Кинетические закономерности процесса экстрагирования при производстве растворимого кофе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат технических наук Плотникова, Валентина Васильевна
- Специальность ВАК РФ05.18.12
- Количество страниц 134
Оглавление диссертации кандидат технических наук Плотникова, Валентина Васильевна
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАСТВОРИМОГО
КОФЕ.
1.1. Экстрагирование водорастворимых веществ из зерен кофе.
1.2. Механизм извлечения водорастворимых веществ из сырья растительного происхождения
1.3. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИКИ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ
ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ КОФЕ.
2.1. Методика эксперимента по определению изотерм экстрагирования
2.2. Исследования по оценке адсорбционной способности инертной массы кофейного зерна
ГЛАВА 3. КИНЕТИКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ
ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ КОФЕ.
3.1. Определение механизма процесса экстрагирования водорастворимых веществ из кофейного зерна
3.2. Математическое моделирование процесса экстрагирования водорастворимых веществ из кофейного зерна.
3.2.1. Разработка модели послойной отработки твердой фазы применительно к процессу экстрагирования из кофе
3.3. Влияние основных параметров на процесс экстрагирования водорастворимых веществ из
3.4. Определение коэффициентов диффузии.
3.5. Сопоставление экспериментальных и расчетных данных.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ
ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ КОФЕЙНОГО ШЛАМА
4.1. Кинетика дополнительного извлечения водорастворимых веществ из кофейного шлама
4.2. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения способа дополнительного извлечения водорастворимых веществ из кофейного шлама и линии для его осуществления.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Совершенствование технологии экстрагирования биологически активных веществ при производстве кофе натурального растворимого с применением ультразвука2015 год, кандидат наук Герасимов Дмитрий Владиславович
Совершенствование технологии натурального ароматизированного кофе2022 год, кандидат наук Журавель Виталий Алексеевич
Оценка качества растворимого кофе по суммарным показателям и содержанию индивидуальных компонентов2018 год, кандидат наук Тищенко Екатерина Александровна
Разработка технологии получения натурального ароматизированного молотого кофе2013 год, кандидат наук Аркатова, Анастасия Сергеевна
Разработка новых видов чайной и кофейной продукции и совершенствование оценки их качества2015 год, кандидат наук Татарченко, Игорь Александрович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетические закономерности процесса экстрагирования при производстве растворимого кофе»
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года" указано на необходимость разработки и повсеместного внедрения прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих комплексное использование сырья, сокращение его потерь при переработке и хранении, создание безотходных технологий, предусматривающих максимальное увеличение выхода и улучшение качества готовой продукции.
В решении поставленных задач большое место отводится пице-концентратной отрасли пищевой промышленности. Объем производства кофе и кофепродуктов составляет незначительную долю (около 10 %) от общего объема производства пищеконцентратной продукции, однако, по объему валовой продукции - 55 - 60 %. В 1982 году план производства растворимого кофе составлял 4560 т, но в перспективе намечено увеличение объема его производства до 9 тыс. т. Дальнейшее увеличение объема производства растворимого кофе должно быть обеспечено за счет повышения эффективности переработки сырья, внедрения безотходной технологии, модернизации имеющегося и внедрения нового оборудования.
Одним из основных процессов, в значительной степени, определяющих эффективность технологического цикла получения растворимого кофе, является экстрагирование. В настоящее время он, главным образом, осуществляется методом батарейной диффузии и не обеспечивает получения готового продукта высокого качества. Высокоинтенсивная температурная обработка (Ь = 120 - 170 °С) частиц кофе является причиной потери ряда ароматических веществ, а также протекания необратимых биохимических реакций, что приводит к формированию вкуса, несвойственного кофе. Значительны потери водорастворимых веществ с кофейным шламом, приходящиеся как на жидкую, так и на твердую части шлама. Они составляют, в некоторых случаях, 15 - 20 % от общего содержания водорастворимых веществ в сырье. Остаточные водорастворимые вещества в кофейном шламе имеют полноценный химический состав и не уступают по качеству содержащимся в кофе, поэтому шлам является ценным дополнительным источником для увеличения выхода готового продукта. В связи с ростом в последние годы производства растворимого кофе, все более острой становится проблема утилизации кофейного шлама, снижения степени загрязнения окружающей среды промышленными отходами. Только в масштабах нашей страны в течении года образуется более 27 тыс. т шлама с влажностью 72 - 75 %.
