Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум Реферат

Завод производитель — глв

ВВС-15.200

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум
Вакуумная сублимационная сушка (далее – ВСС), или лиофилизация, основана на технологии, которая с успехом используется на протяжении многих лет в пищевой и фармацевтической промышленности для производства продуктов, чувствительных к нагреванию: вакцин, фармацевтических препаратов, биотехнологических продуктов, продуктов питания и напитков.

Технология ВСС характеризуется высокой скоростью, дефицитом кислорода и низкой температурой сушки, благодаря чему обеспечивается структурная целостность и сохранение большинства исходных свойств сырья – форма, аромат, цвет, вкус, текстура, биологическая активность, питательная ценность, витамины и минералы.

ВСС – это процесс обезвоживания, при котором из предварительно замороженного продукта в условиях глубокого вакуума происходит нагревание (продукт находится на лотке между нагревательными элементами), и влага в виде льда (твердая фаза) сразу сублимируется в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.

Состав установки и принцип работы:

Установка состоит из двух герметичных цилиндров, соединенных между собой трубопроводом с затвором марки 23 ВЭ – 160Р. На камерах установлены: перепускные клапана, регулятор вакуума, обратный клапан. Вакуумная камера для сублимации оснащена конструкцией с поддонами, для размещения продукта. Материал поддонов и каркаса – сталь AISI 304. Излучатель изготовлен из нержавеющей стали.

Схема ВСУ:

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Полка подогревающая (излучатель) – 15 м2.

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Схема потоков в панели подогревателя

Вторая камера – де сублимационная, оснащена трубчатым испарителем, который изготовлен в виде набора батареи соединенных между собой труб.

Продукт в замороженном виде предварительно разложен на поддонах подается в сублимационную камеру, камеры закрываются и выкачивается воздух, образуя вакуум. В это время в панели подается теплоноситель, происходит передача тепла, за счет чего кристаллы льда, находящиеся в продукте после заморозки, переходят сразу в газообразное состояние, минуя фазу жидкости и по трубе поступает в камеру десублимации. В панелях камеры десублимации циркулирует хладоноситель. Испарение, поступившее с камеры сублимации «намерзает» на трубы де сублиматора, образуя наледь. После достижения определенного размера наледи, камера подвергается оттайке, намороженная вода удаляется через сливное отверстие.

Дополнительные опция:

В верхней части сублиматора установлена полочка на тензометрическом датчике (пробник).

Вместо диоптра на сублиматоре и десублиматоре установлены видеокамеры (визуальная оценка технологического процесса).

Стоимость установки ВСУ-15м2 – 7680 000 рублей.

Технические характеристики вакуумной установки:

Наименование

ВВС-15м2
Производительность 150 кг испаренной влаги (37,5 кг испаренного пара в час)
Размеры сублиматора Диаметр 1400, длина 3000
Размеры десублиматора Диаметр 1400, длина 3000
Толщина металла 6 мм AISI 304
Форма крышки торо сфера
Эффективная площадь испарения 15м2
Размер излучателя 1000х1380х15
Тип нагрева Электрический (горячая вода)
Количество излучателей 11 штук
Подводная мощность излучателей в сублиматоре 16 КВт/час
Площадь ловушки абсорбера воды 18 м2
Подводимая холодопроизводительность

испарителя ловушки воды в десублиматоре

25,2 КВТ/час при Т кип.=-40 гр.С , при Т конденсации = 40 гр.С
Минимальная температура испарителя ловушки воды в десублиматоре — 65 гр.С
Рабочее давление в камера 13 Па
Время достижения до 105 Па 35 минут
Время полного цикла сушки 12 часов

Система состоит из вакуумного насоса типа Рутс ERVP 150 и пластинчато — роторного масло смазываемый вакуумный насоса — LEYBOLD
TRIVACD40B
.

