Влияние режима течения пленки пюре на интенсивность испарения влаги при концентрировании поликомпонентного овощного пюре

УДК 664.647.3

А. Н. Остриков, доктор технических наук А. В. Трушечкин, студент ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ТЕЧЕНИЯ ПЛЕНКИ ПЮРЕ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ИСПАРЕНИЯ ВЛАГИ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАНИИ ПОЛИКОМПОНЕНТНОГО ОВОЩНОГО ПЮРЕ

Проведенные на вибровискозиметре SV-10 исследования позволили определить характер изменения динамической вязкости поликомпонентного овощного пюре и обосновать выбор режима течения пленки пюре на вертикальной обогреваемой стенке вакуум-камеры.

Ключевые слова: динамическая вязкость, овощное пюре, выпаривание.

Важным этапом технологии производства овощных пюреобразных концентратов методом двухстадийного выпаривания является обоснование выбора режима течения пюре по вертикальной стенке вакуум-камеры, который определяет интенсивность испарения влаги при концентрировании пюре. Это позволит создать высокоэффективную технологию плодоовощных пюреобразных концентратов с повышенным содержанием термолабильных веществ и обосновать создание системы автоматизированного проектирования оригинальных вакуум-выпарных аппаратов. Однако для этого необходимо знать характер изменения динамической вязкости овощных пюре в исследуемом диапазоне изменения температуры [1, 2].

Решающее влияние на характер и интенсивность протекания процесса выпаривания и качество получаемого овощного концентрата оказывает динамическая вязкость овощного пюре. Особенно важно оценить влияние температуры на вязкость пюре, так как в производственных условиях процесс выпаривания можно регулировать только изменением температурного режима.

Материалы и методика исследований

Рисунок 1 - Вибровискозиметр SV-10

Spent on SV-10 researches have allowed to define character of change of dynamic viscosity of polycomponental vegetable mashed potatoes and to prove a choice of a mode of a current of a film of mashed potatoes on a vertical warmed wall of the vacuum-chamber.

Key words: dynamic viscosity, vegetable puree, evaporation.

Исследование характера изменения динамической вязкости овощных пюре проводили на синусоидальном вибровискозиметре SV-10 фирмы «A&D Company Ltd.» (Япония) (рис. 1). Объектом исследования являлось исходное и

концентрированное поликомпонентное овощное пюре, состоящее из следующих овощей в соотношении: баклажан - 20 %, кабачок - 20 %, болгарский перец - 16 %, томат - 15 %, морковь - 14 %, лук - 10 %, чеснок - 5 %.

Принцип действия вибровискозиметра SV-10 основан на зависимости мощности, которая затрачивается на возбуждение вибрации двух тонких сенсорных пластин с частотой 30 Гц и постоянной амплитудой около 1 мм, от вязкости жидкости. указанный принцип работы вибровискозиметра SV-10 позволяет проводить измерение во всем диапазоне без замены сенсорных пластин. Сенсор, представляющий собой тонкую пластину, не деформирует структуру образца. Таким образом, возможно стабильное измерение динамической вязкости неньютоновских жидкостей.

Низкочастотные сенсорные пластины (частота 30 МГц), имеющие амплитуду менее 1 мм, производят очень маленькую нагрузку на прибор. Поэтому во время измерений практически не происходит увеличения температуры. Это позволяет выполнять непрерывные измерения вязкости в течение длительного времени. Вибровискозиметр SV-100 состоит из измерительного блока и блока управления с цифровым дисплеем. В приборе установлен температурный датчик, обеспечивающий измерения температуры исследуемой жидкости.

Параметры проведения реологических исследований были выбраны в зависимости от технических характеристик вакуум-камеры, используемой в дальнейших экспериментах, и режима выпаривания исследуемых овощных пюре (температура Т = 293...313 К, влажность W = 86...68 %). Интервал варьирования влажности и температуры был установлен в размере 2 % и 5 К, что позволило с достаточной точностью определить изменение реологических характеристик овощного пюре во всем диапазоне измерений.

Вестник ОрелГАУ 1'

Научное обеспечение переработки сырья и продуктов питания

5,2 Па- с 5,0

4,8 4,6

I

4,4 4,2 4,0

1- о-W=81,07 % 2 - -W=69,95 %

га и

1

2 1 -

18

22

26

30 1

34

38

42 °С 46

110 Пас 100

90 80 70 60 50

Рисунок 2 - Зависимость изменения динамической вязкости

различной влажности, Щ

Результаты и их обсуждение

В результате проведенных исследований получены зависимости изменения динамической вязкости поликомпонентного овощного пюре в исследуемом диапазоне изменения температуры (рис. 2).

Анализ зависимостей изменения динамической вязкости овощного пюре в исследуемом диапазоне изменения температуры показал, что во всех случаях динамическая вязкость овощного пюре имеет тенденцию к снижению при повышении температуры. Причем динамическая вязкость концентрированного овощного пюре (см. кривую 2 на рис. 2) уменьшается по экспоненциальному закону, а динамическая вязкость исходного овощного пюре (см. кривую 1 на рис. 2) уменьшается по линейному закону. Подобный характер изменения эффективной вязкости овощных пюре с повышением температуры (рис. 2) определяется тем, что вязкостные силы преодолеваются за счет увеличивающейся кинетической энергии молекул. Эффективная вязкость уменьшается и с увеличением скорости сдвига, что обусловлено значительной хаотичностью расположения частиц в неподвижной среде и все большей ориентацией их в направлении течения под действием возрастающих сдвигающих усилий.