В настоящее время перспективным направлением в области совершенствования процесса экстрагирования из кофе является разработка способов низкотемпературного извлечения, обеспечивающих снижение потерь, комплексное использование сырья и отходов.Для улучшения качества готового продукта наиболее целесообразно проведение первой ступени процесса извлечения водорастворимых веществ из кофе при пониженных температурах (менее 100 °С). Однако, процесс низкотемпературного экстрагирования кофе недостаточно изучен, не определены рациональные параметры его проведения, не исследован механизм извлечения, не изучена кинетика дополнительного извлечения водорастворимых веществ из кофейного шлама.
В настоящей работе приведены результаты исследований статики и кинетики низкотемпературного извлечения водорастворимых веществ из кофе и кофейного шлама, на основе развития модели послойной отработки твердой фазы разработано математическое описание процесса экстрагирования кофе, разработан способ дополнительного извлечения водорастворимых веществ из кофейного шлама и его полной утилизации.
Работа выполнялась в соответствии с комплексной Программой
Минвуза РОФСР "Продовольствие" на 1983 - 1985 гг. Тема 06.29 утверждена приказом ХНО Минвуза РСФСР № 190 от 30.06.83 и планом АН СССР по адсорбции.
Г. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАСТВОРИМОГО КОФЕ
Процесс экстрагирования в системе с твердой фазой нашел довольно широкое распространение в микробиологической, фармацевтической и нефтехимической отраслях промышленности. Но особое место он занимает в пищевой промышленности. Так, процесс экстрагирования стал основным при производстве сахара, растительных и эфирных масел, жира, ферментов, крахмала, пива, соков, желатина, растворимых цикория, чая, кофе и многих других продуктов.
Особо важное значение этот процесс имеет при получении растворимого кофе, производство которого значительно увеличилось в начале пятидесятых годов и объем его потребления с каждым годом возрастает почти во всех странах мира [21, 54, 92, 127,129].
Растворимый кофе является полноценным вкусовым и тонизирующим продуктом. Главным достоинством растворимого кофе, обусловившего его популярность, является то, что он содержит ряд веществ, которые, действуя на нервную систему и органы пищеварения, повышают жизненный тонус организма человека. Умеренное потребление кофе вообще и растворимого, в частности, благоприятно сказывается на организме человека [27, 71, 106, 117]. Кофе растворимый имеет ряд преимуществ по сравнению с обжаренным в зернах [ю, 24, 58] : экономится время и облегчается способ приготовления напитка; не требуется хранения большого количества зерен в мешках; уменьшаются потери при хранении и транспортировании; позволяет готовить напитки любой крепости в зависимости от вкуса потребителя.
Довольно интенсивный рост производства растворимого кофе как у нас в стране, так и за рубежом, вызвал многочисленные исследования, направленные на изучение биологических, физико-химических свойств кофейного зерна, методов его подготовки к переработке, способов и режимов извлечения водорастворимых веществ. Остановимся на более подробном рассмотрении тех стадий техноло-ческого процесса получения кофейных экстрактов, которые непосредственно оказывают влияние на выход водорастворимых веществ из кофе, проведем анализ возможностей совершенствования основного процесса при производстве растворимого кофе - экстрагирования.
Качество растворимого кофе, как и любого продукта, зависит, прежде всего, от исходного сырья и технологического процесса его переработки.