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Давление насыщенного водяного пара в паскалях (пар/лед) от -100 до -10°С

t, °CP, Паскальρ, г/м3
-1000,0014
-900,0097
-800,055
-700,261
-601,080
-503,94
-4012,84
–3037,30,33
–2846,60,41
–2657,30,51
–2469,30,60
–2285,30,73
–201020,88
–181251,05
–161501,27
–141811,51
–122171,80
–102592,14
–83092,54
–63672,99
–44373,51
–25184,13
6104,84
27055,60
48136,40
69347,3
810738,3
1012279,4
12140210,7
14159812,1
16181713,6
18206315,4
20235817,3
22264319,4
24298321,8
26336124,4
28377927,2
30424230,3
32475433,9
34531937,6
36594041,8
38662446,3
40737551,2
501233283,0
6019931130
7031157198

Cублимация — процесс, при котором вода из твердого состояния (лёд) превращается в газообразное (пар) минуя жидкое состояние. Это происходит, если давление в сосуде, где происходит сублимация, будет ниже «тройной точки» воды. Тройная точка воды это условия, когда возможно существования воды в в виде газа, жидкости, и твердого состояния. При давлении (10 — 610 Па), вода может находиться только в двух состояниях в виде льда и пара, поэтому испаряют воду из предварительно замороженного состояния, при этом продукт полностью лишается влаги, не изменяя геометрические размеры, структуру и витаминный состав. Продукт мало нагревается при сушке (температура не более 35°С). Готовый продукт похож на пенопласт, долго храниться при комнатной температуре. Это происходит потому, что не остаётся влаги. Продукт полностью восстанавливает свои свойства при соприкосновении с водой, овощи и фрукты становятся хрустящим и сочным, а дыня как будто это свежая дыня. Качество получаемого продукта зависит от скорости и температуры замораживания. Чем более быстро замораживаются, тем будет выше качество. Очень хорошие свойства продукта проявляются при акустической заморозке. Сублимационная сушка это сложное устройство, изготовленное из нержавеющей стали. Для производства процесса сублимации, необходимо подогревать продукт. В вакууме это можно сделать только двумя способами — контактным и излучением. Так как конвекции, ввиду отсутствия атмосферы, нет. В вакууме очень затруднительно использовать СВЧ, ввиду образования плазменных шнуров, остаётся контактный способ. При контактном способе продукт нагревается от полки, на которой он лежит. Подогрев полки идет незначительный, так как этому препятствует теплопроводность получаемого продукта и опасность таяния продукта. Готовый продукт похож на пенопласт, по мере высыхания продукта он все меньше и меньше пропускает тепло к верхним слоям и тем медленнее сохнет. При удалении пара необходимо интенсивно откачивать пар, потому что давление в камере может подняться выше тройной точки (более 610 ПА) и продукт расплавится. Предварительный вакуум создаётся роторно – пластинчатым вакуумный насосом, глубокий вакуум с помощью вакуумного насоса РУТС. Исходя из того, что при давлении 38 ПА и температуре -30 гр.c в 1 м3 находится 0,33 гр./ 1 м3, для выкачивания 100 кг воды необходимо выкачать 3030 м3. Для уменьшения производительности вакуумного насоса необходимо наморозить влагу на десублиматоре, если откачивать пар вакуумным насосом, то этот насос будет большой и потреблять много энергии, капитальные затраты и эксплуатационные расходы будут высоки и продукт будет дорогой. Если установить в десублиматор радиатор, охлаждённый до -40°С, то пар приморозится и превратится в лёд, который уже не будет стремиться стать паром и необходимая производительность вакуумного насоса уменьшится в 20 — 30 раз. Для охлаждения испарителя десублиматора подаётся фреон, который кипит при низкой температуре (до -56 гр.C). Мы используем для создания низкой температуры только двухступенчатые холодильные агрегаты.

Во время смены продуктовых в сублиматере происходит оттаивание испарителя десублиматора. Это производится с помощью предварительно нагретой воды с помощью форсунки. Полученная вода используется для пополнения воды для оттайки и для технических нудж.

Рефераты:  Тема 2. ТЕОРИИ ПСИХИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ / Возрастная психология: конспект лекций

Сублимационная кривая водяного льда — равновесный участок«твёрдое тело — газ» на фазовой диаграмме воды

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Схема кинетики сублимационной сушки

Вакуумная сушка, конструкция устройства для сушки купить в ПенсВакуум

Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов для мясной отрасли с использованием криозамораживания

УДК 637.146.33.04

DOI: http://dx.doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-25-30 Доцент В.В. Пойманов, доцент С.М. Ященко, аспирант Р.А. Барыкин

(Воронеж. гос. ун-т. инж. технол.) кафедра машин и аппаратов пищевых производств.

