РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ФРУКТОВЫХ ВЫЖИМОК С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ИХ ПОРОШКОВ

АННОТАЦИЯ

В данной статье автором разработаны и изучены технологические линии для переработки фруктовых выжимок с целью получения их порошков включающих в себя в зависимости от плодов, следующие основные технологические этапы такие, как мойка, инспектирование, удаление косточек, семечек, кожуры и плодоножек, грубое измельчение плодов, перемешивание с добавками, тонкое измельчение, ИК – конвективная сушка, дробление, упаковка. Исследованы свойства и структурные характеристики фруктов и фруктовых выжимок, а также кинетика сушки фруктовых выжимок. Также произведен анализ промышленных, опытных и экспериментальных установок для сушки фруктовых выжимок и предложен наиболее эффективный способ обработки и сушки комбинированными методами, для сохранения качества готового продукта.

ABSTRACT

In this article, the author has developed and studied technological lines for processing fruit pomace in order to obtain their powders, which, depending on the fruit, include the following main technological stages such as washing, inspection, removal of seeds, seeds, peels and stalks, coarse grinding of fruits , mixing with additives, fine grinding, IR - convective drying, crushing, packaging. The properties and structural characteristics of fruits and fruit pomace, as well as the drying kinetics of fruit pomace, were studied. An analysis of industrial, pilot and experimental installations for drying fruit pomace was also carried out and the most effective method of processing and drying using combined methods was proposed to preserve the quality of the finished product.

Ключевые слова: процесс, фруктовые выжимки, технологическая линия, порошок, плоды, упаковка, мойка, инфракрасная обработка, установка, сушка, измельчение.

Keywords: process, fruit pomace, technological line, powder, fruit, packaging, washing, infrared processing, installation, drying, grinding.

.

Введение. Основной частью агропромышленного комплекса нашей страны является перерабатывающая и пищевая промышленность. Для развития страны пищевая промышленность является приоритетной. Для производства высококачественных продуктов производители не страшатся идти на эксперименты, благодаря опыту зарубежных коллег. Главным является постоянно усовершенствовать всю техническую и технологическую базу. Тысячами предприятий на сегодняшний день представлена пищевая промышленность в Узбекистане, которая имеет различную форму собственности и производственных объемов.  Государство отвечает за качество продуктов питания, следит за соблюдением всех норм и стандартов, а также за их безопасность. Продукция пищевой промышленности является специфическим товаром, так как большое количество ее не может храниться долгое время, что вынуждает производителей более современные инновационные технологии производства продуктов питания, которые дают возможность увеличить их срок хранения и не испортить вкусовых качеств. В результате чего образуется высокая конкуренция для сбыта продуктов питания, внедрение различных технических новинок, что является двигателем для пищевой промышленности Узбекистана [2; c.15-21., с.33-43].

Для ослабления влияния мирового финансового кризиса в нашей республике необходимо увеличить объем переработки сельскохозяйственного сырья на основе внедрения новых энергосберегающих технологий. В соответствии с приоритетными направлениями структурной политики исследования должны быть нацелены на более углубленную переработку сельскохозяйственного сырья и создание на селе малых мобильных предприятий.

Материалы и методы.  В этой связи разработана методика инженерного расчета и оценена эффективность использования разработанных теоретических основ ТМО процессов сушки плодов и овощей; апробирован предложенный комбинированный способ сушки абрикоса. Предложен метод расчета параметров ИК- обработки и установки для сушки фруктов и ягод [1; с.23-26., 1; с.25., 4; с.2388., 5; с.45-48., 6; с. 931-938].

По данному направлению проведены исследования пищевой и биологической ценности продуктов. Велись работы по новым перспективным направлениям, разработке научных основ хранения и безотходной технологии наиболее распространенных косточковых и субтропических плодов и их выжимок.

Разработанная технологическая линия для переработки фруктовых выжимок с целью получения фруктовых порошков включает следующие основные технологические этапы: мойка, сортировка, удаление косточек, измельчение, прессование, сушка, дробление, упаковка. Схема разработанной технологической линии показана на рис.1.

Требования к сырью. При производстве, переработке и товарной обработке пищевых продуктов немногие факторы имеют такое большое значение и так много показателей, как качество. При оценке качества фруктов и ягод, предназначенных для переработки, могут иметь значение как экономические, технологические, так и сенсорные их показатели.