Сырьем при производстве кофейного экстракта может служить любой вид и сорт кофе. Но в последнее время непрерывно возрастает использование первых и более низких сортов кофе, особенно дешевых, типа индийского, индонезийского, африканского Робуста, Сантоса, Арабика, содержащих значительное количество водорастворимых веществ. В зависимости от способа последующей сушки экстракта предпочтение отдается тощ или иному виду кофе. Так, сырьем при производстве растворимого кофе сублимационной сушкой является Арабика, распылительной - Робуста, Сантос [20,45,88]. В СССР, главным образом, выпускается кофе, полученный с использованием метода распылительной сушки.
Исследованию химического состава сырого кофе посвящен ряд работ, основными из которых являются [57, 79, 86, 88, 89]. Исходя из данных этих работ, кофе является источником разнообразных химических веществ. В состав кофе входит более 300 химических веществ и соединений, основными из которых являются составные целлюлозы и собственно целлюлоза, белки, жиры, органические кислоты [42, 97, 98, 99]. Наиболее же ценным компонентом является кофеин ( СвНюОа^НгО ) или его ангидрид ( CeHwQ)• В зернах обжаренного кофе, в зависимости от его сорта, содержание кофеина, по данным разных авторов, находится в пределах 0,6 -- 2,4 % [78, 87, 90, 103, 104] . Растворимый кофе, при некотором снижении ароматических и вкусовых качеств, содержит кофеина почти в два раза больше: 3,2 - 5,1 % [2Г, 22, 123], а в некоторых случаях - 7,1 % при производстве экстракта из обжаренного зерна вида Робуста - I [2Г, П1, I2l] . В соответствии с ГОСТ 5.863-71 в растворимом кофе должно быть, в пересчете на су хое вещество, не менее 3 % кофеина. В табл. I.I представлены данные химического состава сырого кофе (вид Робуста) [90, 103].
Таблица I.I ш пп Основные компоненты Содержание в % к общей массе сухих веществ
I. Вода 8,15
2. Жиры 10,95
3. Белки растворимые 5,25
4. Кофеин 1,99
Тригонелин 0,74
6ъ Хлорогеновая кислота 5,74
7. Сахар-восстановитель 0,34
8. Сахароза 5,30
9. Растворимые минеральные вещества 3,25
10. Органические кислоты П),69
1Г. Гемицеллюлоза 23,10
12. Нерастворимые белки 6,04
13. Минеральные вещества 0,89
14. Другие растворимые вещества 4,27 т. Целлюлоза 11,7
16. Лигнин 1,6
Из данных табл. I.I можно судить как о химическом составе водорастворимых веществ, так и инертной массы зерна. В сыром (необжаренном) кофе водорастворимые вещества вместе с клеточным соком сосредоточены в плотных слоях межклеточных пространств, поэтойцу извлечение их сопряжено со значительными трудностями [бз].
Для формирования вкуса и аромата, присущего кофе, проводят обжаривание зерен кофе. В результате сложных взаимопревращений, о чем можно судить по данным, представленным в табл. I.I и 1.2, формируются вещества, которые в дальнейшем извлекаются при экстрагировании кофе. Кроме этого, претерпевает изменение и клеточная структура кофейного зерна [29, 80, 101].
Изменение химического состава кофе в процессе обжаривания по данным [9, 54, 112, 113, 1Г4, 1Г5 ] представлено в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Л пп Основные компоненты Содержание в % к общей массе сухих веществ
I. Вода 2,38
2. Кофеин 1Д6
3. Азотистые вещества 14,13
4. Жир 13,85
5. Сахар 1,31
65, Декстрин 1,30
7. Дубильные вещества 3,28
8. Прочие безазотистые вещества 39,88
9. Клетчатка - 18,07
10. Минеральные вещества 4,65
Содержание водорастворимых веществ в обжаренном кофе по данным [24] колеблется в пределах 22,5 - 33 %. От степени обжаривания кофе зависит выход водорастворимых веществ при экстрагировании [29].