тел. (473) 255-38-96

E-mail: v-poymanov@referat-zona.ru

Associate Professor V.V. Poymanov, Associate Professor S.M. Yaschenko, Postgraduate R.A. Barykin

(Voronezh State University of Engineering Technologies) Department of machines and apparatuses of food production, phone (473) 255-38-96 E-mail: v-poymanov@referat-zona.ru

Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов для мясной отрасли с использованием криозамораживания

Investigation of the process of vacuum freeze drying of bacterial concentrates for the meat industry with cryogenic freezing

Реферат. Представлены результаты исследований пищевой ценности выпускаемой продукции. Выявлены основные направления использования бактериальных концентратов в мясной отрасли. Приведен анализ используемых стартовых культур. Проанализирован ассортимент продукции, выпускаемой с использованием бактериальных концентратов. Показано, что внедрение инновационных технологий производства позволит динамично развиваться не только крупным, но и мелким предприятиям, что создаст предпосылки для роста российского рынка мясных продуктов. Доказана экономическая эффективность методов обработки исследуемых препаратов. Обоснована актуальность разработки технологии производства сухих бактериальных концентратов с использованием криозамораживания. Предложен комплексный подход к созданию конкурентоспособных отечественных технологий и оборудования для криозамораживания и сублимационного обезвоживания за счет использования гранулирования для интенсификации внутреннего тепло- и массопереноса, уменьшения удельных энергозатрат за счет применения комбинированной системы хладоснабжения. Приведены результаты исследования кинетики процесса замораживания с использованием традиционного способа и криозамораживания. Предложены рациональные параметры процесса криозамораживания. Рекомендован оптимальный состав криопротекторной среды. Проведены исследования процесса вакуум-сублимационного обезвоживания бактериального концентрата в слое и гранулированном виде. Научно подтверждено, что применение гранулирования и криозамораживания позволяет увеличить количество жизнеспособных микроорганизмов в бактериальном концентрате, сократить время высушивания. Предложены рациональные режимы вакуум-сублимационного обезвоживания. Указаны пути снижения брака перерабатываемой продукции и повышения эффективности производственных мощностей. Приведены качественные показатели сухих бактериальных концентратов. Полученные результаты позволят проводить инженерные расчеты и проектирование оборудования для криозамораживания и вакуум-сублимационных установок с различными способами энергоподвода.

Summary. The research results of the nutritional value of the products manufactured are presented in the article. The main directions of bacterial concentrates application in the meat industry were determined. The analysis of starter cultures was given. The range of products manu-factured with bacterial concentrates was analyzed. It was shown that the introduction of innovative technologies will enable dynamic development of both large and small enterprises, which will create prerequisites for the growth of the Russian market of meat products. Economic efficiency of the studied substances treatment methods was proved. The relevance of the development of technology of pro-duction of dry bacterial concentrates with cryogenic freezing was proved. An integrated approach to the development of competitive domestic technologies and equipment for cryofreezing and sublimation dehydration by the use of granulation for the intensification of the internal heat and mass transfer, reducing specific energy consumption through the use of a combined cold supply system was pro-posed. Results of the study of the kinetics of the freezing process with the traditional method and cryofreezing are given in the paper. Rational parameters of the cryofreezing process were proposed. The optimum composition of cryoprotective medium was recommended. The research of the process of bacterial concentrate vacuum sublimation dehydration in the layer and granular form were conducted. The research confirmed that the use of the cryofreezing and granulation can increase the number of viable microorganisms in the bacterial concentrate and reduce the drying time. Rational vacuum sublimation dehydration modes were proposed. Methods of reduc-ing the defects of the processed products and improvement of the efficiency of production facilities were specified. Quality indicators of dried bacterial concentrates were given. The results obtained allow to carry out engineering calculations and designing of the equipment for cryofreezing and vacuum sublimation units with different ways of energy supply.

Ключевые слова: бактериальный концентрат, гранулирование, криозамораживание, вакуум-сублимационная сушка, термоэлектрический модуль.

Keywords: èacterial concentrate, granulation, cryofreezing, freeze-drying, thermoelectric module.

Для цитирования Пойманов В.В., Ященко С.М., Барыкин Р.А. Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов для мясной отрасли с использованием криозамораживания // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. № 1. C. 25-30. doi: 10.20914/2310-1202-2021-1-25-30.