Увеличение температуры приводит к снижению эффективной вязкости овощных пюре за счет усиления влияния броуновского движения молекул, нарушающего их ориентацию при перемещении вдоль направления деформации. С повышением скорости сдвига влияние температуры на градиент изменения вязкости овощных пюре ослабевает. кроме того, увеличение температуры с 293 до 313 к вызывает снижение напряжения сдвига пюре. Полученные зависимости показывают качественное поведение пюре, классифицируемое в реологии как аномальное (неньютоновское), а именно псевдопластическую жидкость. Таким образом, овощные пюре можно отнести к аномальновязким дисперсным системам, поведение которых описывается степенным

поликомпонентного овощного пюре от температуры при %: 1 - 81,07; 2 - 69,95

уравнением Оствальда де Виля, а их температурная зависимость вязкости выражается с помощью уравнения Френкеля - Эйринга. С учетом вывода о существовании температурно-инвариантной

обобщенной реологической характеристики для псевдопластических материалов и использовании свойства логарифмической аддитивности, температурная зависимость вязкости овощных пюре имеет вид:

П = По ехР

где п0 - наибольшая ньютоновская вязкость, отнесенная к 0 оС, Па-с, при ¡2/2 = 1 и Т = Т0; в -эмпирический параметр, 1/град; Т0 - константа; ¡2 -квадратичный инвариант тензора скоростей деформаций; т - реологический параметр, характеризующий степень неньютоновского поведения овощных пюре.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить зависимость динамической вязкости поликомпонентного овощного пюре в реальном масштабе времени от температуры, что позволило правильно организовать процесс выпаривания при пузырьковом кипении овощного пюре в условиях свободного движения на вертикальной стенке вакуум-камеры.

на рисунке 3 представлены фотографии исходного продукта - овощи (а), исходного овощного пюре (б) и концентрированного овощного пюре (в).

Комплексная оценка органолептических и физико-химических показателей качества

концентрированного овощного пюре показала не только их полное соответствие требованиям действующих нормативных документов, но и более высокое содержание ценных термолабильных веществ (витаминов С, В! и В2, моносахаров и др.).

а б в

Рисунок 3 - Овощи: а - плоды; б - исходная измельченная масса; в - концентрированное пюре

Выводы

Выполненные исследования позволили определить характер изменения динамической вязкости поликомпонентного овощного пюре. Это позволило обосновать выбор режима течения пленки пюре на вертикальной обогреваемой стенке вакуум-камеры, который определял интенсивность испарения влаги при концентрировании пюре.

Литература

1. Вертяков, Ф. Н. Производство концентрированных фруктовых и овощных пюре [Текст] / Ф. Н. Вертяков, А. Н. Остриков. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - 452 с.

2. Остриков, А. Н. Изменение вязкости плодоовощных пюре при выпаривании влаги из свободно стекающей по стенке пленки пюре [Текст] / А. Н. Остриков, Ф. Н. Вертяков, А. Н. Веретенников // Сборник материалов первой научно-практической конференции и выставки с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов»: тез. док. 25-26 сентября 2008 г. - Москва: МГУПП, 2008. - С. 187-189.

УДК 637.1/3

Л.А. Бобракова, старший преподаватель А.В. Мамаев, доктор биологических наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ

ВЛИЯНИЕ МОЛОЧНО-БЕЛКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ НА МИКРОСТРУКТУРУ ЗЕРНЕНОГО ТВОРОГА

Для обеспечения максимального выхода зерненого творога разработана технология производства зерненого творога, обогащенного сухими молочно-белковыши концентратами. Зерненыш творог характеризуется собственной микроструктурой, и при обогащении в его микроструктуре образуются крупныге скопления белковый, агрегатов. Ключевые слова: зерненыш творог, микроструктура, молочно-белковые концентраты1, обогащение.

Введение

Структура потребления продуктов питания должна соответствовать физиологическим потребностям всех категорий населения России в пищевых веществах и энергии. Это одно из основных условий для их нормального физического и нервно-психологического развития, высокой сопротивляемости к различным заболеваниям и другим факторам внешней среды.

Анализ фактического питания населения России свидетельствует о дефиците полноценного белка в рационе основной части населения, который приводит к нарушению обмена веществ в организме. Белковые компоненты человек получает, в основном, за счет белковых молочных продуктов.

В этой связи значительный интерес представляет разработка новых технологий производства, обеспечивающих максимальный выход белковых продуктов.

Именно поэтому разработка технологии производства зерненого творога, обогащенного сухими молочно-белковыми концентратами, в настоящее время является перспективной и актуальной.

The technique of production of cottage cheese to obtain the maximum output of the product is developed. Cottage cheese is characterized by its own microstructure and at enrichment in its microstructure large congestions of albuminous units which considerably increase an output of the product are formed.

Key words: cottage cheese, a microstructure, milk- albuminous concentrates, enrichment.

Научной новизной данных исследований является обогащение зерненого творога белком, за счет внесения сухих концентратов в лабораторных условиях и дальнейшее внедрение этого метода в производство. Молочно-белковые концентраты имеют повышенную массовую долю натурального растворимого мицелярного казеина и способны уплотнять кислотно-сычужный сгусток. В зависимости от этого формируется микроструктура продукта и её исследование является актуальным направлением. Отсюда целью исследований являлось изучение влияния молочно-белковых концентратов на микроструктуру зерненого творога.

Микроструктура натурального молока, кисломолочных продуктов, сливочного масла и твердых сычужных сыров не одинакова.

Зерненый творог характеризуется собственной микроструктурой, в которой различают два основных элемента - макрозерна и микрозерна. Макрозерна в готовом твороге имеют вид многогранников объемом от 0,5 см . В процессе дальнейшей обработки полученное зерно теряет влагу и уменьшается в размере. Вес таких макрозерен в среднем достигает 67 мг. Все макрозерна отделены одно от другого