I.I. Экстрагирование водорастворимых веществ из кофе
Экстрагирование водорастворимых веществ из гранулированного обжаренного кофе заключается в переходе в водный раствор растворимых его компонентов. Химический состав нелетучих веществ кофейного экстракта приведен в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Содержание в % к массе абсо- лютно сухого экстракта по пп Основные компоненты данв ;ым
К.Э.Облавац- А.Сверчинского кой [бб] Э.Пазолы [58]
I. Кофеин 3,5 4,8
2. Танниды или хлорогеновая кислота 20 - 30 16,0
3. Минеральные соли 15 - 20 12,0
4. Углеводы 30 - 40
5. Белки 15 - 20
6. Эфирные масла 0,001- I
7. Вода Г - 3 2,0
8. Витамины следы следы
9. Сахар - 12,0
10. Тригонелин - 4,9
Для получения растворимого кофе того или иного вкуса проводят предварительную обработку обжаренных зерен. Так, например, для производства кофейных экстрактов с меньшим содержанием кислот проводят обработку горячим или перегретым паром при атмосферном или пониженном давлении, иногда применяют продувку газом [б2, 68, 122], После удаления жидких кислотных компонентов из раствора экстрагируют растворимые составляющие водой.
Повышенное содержание кофеина в растворимом кофе неблагоприятно сказывается на организме человека, в связи с этим разрабатываются способы частичного снижения его содержания. С целью сокращения кофеина проводят различными способами декофеинизацию сырья. Они, как правило, основаны на избирательности йзвлечения данного компонента различными растворителями (трихлорэтиленом, фторированными углеводородами, пропаном, бутаном, или их смесями, растворами сложных пищевых эфиров и многими другими). Разработаны адсорбционные и мембранные методы удаления кофеина [бО, 63, 64, 65, 69, 108] . Предварительную обработку обжаренных зерен кофе иногда проводят с целью создания благоприятных условий для последующего экстрагирования. Так, увлажнение кофейных зерен непосредственно перед эстрагированием способствует, в некоторой мере, вскрытию клеточной структуры зерна [ ЮГ, 110, 118].
На выход водорастворимых веществ из обжаренных зерен кофе оказывает влияние ряд факторов, основными из которых являются: степень обжаривания зерен, ботанический вид кофе, тонина помола, температура процесса, соотношение фаз твердое тело - жидкость.
В соответствии с действующей технологией производства растворимого кофе процессу экстрагирования предшествует грануляция , кофейных зерен. Ее производят с целью улучшения условий последующего экстрагирования. Гранулометрический состав определяется в соответствии со способом экстрагирования и типом экстракционного оборудования. Кроме того, выбор того или иного гранулометрического состава кофе обусловлен стремлением получить напиток с высоким содержанием водорастворимых веществ в настое при минимальных их потерях с кофейным шламом.
С точки зрения диффузионного извлечения наиболее эффективно экстрагирование из частиц более "тонкого" помола. Это связано с тем, что с уменьшением размера частиц сокращается путь диффундирующих молекул, увеличивается поверхность контакта твердых частиц с жидкостью. Но, с другой стороны, более "тонкий" помол приводит и к ухудшению процесса извлечения водорастворимых/веществ из зерна, так как при этом ухудшается смачиваемость пылевидных частиц, происходит их взаимная блокировка, образуются застойные зоны, уменьшается скорость осаждения частиц, ухудшается процесс последующего разделения.
В соответствии с действующим ГОСТ 6805-66, на предприятиях нашей страны, для экстрагирования кофе в батарейных экстракторах "Ниро-Атомайзер", в основном, используется гранулометрический состав, который характеризуется следующими показателями [ю, II, 30, 32, 124] : сход с сита № 1,6 - от 50 до 55 %; проход через сито № 1,6 от 45з до 50 %% проход через сито Jfe 0,63 не более 3,0 %.