© noftMaHOB B.B., C.M., EaptiKHH P.A., 2021

For cite

Poymanov V.V., Yashchenko S.M., Barykin R.A. Investigation of the process of vacuum freeze drying of bacterial concentrates for the meat industry with cryo-genic freezing Vestnik voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij. [Proceedings of the Voronezh state university of engineering technologies]. 2021, no. 1, pp. 25-30. (In Russ.). doi: 10.20914/ 2310-1202-2021-1-25-30.

25

БД Agris

Результаты исследований убедительно показывают несоответствие структуры питания населения России физиологическим нормам, рекомендованным ВОЗ. Рацион питания населения практически всех возрастных групп характеризуется недостатком белка, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, витаминов, в связи с чем в коррекции структуры питания нуждаются почти 80 % населения страны.

При этом возрастает влияние внешних факторов на обеспечение продовольственной безопасности России, поскольку продовольствие все больше становится одним из основных рычагов политического и экономического давления в международных отношениях.

Все большее распространение в России и за рубежом получают бактериальные концентраты «прямого внесения» либо замороженные при низких температурах, либо получаемые методом сублимационной сушки. Производство подобных бакконцентратов является наиболее динамично развивающимся сектором рынка микробиологических препаратов для пищевой промышленности и кормопроизводства.

Основным технологическим свойством является способность бактерий сбраживать углеводы в молочную кислоту, вследствие этого происходит ферментация мясного сырья. Под действием ферментов также происходит расщепление белковых компонентов с образованием свободных аминокислот и пептидов, продукт размягчается, приобретает соответствующую консистенцию и легко усваивается. Образованные ароматические соединения способствуют образованию соответствующего вкуса и аромата.

Для приобретения стабильной розово-красной окраски мясопродуктов в составе стартовых культур должны быть денитрифицирующие бактерии, главным образом, стафилококки и микрококки, восстанавливающие нитраты и нитриты до окиси азота, реагирующей с миоглоби-ном мяса, в результате чего продукт приобретает стабильную красно-розовый цвет. Повышение кислотности положительно сказывается на процессе цветообразования, а также способствует сохранению стабильности цвета при хранении. Фермент каталаза, синтезируемый стафилококком, способствует предотвращению окислительных процессов, ведущих к порче мясных продуктов в процессе хранения.

Отечественные мясоперерабатывающие предприятия используют бактериальные препараты при выработке сырокопченых и сыровяле-ных колбас, мясных деликатесов. Для выпуска данного ассортимента продукции необходимы:

жесткое соблюдение технологических и технических требований к производству, надлежащее технологическое оборудование, сортовое сырье стандартного качества.

Выпуск сырокопченых и сыровяленых колбас производится, главным образом, на крупных и средних предприятиях, имеющих большие производственные площади. На них количество выпускаемой продукции составляет в среднем 7-8 % от общего объема. Малые предприятия, как правило, выпускают вареные, полукопченые и варено-копченые колбасы. Проблемы предприятий, не использующих стартовые культуры, сходны -отсутствие необходимого оборудования и слабая информированность о стартовых культурах.

Рефераты:  Советская историография отечественной истории (1917 – начало 1990-х гг.). 1. УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИСТОРИЧЕСКОЙ НАУКИ В ПЕРВОЕ ДЕСЯТИЛЕТИЕ СОВЕТСКОЙ ВЛАСТИ (1917-1931 гг.) (И. А. Шебалин, 2010)

В настоящее время на рынке стартовые культуры конкурируют с пищевыми добавками, выполняющими ту же технологическую роль. Недостатком вторых является то, что их применение вызывает окислительную порчу жира — прогорка-ние, так как это соединение — окислитель, и второй недостаток — колбасное изделие с ним быстро высыхает и становится очень твердым и требует скорейшей реализации. Все зависит от стоимости предлагаемых пищевых добавок и бактериальных препаратов, а именно, предприятиям экономически целесообразно использовать более дешевые добавки, чем стартовые культуры. Общие стоимостные затраты на производство колбас с пищевыми добавками в 1,5 раза ниже по сравнению со стартовыми культурами.

