ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВИНОГРАДНЫХ КОСТОЧЕК ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ

АННОТАЦИЯ

Данная статья предоставляет исследованную информацию о технологической линии производства масла из виноградных косточек. На основе исследований определены оптимальные режимы тепловой обработки измельчённых косточек винограда в поле высоких частот, а также и представлены графики, характеризующие процесс.

ABSTRACT

This article provides the researched information about the technological line for the production of grape seed oil. Based on the research, the optimal modes of heat treatment of crushed grape seeds in the field of high frequencies are determined, as well as graphs characterizing the process are presented.

Ключевые слова:виноградная косточка, экстракт, частота, температура.

Keywords: grape seed, extract, frequency, temperature.

Введение. Виноград (Vitis, Grape) — многолетнее растение, используемое в виноделии и производстве соков. Вес виноградных ягод различен, в зависимости от спелости винограда и эколого-климатических условий, в которых он выращивается. У винограда, выращенного в нормальных условиях, 3-7% одной гроздьевой головки составляет стебель, 15-20% кожица, 3-6% косточка и 75-85% сок мякоти. Виноградные ягоды измельчают и отделяют, а из полученной мезги прессованием отжимают сок, а оставшийся остаток называют выжимкой . Количество выжимки составляет 20-25% от количества винограда. Выжимка содержит до 30-40% виноградных косточек [1,3].

Результаты экспериментов и их обсуждение

На основании проведенных исследований выявление оптимальной величины тепловой обработки косточек в технологической линии получения масла из виноградных косточек положительно влияет на качество и эффективность получаемого продукта – масла [2]. На основании существующих нормативов и литературы рекомендуется обрабатывать мезгу виноградных косточек при температуре 50-70°С. В нашей научной работе для определения времени пребывания измельчённых косточек в устройстве и оптимальной температуры при температуре термообработки 50-70⁰С образец размером 1 кг 2 мм, влажностью 14% был обработан в микроволновой печи в течение 200,250,300 секунд и температура термообработки была измерена термометром, а результаты были зарегистрированы.

Таблица 1.

Данные

В этом эксперименте мы принимаем мощность микроволновой печи равной 0,7 кВт, изменяя только время обработки.

Функция изменения температуры во времени была получена с помощью программы «Excel».

Рисунок 1. График определения температуры измельчённых виноградных косточек в зависимости от времени пребывания в микроволновой печи

Полученные результаты. Основной целью проведения вышеуказанного эксперимента является определение времени обработки измельчённых виноградных косточек до 55⁰С. Как видно из графика, чем дольше продукт находится в микроволновой печи, тем большую температуру он набирает. Если она ниже указанной температуры, количество выходящего масла уменьшится. Одна из основных причин снижения количества выхода масла заключается в том, что маслосодержащие клетки не разрушаются (раскрываются).

При превышении этой температуры количество полезных компонентов масла виноградных косточек уменьшается. Поскольку виноградные косточки в основном используются в косметике и фармацевтике, их целесообразно обрабатывать при более низкой температуре [4].

Основным недостатком существующих методов является то, что низкой температуре сложно разрушить саму маслосодержащую клетку.

В научной работе предусмотрена обработка продукта (измельчённых виноградных косточек) в СВЧ, методом термообработки в токах высокой и сверхвысокой частоты, когда обрабатываемый продукт помещается в поле высокой или сверхвысокой частоты, диполи молекул воды в продукте начинают колебаться. Характерно, что при нагреве температура внутри продукта быстро возрастает, в результате чего возникает избыточное давление пара по сравнению с давлением окружающей среды. Этот градиент значительно ускоряет процесс тепловой обработки, так как прохождение пара также фильтруется через поры и капилляры продукта за счет молекулярной диффузии.

При тепловой обработки происходит распределение влаги по всему продукту, температура внутри продукта выше, чем на поверхности, и в результате общий градиент давления является основной движущей силой движения паров внутри продукта.

Нагрев продукта в высокочастотном электрическом поле имеет ряд преимуществ.

1. В обычном режиме тепловой обработки за счет увеличения теплового потока на способ термообработки дает возможность сократить продолжительность процесса. А при нагреве в зоне СВЧ градиент влажности такой же, как и градиент температуры, и процесс идет быстро, так как нагревание продукта направлено от внутренней части к поверхности;

2. Равномерный нагрев продукта увеличивает скорость процесса тепловой обработки. Интенсивный нагрев продукта в высокочастотном электрическом поле, в ряде случаев температура на поверхности материала ниже температуры внутренних слоев, приводит к усилению миграции влаги из внутреннего слоя на поверхность материала;

3. Относительно малая инерционность устройства, используемого в качестве источника высокой частоты;

4. Позволяет автоматизировать процесс тепловой обработки;

5. Легко регулировать значение теплового потока;

6. Возможность использования поточных методов в производстве;

7. Позволяет улучшить санитарные условия на производстве;

8. Позволяет стерилизовать изделие.

В последние годы токи СВЧ стали широко использоваться в технологических процессах. Это объясняется следующим образом:

•  
• материалы с повышенной влажностью, продукты растительного и животного происхождения поглощают большое количество энергии электромагнитного поля;
• возможность передавать энергию со скоростью света и распределять мощность в единице объема, чего не может сделать ни один из традиционных способов обеспечения энергией;
• бесконтактный нагрев и достижение равномерного распределения температуры в продукте, в саморегулирующемся режиме нагрева;
• мгновенное включение и выключение теплового воздействия, это условие обеспечивает регулирование режима тепловой инерции и высокую точность нагрева;
• КПД при преобразовании тепловой энергии в тепловую энергию, выделяющуюся из нагреваемого продукта, составляет около 60 %, и потери энергии в рабочей камере невелики;

Выводы

С целью тепловой обработки измельчённого продукта в оптимальном режиме, полученном из двух вышеуказанных параметров, т. е. размером 2 мм, влажностью 14 %, обрабатывается в микроволновой печи мощностью 0,7 кВт в течение 250 секунд до достижения его температуры 50-55⁰С.

Список литературы:

1. Кулдошева Фируза Салимовна, Ибрагимов Равшан Рустамович. Тенденции переработки вторичного сырья (семян винограда) / Universum: Технические науки. 11(80). Ноябрь, 2020 г.  С.75-77
2. N.Z. Sharipov, F.S. Kuldosheva, J. Jumaev. Research of the Effect of Factors on the Process of Separation of Shadow Seeds from the Peel/ Journal Eurasian Research Bulletin, Volume 7,Pages 86-91.
3. Кулдошева Ф.С., Ибрагимов Р.Р. Польза и вред масла виноградных косточек / International Journal of Discourse on Innovation, Integration and Education (IJDIIE). Vol. 3 No. 2 (2021): IJDIIE. С 244-247
4. Нарзиев М.С., Кулдашева Ф.С. Системный анализ процесса подготовки семян винограда к прессованию (получению масла).// Международная научная конференция «Инновационные решения инженернотехнологических проблем современного производства», Бухара -2019, ноябрь с. 393-395.