Более "тонкий" помол здесь не используется. "Тонкий" помол - проход через сито J& 0,95 - около 95 % используют при производстве молочных консервов с наполнителями, типа "Кофе натуральный со сгущенным молоком", "Кофе натуральный со сгущенными сливками" [51]. Основное оборудование для экстрагирования в этом случае - варочные котлы с мешалками (способ настаивания) [33, 34, 51].
Еце более "тонкий" помол кофе (размер частиц кофе 500 мкм и менее) используется при приготовлении кофейных экстрактов в бытовых условиях.
При производстве растворимого кофе в промышленных условиях применяют, в основном, способ батарейной диффузии. Большое распространение он нашел за рубежом. Ряд фирм "Ниро Атомайзер" (Дания), "Лфистер", "Ивка" (ФРГ), "Грилл и Гросман" (Австрия), "Нестле" (Швейцария) выпускает оборудование для экстрагирования - батарейные экстракторы. В частности, экстракторами "Ниро Атомайзер" оснащены почти все предприятия нашей страны, специализирующиеся на выпуске растворимого кофе без осадка. При ^существующей конструкции экстракционных батарей используемый гранулометрический состав кофе (средний размер частиц 1-2 мм) -рационален. Уменьшение его приведет к резкому возрастанию гидравлического сопротивления батареи. Но для получения готового продукта лучшего вкуса и аромата "выгоднее" вести экстрагирование на более "тонкой" фракции кофе. Так, проведенные исследования [24, 30] показали, что при одинаковых условиях заварки кофе, лучший вкус и аромат имеет напиток, приготовленный из порошка "тонкого" помола (не более 500 мкм). Последнее положение подтверждается работами зарубежных авторов [62, 105, 129] . Таким образом, уменьшение размера частиц кофе является одним из путей улучшения качества готового продукта. Выбранный гранулометрический состав должен удовлетворять трем основным требованиям: осуществлять вскрытие структуры твердой фазы, что дает возможность обеспечить наибольший выход водорастворимых веществ в раствор, хорошее качество готового продукта, создавать благоприятные условия для последующего разделения фаз. В соответствии с этими положениями наиболее перспективным направлением является использование "тонкой" фракции кофе (не более 500 мкм).
При экстрагировании гранулированный кофе находится в контакте с водой, в зависимости от используемого гранулометрического состава и температуры, от I до 8 часов [п]. 1фоме этого, продолжительность процесса зависит от способа экстрагирования и используемого оборудования.
В батарейных экстракторах кофе находится в контакте с еодой 5-8 часов ( i = 120 - 170 °С). При использовании более "тонкой" фракции кофе (средний диаметр частиц 0,5 мм) и в том же температурном режиме время контакта сократится до I - 1,5 часа [и].Более короткое время контакта способствует получению продукта лучшего качества, так как при этом лучше сохраняется летучая франция ароматических веществ.
Соотношение фаз твердое тело - жидкость ( ^ ) - один из основных параметров процесса, определяющих эффективность извлечения. В промышленных условиях, обычно, эта величина составляет 1:20 -1:25. Увеличение этого соотношения до 1:30 и более приводит к увеличению выхода водорастворимых веществ в раствор. Но использование ^ > 1:30 не представляется возможным, так как возникают сложности, связанные с дальнейшей обработкой экстракта. Так, например, понижение концентрации водорастворимых веществ влечет за собой дополнительные затраты на сгущение экстракта. Указанные соотношения применимы для процесса высокотемпературного экстрагирования, а для извлечения при пониженных температурах они требуют уточнения.