С точки зрения функционального питания нашего населения ряд культур молочнокислых бактерий имеет пробиотические свойства, за счет которых улучшается пищеварение, микробиоценоз, иммунитет, обмен веществ в условиях нестабильной экологической ситуации. В литературных источниках имеются сведения о способности микроорганизмов, используемых для ферментации мясных продуктов, снижать уровень холестерина в процессе его ферментативной деструкции [1].

Важным и обязательным компонентом для производства качественных ферментированных колбас являются бактериальные концентраты, которые представляют собой специально подобранные и подготовленные комбинации бактерий.

При производстве сухих бактериальных концентратов сублимационное обезвоживание позволяет добиться высокого содержания жизнеспособных микроорганизмов и хорошей их выживаемости при хранении, кроме того, сухие бактериальные концентраты удобны для транспортировки на предприятия [2].

Несмотря на значительное количество исследований, посвященных получению баккон-центратов с криозамораживанием микробной массы, в нашей стране практически отсутствуют промышленные биотехнологии, имеющие значительный экономический потенциал [3]. Комплексный подход к созданию конкурентоспособных технологий и оборудования для сублимационного обезвоживания термолабильных продуктов заключается в использовании эффективных средств энергоподвода к продуктам, уменьшении удельных энергозатрат на процесс заморажива-ния и десублимации, и, как следствие, снижении себестоимости продукции при достижении высоких качественных показателей.

Сублимационная сушка молочнокислых микроорганизмов осуществляется при замораживании бактериальной массы до температуры (-40) °С, так как при этой температуре около 96 % влаги находится в твердом агрегатном состоянии [2]. Однако, исходя из материалов научно-технической литературы [3], более высокой выживаемости микроорганизмов можно добиться при мгновенном замораживании парами азота или в среде жидкого азота. При сверхбыстром охлаждении вода не успевает выйти из клетки, что уменьшает ее обезвоживание, структура льда становится мелкокристаллической, уменьшается время действия гиперконцентрированных растворов солей. Повреждения, вызванные воздействием мелких кристаллов льда, не вызывают гибели клетки [4, 5].

Для увеличения выживаемости микроорганизмов при замораживании используют защитные среды (криопротекторы), т. е. вещества, обладающие способностью предупреждать развитие криоповреждений биообъектов и обеспечивать их сохранность в жизнеспособном состоянии после замораживания. В качестве криопротекторов используют: углеводы (глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза и др.), белки (альбумин, желатина), аминокислоты (аланин, валин, глицин и др.), полимеры (декстран), неорганические соли (N0, MgQ2 и др.) Криопротекторными свойствами обладают также сухое обезжиренное молоко, пептон, сыворотка и другие вещества [6].

При сушке замороженной биомассы происходит целый комплекс явлений, которые влияют на выживаемость микроорганизмов. Необходимость сохранения белков обусловлена их ведущей ролью в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Денатурация белков и инактивация ферментов являются причинами гибели клеток. Большую опасность для клетки при обезвоживании представляют минеральные вещества, содержащиеся в ней в виде электролитов.

В процессе обезвоживания их концентрация повышается и может достигнуть уровня, при котором белок денатурируется. При сушке также может изменяться реакция среды или повышаться сверх допустимой величины концентрация токсичных компонентов, что понижает жизнеспособность микроорганизмов непосредственно в процессе обезвоживания или вызывает их быструю гибель при хранении [6].

Скорость сушки лимитируется не только внешним, но и внутренним тепло- и массопере-носом. При сублимации льда зона парообразования углубляется в толщу продукта, образующийся сухой слой оказывает сопротивление как проникновению пара из зоны парообразования к поверхности материала, так и передаче тепла извне к зоне сублимации (гидродинамическое и термическое сопротивление). Одним из вариантов устранения отрицательного влияния сухого слоя при сублимационном высушивании является гранулирование продукта.

Цель настоящей работы — исследовать влияние криозамораживания стартовых культур, а также процесс сублимационной сушки.

Материалы и методы исследований. Биомассу стартовой культуры для производства колбас быстрой ферментации (смесь штаммов Lactobacillus sakei, Staphylococcus carnosus и Pediococcus acidilactici) смешивали со стерильной защитной средой в соотношении 1:1.

В качестве криопротекторной среды использовали: I вариант — водный раствор, содержащий сахарозу, цитрат натрия, глутамат натрия и желатозу; II вариант — водный раствор, содержащий лактозу и лактулозу. При этом доля бактериальной массы составляла от 20 до 60 % к общей массе.

