда» был изготовлен опытный образец ультрафильтрационной установки УФ-3, предназначенный для концентрирования подпрессовых бульонов на металлокерамических мембранах, рекомендованный к серийному производству по результатам межведомственных испытаний.

Разработана технология регенерации мембран CeRAM INSIDE®, позволяющая восстановить их удельную производительность на 96 % по сравнению с первоначальной. Новизна технического решения подтверждена заявкой на патент РФ.

Основные положения, выносимые на защиту - обоснование рациональных параметров технологии концентрирования рыбных подпрессовых бульонов способом ультрафильтрации на керамических и металлокерамических мембранах и технологии их регенерации;

- выбор способа и обоснование рационального режима сушки распылением влажных БЛК;

- результаты исследований кормовой и биологической ценности подпрессовых бульонов и БЛК, обуславливающие целесообразность их использования в качестве кормовых продуктов.

Апробация рабаты. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Водные биоресурсы, решение проблем изучения и рационального использования» (Москва, 2003), V-ой Международной научно-технической конференции «Пища, экология, человек» (Москва, 2003), Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании – 2003» (Калининград, 2003), II-ой и III-ей международных научных конференциях студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2003, 2004), Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании-2004 (Калининград, 2004), научно-практической конференции "О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года" (Москва, 2004), Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2004» (Москва, 2004), I-ой международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов мирового океана» (Москва, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 5 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной части, включающей 8 глав, посвященных обсуждению результатов научных исследований, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 177 страницах, содержит 53 таблицы, 21 рисунок и 12 приложений. Список литературы включает 185 литературных источников, в том числе 54 печатных работы зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Анализ состояния и перспективы развития технологии переработки подпрессовых бульонов» рассмотрены особенности химического состава, кормовая и биологическая ценность подпрессовых бульонов, описаны современные технологии их переработки. Показаны преимущества применения ультрафильтрации с использованием современных неорганических мембран с целью получения из бульонов влажных БЛК. Описаны современные тенденции в области сушки жидких белковых продуктов.

Во второй главе «Объекты и методы исследования» определены основные задачи работы, приведена характеристика исследованных объектов, описаны условия постановки экспериментов, методики исследований и методы математической обработки экспериментальных данных.

Программно-целевая модель исследований представлена на рис. 1. Объектами исследования являлись предварительно осветленные и обезжиренные подпрессовые Анализ литературных данных бульоны, полученХимический состав, Современные спосо- Мембранная фильтра- Современные кормовая и биологиче- бы переработки ция как способ обра- тенденции в об- ные при производская ценность под- рыбных подпрессо- ботки белковых рас- ласти сушки прессовых бульонов вых бульонов творов жидких продуктов стве кормовой рыбной муки из Формирование целей и задач исследования сайки, кильки каспийской и смеРазработка технологии влажного БЛК шанных рыбных отходов, влажные Изучение реологиПодбор мембран для Изучение общего ческих характериконцентрирования химического состава БЛК и фильтраты, стик бульонов подпрессовых бульонов бульонов, влажных БЛК и фильтратов полученные при Обоснование и разра- Изучение биологичеРазработка метода концентрировании ботка параметров кон- ской ценности, показаконтроля содержацентрирования рыбных телей качества и безония сухих веществ бульонов на меподпрессовых бульонов пасности влажного БЛК во влажном БЛК таллокерамичеРазработка технологии сухого БЛК ских и керамических мембранах, Выбор способа сушки влажных БЛК Изучение общего химисухие БЛК, получеского состава и качестОпределение ва образцов сухого БЛК ченные сушкой в среднего диаРазработка параметров сушки влажных БЛК метра частиц «виброкипящем» сухого БЛК слое и распылениИзучение кормовой, биологической ценности и показателей безопасности сухого БЛК ем, сухой осадок, образующийся на Определение эффективности разработанной технологии поверхности мембран при конценПроведение биологичеРасчет экономической Апробация разработанной трировании подских испытаний сухого эффективности разработехнологии в производстБЛК в составе стартотанной технологии венных условиях прессовых бульового комбикорма нов.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






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