Известно, что температура является фактором значительно интенсифицирующим процесс извлечения водорастворимых веществ, так как ее увеличение приводит к возрастанию скорости экстрагирования [2, 3, 4, 25] . Это происходит в результате: Г) увеличения коэффициента диффузии , который характеризует изменение скорости переноса вещества в порах твердого тела и через диффузионный пограничный слой; 2) уменьшения вязкости растворителя, а следовательно, и диффузионного сопротивления. Последнее обстоятельство является причиной увеличения коэффициента конвективной диффузии. Кроме того, по данным авторов [129] , с повышением температуры физико-химические и некоторые органолептические показатели напитка улучшаются. Отсюда следует целесообразность проведения процесса экстрагирования при повышенных температурах под давлением, что дает значительный выход водорастворимых веществ. Такая обработка (гидролиз) получила большое распространение. Имеются данные [il] , что для облегчения гидролиза в экстрактор добавляют гидролизующие агенты, обычно слабые растворы кислот серной или соляной. Избыток кислот после окончания гидролиза удаляют ионообменными смолами. В некоторых случаях не применяют специальных гидролитических веществ, но углубляют гидролиз, повышая температуру и давление в ходе экстрагирования [70, 105].
Обработка водой при повышенных температурах (120 - 170 °С) увеличивает выход водорастворимых веществ в 1,4 раза [53]. Однако, применение такого интенсивного температурного воздействия на зерно кофе приводит к потере ряда летучих компонентов, так как большинство из них имеют низкий молекулярный вес (до 300). Высокие температуры являются причиной протекающих необратимых биохимических реакций. В результате гидролиза растворимый кофе приобретает несвойственный ему гидролизатный привкус. Для повышения качества, и прежде всего вкуса и аромата растворимого кофе, рядом авторов высказывается мнение о необходимости смягчения режима экстрагирования водорастворимых веществ из кофейного зерна, то есть понижение температуры процесса [42, 67, 88]. Существует мнение [э] , из которого следует, что понижение температуры экстрагирования ниже 25 - 30 °С, нежелательно, так как при этом не извлекаются некоторые ароматические вещества. При комбинированном способе экстрагирования возможно применение и более низких температур. Разработке этого способа посвящен ряд патентов [68, 70]. В соответствии с этим способом первая ступень экстрагирования - низкотемпературная, находится в пределах
15 - 95 °С [бб, 67]. Вторая - гидролизная, предусматривающая проведение извлечения при температурах 120 - 150 °С и соответствующем давлении. Продукты гидролиза нейтрализуют щелочами или кислотами в зависимости от характера среды, а затем добавляют к первичному экстракту.
Комбинированный способ экстрагирования обеспечивает высокий выход водорастворимых веществ и с экономической точки зрения выгоден. Но он не дает возможности получить конечный продукт хорошего качества, так как добавки в основную массу экстракта продуктов гидролиза второй ступени процесса придают ему неприятный вкус.
Для получения кофейного экстракта высокого качества, сохранения его ароматической фракции целесообразно проводить процесс при пониженных температурах (не выше 100 °С). Так, проведенные исследования на частицах кофе 0,6 - 0,8 мм в диапазоне изменения температур 70 - 120 °С показали, что лучший вкус имеет растворимый кофе (меньше горечи), экстрагируемый при 90 - 100 °С, он же пользуется, по данным зарубежных авторов [l28] , большим спросом у населения.
Смягченный режим экстрагирования снижает, в некоторой мере, и выход продукции, но это может быть компенсировано более полным использованием водорастворимых веществ, оставшихся в кофейном шламе. Влажность шлама составляет в среднем 72 - 75 % и он представляет собой густую жижу, которую запрещено сбрасывать в водоемы, использовать в качестве удобрений, скармливать животным без предварительной обработки [59].