Полученную суспензию замораживали по двум вариантам: I вариант — разливали в металлические контейнеры слоем 10.. .12 мм и замораживали в каскадном низкотемпературном морозильном шкафу Frigera HC 280/75 при температуре -45 °С; II вариант — прокачивали суспензию через капилляры диаметром 2; 2,5; 3 мм, гранулы замораживалась в жидком азоте при температуре -196 °С.

Блок измерения температуры состоял из миллиамперметра и хромель-копелевых термопар, изготовленных из проводников диаметром 0,2 мм. Для повышения предела измерений шкала миллиамперметра составляла 0,1 °C.

Для закрепления термопар в слое продукта к поддону прикреплялась специальная пластина с отверстиями для термопар. Отверстия были выполнены на определенной высоте от дна поддона.

За счёт большой разницы между температурами и высоких коэффициентов теплоотдачи при криогенном замораживании достигаются высокие скорости снижения температуры, что сохраняет нативную тканевую структуру, тормозит процесс обезвоживания клеток и не снижает биологическую активность исходного материала [4].

Учитывая непрерывное увеличение цен на производство холода машинным способом, экологически безопасное криогенное замораживание пищевых продуктов имеет хорошие перспективы.

Оборудование для замораживания в жидком азоте имеет следующие преимущества: простота конструкции, надежность и удобство эксплуатации, большая маневренность по производительности. Максимальная производительность в 3-5 раз превышает номинальную, что незаменимо при обработке больших партий продуктов в короткие сроки.

Криогенное оборудование хорошо поддается автоматизации производства и способны работать в поточных линиях с механизированным процессом загрузки и выгрузки продуктов. К тому же, для его работы не требуется постоянный источник энергии, система оттаивания и удаления влаги.

Перечисленные преимущества не просто повышают качество переработки, но позволяют получить продукты с принципиально новыми свойствами.

Массу, замороженную по I и II способу, высушивали в вакуум-сублимационной сушилке, оснащенной комбинированной системой хладоснабжения [7].

Число колониеобразующих единиц (КОЕ/г) определяли чашечным методом посева в агаризованную питательную среду на основе гидролизата казеина [8].

От скорости замораживания и конечной температуры продукта зависит не только процесс сублимации, но и качественные характеристики сухого бакконцентрата. На рисунке 1 представлены экспериментальные данные по исследованию процесса замораживания.

Согласно рисунку 1, при предварительно-емзамораживаним с увеличением массовой доли бактериальной массы продукта происходит сокращение времени замораживания (кривые 1, 2), при использовании криозамораживания парами азота по сравнению с обычным длительность процесса сокращается на 40-60 % (кривые 3, 4), а при криозамораживании жидким азотом на 95-98 % (кривые 5, 6).

278 273

268 263 258 253 Т.к 248 243 238 233

228

h

у li 2 1

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рисунок 1. Кинетикапроцессазамораживаниябаккон-центратов: 1 — воздушное: -45 °С, м. д. бактериальной массы 30 %; 2 — -45 °С, м. д. бактериальной массы 50 %; 3 — криозамораживание парами азота: Ъ;= -150 °С, м. д. м. д. бактериальной массы 30 %; 4 — криозамораживание парами азота: -150 °С, м. д. бактериальной массы 50 %; 5 — криозамораживание жидким азотом: -196 °С, м. д. м. д. бактериальной массы 30 %; 4 — криозамораживание жидким азотом: -196 °С, м. д. бактериальной массы 50 %

Рефераты:  Режим труда и отдыха

Если при сушке пищевых продуктов допускается определенное количество невыморо-женной влаги, то при обезвоживании биологических материалов на основе микроорганизмов их необходимо замораживать до минимальной температуры плавления, т.е. эвтектической точки. Нами установлены рациональные режимы: температура замораживания (-40)-(-42) °С, размер гранул 2,5 мм.

Совершенствование технологии и разработка оборудования должны базироваться на теоретических исследованиях закономерностей основных процессов, протекающих в аппаратах.