Естественно, что свойства фруктов и ягод надо рассматривать и оценивать различно, в зависимости от вида фруктов и ягод, метода их переработки, применения, конечного продукта и вкусов потребителей. Нельзя предъявлять к сырью всех видов одинаковые требования, более того, в некоторых случаях необходимы специфические требования. Кроме того, при переработке все свойства продуктов должны сохраниться.

Мойка. Плоды после сбора перед переработкой очищают от листьев, травы и т.д., так как при смешивании с продуктом они могут повлиять на его вкус и запах.

При мойке удаляется большая часть остатков пестицидов после обработки плодов химикалиями, причём эффективность их удаления зависит от действия применённого пестицида, способа его использования, вида и сорта плодов и техники мойки.

Из-за больших различий между отдельными видами плодов по форме, размерам, плотности и т.п. нет универсальной моющей машины, одинаково пригодной для всех видов плодов.

Семечковые плоды на небольших и средних предприятиях моют в машинах с лопастями или вентиляторами, откуда они непрерывно передаются ковшовым элеватором к душевым устройствам, где опрыскиваются свежей водой. Продолжительность мойки и её эффект различны. Лучшие результаты даёт обработка в устройствах с вентиляторами, в которых в воду поступает сжатый воздух, вызывающий турбулентность.

На крупных предприятиях внутри завода плоды транспортируют большей частью ленточными конвейерами по желобу с водой, винтовыми конвейерами по желобу с водой или по ленточному и винтовому конвейерам. В желобе с водой из-за постоянного трения плодов при передвижении растворяется налипшая на них грязь, а примеси с большей плотностью осаждаются в специальных устройствах.

Рисунок 1. Схема технологической линии для переработки фруктовых выжимок с целью получения фруктовых порошков

При передвижении по ленточному конвейеру благодаря ополаскиванию свежей водой удаляется грязная вода, оставшаяся на плодах, а при передаче по винтовому конвейеру противотоком течёт чистая вода. Если плоды проходят по ленточному конвейеру, то перед переходом на винтовой конвейер они попадают в моечную машину с лопастями, где удаляется основная грязь и в первую очередь более тяжёлые примеси (например, камни). На винтовом конвейере идущая противотоком чистая вода завершает процесс мойки.

Косточковые плоды моют чистой водой на сетчатом ленточном конвейере под душевыми устройствами. Давление воды должно быть, как можно ниже во избежание механического повреждения плодов.

Сортировка плодов. После мойки плоды сортируют, удаляя гнилые, мятые и незрелые плоды, а также посторонние примеси. Выбраковку производят на замкнутых круговых инспекционных конвейерах, где плоды лежат в один слой. Чаще всего применяют инспекционные конвейеры из трёх полотен, при этом негодные плоды вручную снимают с двух внешних линий и кладут на внутреннее полотно.

Удаление косточек. Для удаления косточек применяют машины периодического действия, в которых плоды попадают в полукруглые чаши, где косточки удаляются с помощью пестиков-выталкивателей, при этом плоды режут пополам, а косточки выбрасываются с помощью автоматического устройства. Применяют также машины непрерывного действия, которые сконструированы аналогично протирочным машинам, только ударные стержни сделаны из пластичного материала.

Плоды без косточек через отверстия сит падают вниз, а косточки удаляются через специальное отверстие. Так, косточки удаляют из плодов, предварительно обработанных теплом в шнековом подогревателе - термобреке.

Удаление плодоножек. Машина для удаления плодоножек состоит из большого числа резиновых валков небольшого диаметра, вращающихся попарно навстречу друг другу. Плоды катятся по поверхности, образованной валками, а плодоножки захватываются валками и срываются. Поэтому расстояние между валками должно быть очень небольшим, чтобы захватывались только плодоножки, а не плоды.

Измельчение плодов. Измельчение плодов на частицы одинакового размера невозможно из-за неплотной консистенции и негомогенности сырья. Консистенция зависит от сорта, степени зрелости, продолжительности хранения и года сбора урожая.

Измельчают плоды механически (дробилки), термически (термобрек и замораживание), ферментативной (ферментация мезги) или нетепловыми методами (ультразвук, электроплазмализ). Иногда применяют комбинированные методы. В связи с этим нами разработан комбинированный метод. После грубого измельчения, продукт подвергается ИК – воздействию с целью интенсификации процесса тонкого измельчения.

Обработка мякоти плодов ИК – излучением. С целью расслабления клеточных стенок грубо дроблённой массы толщиной слоя 2 – 3 мм подвергают ИК – воздействию плотностью потока 22-24 кВт/м², длиной волны  до температуры 67 ⁰С..

Перемешивание, тонкое и грубое измельчение. После ИК – обработки вносятся необходимые добавки с одновременным перемешиванием и тонким измельчением. При этом в продукт добавляются 1,0 %  вареной тыквы или моркови и лимонной кислоты 0,15 %, или сахар 2,5 – 5 % от общей массы сырья и перемешивали необходимые добавки с тонким измельчением, что осуществлялось в дезинтеграторе с выходом через сита с отверстиями  диаметром  0,5 0,8мм.

Сушка. Сушка приготовленной массы происходит в условиях вакуума 19,6 - 24,5 КПа под воздействием ИК – излучения плотностью потока 3,8-4,2 кВт/м² длиной волны 2,8-3 мкм до конечной влажности 4-5% и при температуре 60 – 65 ⁰С. Процесс сушки осуществляется в периодической ИК–вакуумной сушильной установке или в разработанной непрерывной ИК –вакуумной сушильной установке.

Измельчение. Высушенный продукт с влажностью 5 – 6 % измельчают в дезинтеграторах или в мельницах до порошкообразного состояния. Полученный плодоовощной порошок является мелкодисперсным и с естественным цветом абрикоса, персика, а   дынный порошок   светло желтым цветом.

Результаты и обсуждения. По разработкам были решены следующие основные задачи исследования:

• изучены технологические линии сушки фруктовых выжимок с применением методологии системного анализа;
• анализ промышленных, опытных и экспериментальных установок для сушки фруктовых выжимок;
• предложен наиболее эффективный способ обработки и сушки фруктовых выжимок;
• исследованы свойства и структурные характеристики фруктов и фруктовых выжимок;
• исследована кинетика сушки фруктовых выжимок;
• полученные экспериментальные данные математически обработаны;
• составлена методика расчета сушильной установки для сушки фруктовых выжимок;   .
• установлена экономическая целесообразность производства продуктов переработки из нестандартных видов сырья изучаемого объекта и рассчитана их эффективность.

Заключение. Для установления закономерностей и совершенствования процесса сушки сельхозпродуктов применялись комбинированные методы сушки (сушка ИК - конвективный, сушка токами высокой и сверхвысокой частоты и др.). В результате для сохранения качества высушиваемого продукта (фруктовых выжимок), применили комбинированный метод конвективной сушки с ИК - облучением. Разработана конструкция сушилки на основе комплексного анализа свойств сельхозпродуктов как объекта сушки. Определены рациональные режимы сушки и выданы практические рекомендации по реализации режимов сушки и создания ИК- конвективной установки.

Список литературы:

1. Арапов В.М. Критерии допустимых температурных режимов конвективной сушки пищевых продуктов.// Хранение и переработка сельхозсырья. – 2002. - №11.- с.23 -26.
2. Мирзиёев Ш.М. Стратегия Нового Узбекистана // Ташкент 2021.- 500 с.
3. Попова С.Б. Совершенствование процесса сушки в технологии плодоовощных концентратов: автореф. дисс. канд. техн. наук. [Текст]/ С.Б. Попова. -М, 2004. -25с.
4. Kholikov A.A., Khikmatov D.N. The use of heat pipes in drying plants in the processing of fruits and vegetables//Journal of Physics: Conference Series 2388 (1), 012170
5. Ямалетдинова М.Ф., Нарзиев М.С. Анализ физических характеристик косточек абрикоса. // UNIVERSUM: технические науки. Научный журнал. Москва: 2019. № 5(62) С.45-48.
6. Yamaletdinova M.F., Narziyev M.S., Hikmatov D.N. Experimental studies for studying the process of water absorption of apricot seeds. ACADEMICIA –An international Multidisciplinary Research Journal. India. Vol. 10, Issue 10, Oktober 2020. pp. 931-938.