В связи с ростом производства растворимого кофе как у нас в стране, так и за рубежом все более острой становится задача утилизации многотоннажного отхода производства кофейного экстракта. На 5 т растворимого кофе образуется около 30 т кофейного шлама. 0 количестве образующегося в течение года кофейного шлама можно судить по данным, приведенным в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Страны Потребление растворимого кофе,тыс.т/год на 1975-1980 гг. Количество шлама тыс.т/год при влажности 72-75 %
США 95,0 570,0
Англия 3,4 20,4
Франция 23,0 138,0 т 34,4 206,4
Япония 50,9 305,4
Италия 5,2 31,2
Нидерланды 14,9 89,4
СССР 4,6 27
Имеется ряд предложений, связанных с решением вопроса утилизации твердой части шлама. Так, одной из фирм в Бремене (ФРГ) отжатый и спрессованный в брикеты кофейный шлам используется в качестве малозольного топлива вместо ископаемого каменного угля. Авторы патента [59] предлагают способы обработки кофейного шлама водой под давлением, возможно в присутствии щелочи, при температуре 180 - 220 flC, с последующим высушиванием полученного продукта и дальнейшим использованием его в виде кормов. Предложен отжим кофейного шлама [40] , как один из путей дополнительного извлечения водорастворимых веществ. Но отжим не позволяет полностью извлечь остаточные водорастворимые вещества из твердой части шлама.
Указанные выше способы позволяют лишь частично решить проблему комплексного использования сырья и охраны окружающей среды. Результаты проведенных исследований показали [20, 22, 126 ] ,что жидкая часть кофейного шлама имеет полноценный химический состав, не уступает по количеству основных компонентов кофейному экстракту и может служить дополнительным источником для получения растворимого кофе. В состав кофейного шлама входит ряд ценных компонентов, главными из которых являются жир, азотистые вещества, равноценные крахмалу злаковых, кислоты. Химический состав кофейного шлама представлен в табл. 1.5.
Таблица 1.5 а/п Основные компоненты Количество в % в пересчете на сухое вещество
I. Жир 163 - 22
2. Клетчатка 55
3. Азотистые вещества 9,8
4. Кофейная кислота 7,0
5. Хлорогеновая кислота 6,2
Концентрация водорастворимых веществ в жидкой части кофейного шлама 1,2 - 1,8 %, По имеющимся данным ни в нашей стране, ни за рубежом не предложено способов, предусматривающих дополнительное получение готового продукта из кофейного шлама и организации безотходного производства быстрорастворимого кофе.
Похожие диссертационные работы по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Комплексная переработка кофейного шлама с получением белково-углеводной кормовой добавки и "сырого" экстракта кофейного масла2011 год, кандидат технических наук Башашкина, Елена Валерьевна
Научное обеспечение способа производства обжаренных кофепродуктов2012 год, кандидат технических наук Острикова, Елена Александровна
Математическое и алгоритмическое обеспечение системы управления технологическом процессам объемного дозирования при производстве молотого обжаренного кофе2017 год, кандидат наук Сантос Куннихан Марио Рохелио
Совершенствование технологии производства натурального ароматизированного кофе2009 год, кандидат технических наук Степанов, Дмитрий Евгеньевич
Теоретические и практические основы новых технологий получения пектина из растительного сырья с использованием физических процессов2006 год, доктор технических наук Богус, Александр Муссович
Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты пищевых производств», Плотникова, Валентина Васильевна
Выводы и рекомендации, полученные при выполнении работы будут использованы на предприятиях МПП СССР при освоении безотходной технологии производства растворимого кофе, связанной с дополнительным извлечением водорастворимых веществ из кофейного шлама и его утилизации.
Ответственным от предприятия-заказчика за контроль по дальнейшему выполнению работы является зав.отделом техники и спецоборудования т. Комянов О.Г.
Представители заказчика:
Зав.отделом техники и спецоборудования,к.т.н.
О.Г.Комяков
Зав.лабораторией спецоборудования
А.И.Мануйко о да j»;; : г си Л ; к
Представители ЛТИХП:
Зав.каф. ПиАПП, проф., д.т.н.
В.Н.Лепшшн Научный руководитель, к.т.н.
Н.И.Лукин
Исполнитель
В.В.Плотникова
У//
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.