Вакуум-сублимационную сушку проводили в аппарате с комбинированной системой хладоснабжения (рисунок 2), которая содержит цилиндрическую камеру (сублиматор 1), состоящую из корпуса и крышки, подключенную к вакуум-насосу, десублиматор 4, поддоны для загрузки продукта 2 с двойными днищами выполненными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, в которых герметично установлены термоэлектрические модули 3, причем в нижней части противни имеют оребрение для десублимации пара нижестоящего каскада [7].

Рисунок 2. Вакуум-сублимационная сушилка с комбинированной системой хладоснабжения: 1 — сублиматор; 2 — поддон с продуктом; 3 — термоэлектрические модули; 4 — десублиматор

Продукт предварительно замораживается в поддоне 2, после чего противни 3 устанавливаются в сублиматор. Образованная многосекционная конструкция подключается к вакуум-насосу. При достижении остаточного давления 30-50 Па начинают процесс сушки. После подачи тока на термоэлектрические модули 3 они обеспечивают охлаждение холодных спаев до температуры 255-265 К. Тем временем на горячих спаях модулей выделяется теплота, которая передается через перегородку продукту. Перегородка для увеличения производительности выполнена из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. При этом на ребрах происходит частичная десублимация пара, а с поверхности замороженного продукта — сублимация влаги.

Процесс сушки прекращают после достижения требуемой влажности продукта, сублиматор разгерметизируется, а продукт выгружается. После чего меняется полярность батарей на 2-3 мин для нагрева холодных, что приводит к удалению десублимата.

Результаты исследования кинетики процесса вакуум-сублимационной сушки бакконцентратов представлены на рисунке 3.

т.к

к:-..

(

/

№ 4 1

яи т шжгшгюшшшжш

Т, —

Рисунок 3. Кривые сушки, термограмма бакконцентрата

скорости сушки и

На кривой можно выделить следующие периоды:

— период возрастания скорости сушки: он характеризуется интенсивным испарением свободной влаги (удаляется до 10-15 % влаги), т. к. отсутствует сопротивление микропористого слоя. Поэтому является целесообразным подвод большого количества теплоты с целью сокращения продолжительности сушки (температура нагревателей 32-35 °С, остаточное давление в камере 20-25 Па,);

— период постоянной скорости сушки: влага удаляется, в основном, с поверхностных слоев материала, постоянное сопротивление тепло- и влагопереносу сосредоточено на поверхности, и поэтому в данный период скорость сушки не меняется (температура нагревателей 28-30 °С, остаточное давление в камере 20-25 Па;

— период падающей скорости сушки: в этом периоде испарение влаги с поверхности продукта заканчивается, поэтому происходит прогрев близких к поверхности слоев материала. Близкие к поверхности слои материала начинают прогреваться. Процесс сублимации заканчивается при достижении продуктом влажности 12-14 % Далее происходит вакуумная досушка (десорбция) материала до влажности 3,0-3,2 % (температура нагревателей 25-28 °С, остаточное давление в камере 10-15 Па, плотность теплового потока 1,2-1,25 кВт/м2).

Результаты и их обсуждение. При использовании в качестве защитной среды сахарозы, цитрата натрия, глутамата натрия и желатозы не происходило существенного снижения количества жизнеспособных клеток при замораживании (таблица 1). Таким образом, сахароза, цитрат натрия, глутамат натрия и желатоза обладают хорошими криопротектор-ными свойствами и могут быть рекомендованы

для использования в качестве компонентов защитных сред при замораживании.

Т а б л и ц а 1

Характеристика бактериальных концентратов

№ Количество бактерий в 1 г бакконцентрата

пар (КОЕ/г)

тии до за- после заморажи- после

мора- вания сушки

жива- I вари- II вари- I вари- II вари-

ния ант ант ант ант

1 3,6-1010 3,2-1010 3,5-1010 6,6-1010 8,4-1010

2 6,5-1010 5,8-1010 6,4-1010 11,11010 15,2-1010

3 9,8-1010 9,0-1010 9,6-1010 17,5-1010 24,6-1010

Т а б л и ц а 2

Качественные показатели сухого бакконцентрата

Наименование показателя Характеристика

I вариант II вариант

Внешний вид однородный порошок кремового цвета гранулы кремового цвета

Массовая доля влаги, % 3,5 3,2

Количество жизнеспособных клеток, КОЕ в 1 г 8,51010 15,5-1010

БГКП (колиформы), в 1 г не обнаружены не обнаружены

Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 10 г не обнаружены не обнаружены

S. aureus, в 1 г не обнаружены не обнаружены

Время снижения pH ниже 5,3, ч 28,5 26,0

Уменьшение количества жизнеспособных микроорганизмов в сухих бактериальных концентратах, полученных с использованием гранулирования микробной массы и без использования при хранении в течение 8 месяцев при -18 °С составило 1,7-10,4 и 1,5-9,2 % соответственно.

В таблице 2 представлены результаты исследования качественных характеристик высушенных бакконцентратов.

ЛИТЕРАТУРА

1 Машенцева Н.Г., Хорольский В.В. Функциональные стартовые культуры в мясной промышленности. монография.М.:ДеЛипринт,2008.336с.

2 Игнатов В.Е., Пойманов В.В., Нестеров Д.А. Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. № 1. С. 27-29

3 Харитонов Д.В. Научно-практические аспекты совершенствования технологий пробиоти-ческих бактериальных концентратов и пребиотика лактулозы для создания синбиотических молочных продуктов: автореф. дисс. д-ра техн. наук: 05.18.04; Кемерово: КемТИПП, 2021. 48 с.

4 Ященко С.М. Анализ зависимости степени извлечения восковых веществ от температуры // Вестник международной академии холода. 2021. №4. С. 31-33.

5 Ященко С.М., Назаров С.А., Овсянников В.Ю. Анализ системы технологических процессов при криогенном вымораживании растительных масел // Масложировая промышленность. 2021. №4. С.28-31.

6 Сотченко О.Г. Изучение некоторых аспектов технологии получения бактериальных концентратов // Вести национальной академии наук Беларуси. 2006. №5. С. 230-232.

7 Пат. № 2395768, RU, F 26 B 5/06, F 26 B 9/06. Вакуум-сублимационная сушилка / Антипов С.Т., Пойманов В.В., Воробьев Д.В. № 2009129715/06; Заявл. 03.08.2009; Опубл. 27.07.2021, Бюлл. № 21.

Выводы

Гранулирование микробной массы молочнокислых микроорганизмов позволяет увеличить количество жизнеспособных микроорганизмов в 1 г концентрата, сократить время высушивания до достижения необходимой влажности продукта.

REFERENCES

1 Mashentseva N.G., Khorol’skii V.V. Funktsional’nye startovye kul’tury v myasnoi promyshlennosti [Functional starting cultures in the meat industry]. Moscow, DeLi print, 2008. 336 p. (In Russ).

2 Ignatov V.E., Poimanov V.V., Nesterov D.A. Research of freeze-drying process of bacterial concentrates. Vestnik voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij. [Proceedings of the Voronezh state university of engineering technologies], 2021, no. 1, pp. 27-29. (In Russ.).

3 Kharitonov D.V. Nauchno-prakticheskie aspekty sovershenstvovaniya tekhnologii probioticheskikh bak-terial’nykh kontsentratov i prebiotika laktulozy dlya soz-daniya sinbioticheskikh molochnykh produktov [Scien-tificandpracticalaspectsofimprovementoftechnologiesof bacterial concentrates probiotic and lactulose prebiotic for creation the sinbiotic dairy products. Dr. of Technical Sci. Diss.] Kemerovo, Kemerovo Technological Institute of FoodIndustry,2021.48p.(InRuss.).

4 Yashchenko S.M. Analysis ofthe dependence of the degree of extraction of wax substances temperature. Vestnikmezhdunarodnoi akademii kholoda [Proceedings of the International Academy of Refrigeration], 2021, no. 4, pp. 31-33. (In Russ.).

5 Yashchenko S.M.,Nazarov S.A. OvsyannikovV.Yu. Analysis of technological processes for cryogenic freeze oils Maslozhirovaya promyshlennost’ [Oil Industry], 2021, no. 4, pp. 28-31. (In Russ.).

6 Sotchenko O.G. Studing of some aspects of bacterial concentrates production technology. Vesti natsional’noi akademii nauk Belarusi. [Bulletin of the National Academy of Sciences of Belarus], 2006, no. 5, pp. 230-232. (In Russ.).

7 Antipov S.T., Poymanov V.V., Vorob’ev D.V. Vakuum-sublimatsionnaya sushilka [Freeze-dryer]. Patent RF, no. 2395768, 2021. (In Russ.).

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий