Совершенствование технологий криоконсервирования и криосепарации субтропического сырья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, кандидат технических наук Сязин, Иван Евгеньевич

• Сязин, Иван Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сязин, Иван Евгеньевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ ТЕХНОЛОГИЙ КРИООБРАБОТКИ СУБТРОПИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

1.1 Состояние технологии криоконсервирования субтропического сырья

1.2 Состояние технологии криоизмельчения субтропического сырья

1.3 Состояние технологии криосепарации субтропического сырья

1.4 Тепломассообменные процессы в субтропическом сырье при криообра-ботке

1.5 Биохимические процессы в субтропическом сырье при криообработке

1.6 Структура и свойства криопротекторов для термолабильного субтропического сырья

1.7 Задачи исследования

2 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ЛАБОРАТОРНАЯ АППАРАТУРА, МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ И СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Схема и методы исследования

2.3 Экспериментальная установка для криоконсервирования плодов субтропических культур

2.4 Экспериментальная установка для криоизмельчения плодов субтропических культур

2.5 Экспериментальная установка для криосепарации криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур

2.6 Методы математической оценки и статистической обработки эксперимента

2.7 Совершенствование методики оценки качества свежих и дефростирован-ных плодов субтропических культур на основе их реологических показателей и разработка оригинальных инденторов

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Обоснование выбора и исследование химического состава свежих плодов субтропических культур для криообработки

3.2 Кристаллообразование в плодах субтропических культур в процессе криоконсервирования

3.3 Исследование влияния различных методов обработки на реологические показатели плодов субтропических культур

3.3.1 Определение прочности свежих и обработанных плодов субтропических культур

3.3.2 Определение предельного напряжения сдвига свежих и обработанных плодов субтропических культур

3.4 Исследование влияния обработки плодов субтропических культур электромагнитным полем низкой частоты

3.5 Теоретическое обоснование и совершенствование технологии криоконсер-вирования субтропического сырья с применением гидрофильных криопро-текторов

3.5.1 Способы обработки плодов субтропических культур гидрофильными криопротекторами

3.5.2 Обработка нарезанных плодов субтропических культур гидрофильными криопротекторами под атмосферным давлением

3.5.3 Обработка целых плодов субтропических культур гидрофильными криопротекторами под пониженным и избыточном давлениях

3.6 Теоретическое обоснование и разработка способа криоизмельчения плодов субтропических культур в среде жидкого аргона

3.7 Теоретическое обоснование и совершенствование технологии криосепара-ции субтропического сырья с помощью диоксида углерода

3.7.1 Криосепарация по габаритам и массе измельченных частиц плодов субтропических культур

3.7.2 Криосепарация по скорости витания и плотности измельченных частиц плодов субтропических культур

3.8 Получение криопорошков из плодов субтропических культур и исследование их химического состава

3.9 Усовершенствованные технологии криообработки субтропического сырья. 84 4 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ

4.1 Обоснование целесообразности производства

4.2 Требования к сырью и материалам

4.3 Показатели безопасности и органолептическая оценка готовой продукции

4.4 Правила транспортирования и приемки готовой продукции

4.5 Основные аспекты охраны труда при использовании технологий криообработки субтропического сырья

4.6 Апробация технологии получения фракционированных тонко дисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур

4.7 Апробация применения фракционированных тонко дисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур, с целью обогащения пищевых продуктов

4.7.1 Апробация использования фракционированных тонко дисперсных криопорошков с целью обогащения хлебобулочных изделий сдобных

4.7.2 Апробация использования фракционированных тонкодисперсных криопорошков с целью обогащения напитков, фаршей, паштетов, паст

4.8 Расчет ожидаемой экономической эффективности производства, использования и реализации фракционированных тонкодисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологий криоконсервирования и криосепарации субтропического сырья»

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что до 50 % урожая плодов субтропических культур не используется в свежем виде из-за непродолжительности хранения и невозможности отправки в отдаленные регионы страны. Существующие в настоящее время технологии основаны на сборе недозрелых плодов субтропических культур с последующим дозреванием перед продажей населению. При этом качество таких плодов не соответствует показателям технической стадии зрелости. Плоды таких ценных субтропических культур как фейхоа и хурма имеют короткий срок хранения и реализации в свежем виде. В настоящее время в ряде стран, включая Россию, используется изготовление из этих плодов криопорошков, имеющих высокую биологическую ценность, органолептические достоинства и длительный срок хранения.

Определяющими этапами технологии получения криопорошков являются криоконсервирование, криоизмельчение и криосепарация. Недостатком существующей технологии криоконсервирования является происходящий при этом плазмолиз плодовой клетки, нарушение целостности клеточных мембран, слипание коллоидных мицелл и их коагуляция.

Применяемая технология криоизмельчения не позволяет получить криопо-рошки с однородными тонкодисперсными частицами. Пробелом известной технологии криосепарации является отсутствие возможности получения фракций криопорошков с различным химическим составом.

В связи с этим совершенствование технологии криоконсервирования с применением криопротекторов для защиты криоконсервируемых плодов субтропических культур от деструкции клеток, криоизмельчения для получения тонкодисперсных криопорошков, а также криосепарации с целью разделения криопорошков на фракции для обогащения различных пищевых продуктов, является актуальным.

Исследованием и опытно-промышленным производством субтропических фруктов занимаются во ВНИИ цветоводства и субтропических культур (ВНИИ-ЦиСК), Северо-Кавказском НИИ садоводства и виноградарства (СКЗНИИСИВ), Краснодарском НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции (КНИИХП).

Инновации последних лет в области криогеники, а именно возможности получения инертных низкотемпературных газов - азота (температура кипения -196 °С), аргона (-186 °С), диоксида углерода (-78 °С) - из атмосферного воздуха, позволили провести множество научных исследований в сфере пищевой индустрии. Благодаря возможности получения сжиженных инертных газов буквально из атмосферного воздуха, отечественными учеными разработаны новые методы холодильной обработки пищевых продуктов. Получили дальнейшие исследования такие перспективные направления как криоизмельчение, криосепарация, получение криопорошков.

Теория и практика технологии пищевых производств доказывает, что основными преимуществами технологий криообработки являются бактерицидность, безотходность и экологичность, малая энергоемкость, инертность к пищевым продуктам, отсутствие агрегации измельченных частиц на стадии получения сыпучих продуктов.

Технологии криообработки являются интенсивно развивающимися направлениями благодаря трудам отечественных и зарубежных ученых, среди которых наибольший вклад внесли: Бабакин Б.С., Большаков С.А., Касьянов Г.И., Куцако-ва В.Е., Рогов И.А., Фатыхов Ю.А, Чумак И.Г., Шавра В.М., Шляховецкий В.М., Эрлихман В.Н. и др.

Целью данной работы является совершенствование технологий криоконсер-вирования, криоизмельчения и криосепарации субтропического сырья.

При выполнении диссертационной работы планируется выполнить цикл исследований по проблеме щадящей криообработки термолабильного (криолабиль-ного) субтропического сырья атмосферными низкотемпературными сжиженными и сжатыми инертными газами (азот, аргон, диоксида углерода) в присутствии

гидрофильных криопротекторов, изучить возможность криоизмельчения и крио-сепарации сырья по химическому составу.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с гос. заданием Министерства образования и науки РФ № 4.1897.2011 «Разработка инновационной технологии продуктов питания функционального назначения на основе глубокой и комплексной переработки растительного сырья», а также в соответствии с тематикой НИР КубГТУ на 2010-2011 гг. «Теоретическое и экспериментальное обоснование суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья (№ гос. регистрации 2.13.025).

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ ТЕХНОЛОГИЙ КРИООБРАБОТКИ

СУБТРОПИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Технологии криоконсервирования, криоизмельчения и криосепарации пищевых продуктов отвечает самым высоким требованиям безопасности (экологич-ности и бактерицидности), а технологический процесс является безинерционным, малоэнергоемким и хорошо регулируемым благодаря тому, что измельченные частицы компонентов продукта на этапе криообработки находятся в дисперсном сыпучем состоянии при отсутствии их адгезии [3, 70, 93]. Кроме того, технологический процесс криообработки требует минимальное количество природных ресурсов и материальных затрат на создание систем очистки и канализации.

1.1 Состояние технологии криоконсервирования субтропического сырья

В технологии пищевых продуктов замораживание является наилучшим способом длительного хранения сырья в нативном виде [4, 73, 88, 91].

В России научными исследованиями и опытно-промышленным внедрением технологий криообработки пищевого сырья и соответствующим аппаратурным обеспечением занимаются в Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ), Калининградском государственном техническом университете (КГТУ), ВНИРО, ВНИИКИМПе, ВНИХИ, ВНИИКООПе, Ат-лантНИРО, Кубанском государственном технологическом университете (КубГТУ) [70].

Получение экономического эффекта при производстве замороженного растительного сырья достигается за счет уменьшения влияния сезонности их производства [108].

Для большинства пищевых продуктов наиболее интенсивные структурные преобразования происходят в диапазоне температур до -20 °С, когда выморажи-

вается большая часть структурно свободной воды, вызывающая также соответствующее изменение плотности [93].

В целях получения замороженной дыни с высокой степенью сохранности сырьевых биологических и пищевых веществ необходимо соблюдать следующие параметры замораживания: температура - от -30 °С до -35 °С, скорость движения воздуха - 6 м/с, форма нарезки - стружка (или кусочки), продолжительность -6.. .7 мин, вид упаковки - полимерные пакеты [22].

Замораживание путем прямого контакта в хладонах или хладоносителях наряду с преимуществами (в сравнении с воздухом затрачивается меньше электроэнергии благодаря более высокому коэффициенту теплоотдачи) имеет и существенные недостатки [13, 94]: проникновение веществ (хладонов, хладоносителей - ЫаС1, СаС12) в продукт, вследствие чего изменяется цвет продукта, ухудшается товарный вид, происходят потери экстрактивных веществ, переходящих в рассол.

Основными преимуществами замораживания с помощью жидкого азота являются: высокая скорость замораживания, максимальное сохранение исходного качества продукта, минимальные потери его массы и экологическая безопасность [12, 37, 80]. Азотный газ вырабатывается из атмосферного воздуха и после использования снова растворяется в нем.

В зависимости от размеров продукта продолжительность замораживания азотом составляет от 3 до 20 минут [97]. Расход азота на 1 кг замораживаемого продукта находится в пределах 0,7...2,0 кг, что способствует однородности обработки сырья по всей массе, а также возможности полного удаления воздуха из продукта [45, 93]. Зачастую азотом замораживают дорогостоящие продукты, для которых сокращение потерь массы и высокое качество имеют первостепенное значение.

Предложены рецептуры плодов субтропических культур - фейхоа, хурмы, граната, которые позволяют разработать новые виды консервной продукции, преимущественно основанные на консервации осмотически деятельными веществами [25, 66, 76, 92]. Предложения в области криоконсервирования данных криола-бильных растительных продуктов отсутствуют.

Благодаря повышенной концентрации биологически активных веществ (БАВ), плодоовощные криопорошки способны обогатить пищу витаминами, макро- и микроэлементами, пищевыми волокнами и другими ценными БАВ, придать ей новый вкус, а также лечебно-профилактические свойства [46].

На рисунке 1 представлена аппаратурно-технологическая схема промышленной линии по производству фруктовых и овощных криопорошков [45, 60].

Сырье I ^

1т Бланширование т

А/а

1 - бланширователь, 2 - вакуумная сушилка, 3 - инспекционный конвейер, 4 - дозатор жидкого азота, 5 - шаровые мельницы, 6 - просеиватель, 7 - фасовочно-упаковочная машина

Рисунок 1 - Аппаратурно-технологическая схема промышленной линии по производству фруктовых и овощных криопорошков

Для получения высококачественного продукта при сушке необходимо удалить 75...90 % влаги при отрицательной температуре в центральной зоне продукта [43, 94]. Оставшаяся прочно связанная влага удаляется при положительных температурах, что отрицательно сказывается на сохранении большинства витаминов и минеральных веществ в криолабильных продуктах. Решением данной проблемы могло бы стать применение обработки электромагнитным полем низкой частоты (ЭМП НЧ), которое за счет извлечения влаги позволяет снизить обще время, температуру сушки, а также затраты на энергоемкий процесс сушки [9].

На стадии удаления влаги происходит увеличение концентрации биологически активных веществ до 8-12 раз. Серьезной проблемой является сохранение аромата, т.к. ароматические компоненты либо обладают большей летучестью, чем вода, либо образуют с ней азеотропную смесь, одновременно испаряясь в процессе сушки.

Недостатком данного способа получения криопорошков является обеднен-ность получаемого продукта биологически активными веществами из-за длительной высокотемпературной сушки плодов перед процессом замораживания.

При конвективной тепловой сушке влага с наружной поверхности продукта испаряется, а из внутренних слоев непрерывно перемещается к наружным, вызывая неравномерное перераспределение витаминов и минеральных веществ [49].

Тепловая вакуумная сушка имеет пониженную производительность и низкую технологичность процесса, что отражается на стоимости конечного продукта [7, 49]. Некоторыми производителями криопорошков вакуумная сушка используется только для самых пластичных и сладких видов плодов (курага, чернослив, изюм).

Криосублимационная сушка позволяет удалить из сырья не только внутриклеточную, но и межклеточную влагу [49, 77, 52], при этом принцип удаления влаги основан на эффекте возгонки при пониженном давлении и умеренной температуре. Недостатком технологии криосублимационной сушки является то, что на стадии замораживания происходит растрескивание плодов вследствие изменения объема льда по сравнению с водой и переход содержащихся в клетках БАВ на поверхность продукта, что приводит к возгонке не только содержащейся в продукте влаги, но и большей части БАВ.

Для технологии замораживания применяют скороморозильные аппараты [31, 88]. В зависимости от конструкции различают следующие их виды: аппараты с интенсивным движением воздуха (туннельные, конвейерные, флюидизацион-ные); многоплиточные: (горизонтальноплитоные, вертикальноплиточные, роторные); контактного замораживания (криогенные, хладоновые, углекислотные с использованием хладоносителя).

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика скороморозильных аппаратов [32].

Таблица! - Сравнительная характеристика скороморозильных аппаратов

Аппарат Производительность, кг/ч Время замораживания, мин Температура замораживающей среды, °С

С интенсивным

движением воздуха: - туннельный - конвейерные - флюидизационный 600 600 700 150 30 10 -30 (воздух) -40 (воздух) -35 (воздух)

Многоплиточные:

- горизонтально- 300 150 -40 (аммиак)

плиточный

- вертикально- 500 180 -27 (хладоноситель)

плиточный

- роторный 750 120 -40 (аммиак)

Контактного замора-

живания:

- криогенный 350 2,5...20 -160...-198 (азот)

(с использованием

жидкого азота) - с использованием 400 2...10 -30 (хладон)

хладонов

— с использованием 800 20...40 -65...-78 (диоксид углерода)

диоксида углерода - с использованием 400 10...20 -27 (хладоноситель)

хладоносителя

Интенсифицировать процесс замораживания удается в скороморозильных аппаратах, применение которых имеет ряд преимуществ перед традиционными способами замораживания [52].

С использованием первого отечественного азотного скороморозильного туннельного аппарата (ACTA) на основе широкого комплекса исследований совместно с ООО «Темп-11» впервые в РФ разработаны режимы и промышленная технология азотного замораживания ягод, плодов, овощей, грибов, успешно апробированная на Лианозовском комбинате (г. Москва) [70].

Использование плиточных скороморозильных аппаратов является одним из наиболее эффективных способов замораживания [80]. Минимальная разница температур в плите и на поверхности плиты, непосредственный контакт испарителя и

замораживаемого продукта обеспечивают максимальную интенсивность теплообмена и, соответственно, максимальную скорость заморозки. Для увеличения поверхности контакта с плитами в целях повышения эффективности установки замораживаемый продукт подпрессовывают.

В СПбГУНиПТ на базе флюидизационного аппарата исследован процесс одноступенчатого замораживания ягод [100]. По сравнению с другими конвейерными аппаратами и парокомпрессионными холодильными машинами, флюидиза-ционные воздушные скороморозильные аппараты имеют высокую интенсивность замораживания благодаря малым размерам объекта и высоким коэффициентам теплоотдачи, что обеспечивает высокое качество, товарный вид, неслипание между собой замораживаемых продуктов и непрерывность процесса замораживания [100].

Перспективно применение модульных скороморозильных аппаратов, работающих на жидком азоте или диоксиде углерода, распыляемых с помощью форсунок в зоне замораживания [48]. Под действием образующихся при этом паров хладагента происходит предварительное охлаждение и выравнивание температуры по объему продукта [55, 61]. Предварительное охлаждение продукта исключает растрескивание продукта при замораживании и, следовательно, сокращает потери массы при размораживании и дальнейшей обработке.

Использование жидкого азота в качестве источника холода для замораживания биологического сырья имеет известные существенные преимущества перед машинным хладоснабжением процесса замораживания [15]. Но слишком высокие скорости замораживания при непосредственном контакте жидкого азота с поверхностью продуктов обычно приводит к растрескиванию и деформации продукта вследствие внешних напряжений, возникающих из-за неравномерного по объему льдообразования между центральными и периферийными слоями [13, 94]. В камерах хранения продуктов с жидкоазотным охлаждением создается недопустимо большая неравномерность температур по внутреннему объему продуктов, что также отрицательно сказывается на их качестве.

Для обеспечения оптимальной скорости замораживания и возможности их

регулирования следует использовать азот с более высоким температурным уровнем (-160...-180 °С), следовательно, уже газообразный [27]. Поскольку теплота парообразования азота составляет примерно 197,5 кДж/кг, а при нагревании газообразного азота от температуры его кипения -196 °С до конечной температуры конденсации -50 °С 1 кг азота поглощает еще примерно 220 кДж теплоты, то использование газообразного азота позволяет сократить расход азота вдвое по сравнению с исключительно погружной или оросительной схемой замораживания [45].

Экономнее замораживать продукт в аппарате с двумя зонами: предварительного замораживания газообразным азотом и домораживания в жидком азоте [8, 102, 103]. Осуществляется это следующим образом. Продукт конвейером подается в первую зону замораживания, в которой 30-40 % тепла отводится потоком газообразного азота. Пройдя через емкость с жидким азотом, продукт доморажи-вается и выводится из аппарата, а газообразный азот удаляется из аппарата с помощью вентилятора и нагнетается в область загрузочного окна аппарата, создавая завесу на пути теплого воздуха.

Таким образом, искомого минимума относительного расхода азота можно достичь лишь тогда, когда процесс замораживания организован так, чтобы на этапе обдува газообразным азотом от продукта отнималось 40...50 % всей его теплоты, а на этапе орошения жидким азотом - остальные 50...60 % [46].

Для замораживания жидких и пастообразных продуктов (фруктовые и ягодные пюре, супы, сливки, йогурт и др.) используют скороморозильные аппараты, которые представляют собой два конвейера, смонтированные один над другим [11, 80].

В МГУПБ разработан способ хранения охлажденных и замороженных продуктов в холодильной камере, позволяющий сократить потери продукта от усушки путем поддержания высокой относительной влажности среды (97...99 %) [6]. Использование трех-пятиуровневых скороморозильных аппаратов отечественного производства, туннелей такелажно-конвейерного типа, спиральных скороморозильных аппаратов позволяют сократить потери продукта в 2...3 раза, время за-

мораживания - в 3...10 раз, производственные площади - в 1,5...2 раза, численность производственного персонала — на 25...30 %.

Предложен способ быстрого замораживания пищевых продуктов и устройство для его осуществления с использованием одного или более мешков из полимерного материала с высокой величиной удельной теплопроводности [115]. Способ обеспечивает сокращение в несколько раз продолжительности процесса полного замораживания продукта по сравнению с продолжительностью шш непосредственном контакте продукта с газовой средой.

Вакуумное замораживание мелкоштучных пищевых полуфабрикатов является одним из самых экономичных и безопасных с экологической точки зрения способов быстрого замораживания [78, 79]. К преимуществам способа вакуумного замораживания относят также снижение энергозатрат и сокращение времени процесса замораживания.

В НИАП разработан способ стационарного мембранного получения азота из атмосферного воздуха, что позволило значительно снизить затраты на получение и транспортировку азота.

В таблице 2 приведены данные по производительности азотных установок фирмы «Грасис».

Таблица2 - Производительность азотных установок фирмы «Грасис»

Параметры азота на выходе из установки Время выхода на рабочий режим Температура окружающей среды во время работы, °С

Чистота, % Производительность, нм3/ч* Давление, МПа Точка росы, °С 10 5...40

90...99,95 5...5000 0,5...4,0 -40...-60

Примечание: * - производительность приведена к нормальным условиям (1 = 20 °С, Р = 0,1 МПа).

В ВНИИхолодпром разработан способ получения гранулированного С02. Данные разработки позволяют снизить себестоимость быстромороженных продуктов и интенсифицировать технологию криоконсервирования растительного сырья.

1.2 Состояние технологии криоизмельчения субтропического сырья

В трудах Бабакина Б.С., Илюхина В.В., Каухчешвили Э.А., Рогова И.А., Фатыхова Ю.А. и др. разработаны теоретические и практические основы новых для пищевой промышленности процессов криоизмельчения и криосепарации сырья [70, 71]. В настоящее время данные процессы приобрели самостоятельное значение, как эффективные методы безотходной технологии криообработки пищевого сырья. Процессу криосепарации предшествует процесс криоизмельчения, который определяет степень дисперсности получаемого полуфабриката.

Процесс криоизмельчения пищевого продукта производится в целях разрушения структуры сырья на смесь измельченных однородных компонентов [75]. Криоизмельчение является технологическим процессом, при котором криокон-сервированное сырье измельчается при температурах -100...-190 °С), что позволяет освободить находящиеся в связанном с белковыми молекулами БАВ для полного усвоения их организмом человека [93]. Этот эффект невозможен при использовании высокотемпературных способов измельчения, при которых температура внутри массы сырья может достигать очень высоких значений (более 200 °С), что приводит к потере большинства весьма ценных БАВ.

Продолжительность процесса измельчения и дисперсность криопорошков зависят от исходной влажности измельчаемого продукта [45, 56]. Оптимальная влажность - 4...6 %. Масса жидкого азота, заливаемого в криомельницу [59] (рисунок 2), составляет 1 ...2 л на 1 кг измельчаемого продукта. Снижение дозы ниже данного уровня приводит к увеличению времени измельчения и отсутствию возможности достижения заданной дисперсности. Увеличение дозы не интенсифицирует процесс измельчения, но приводит к неоправданно высокому увеличению расхода хладагента.

В МГУПБ доказали, что повышение температур криоизмельчения от криогенных до близкриоскопических повышает конкурентоспособность способа криоизмельчения по сравнению со всеми известными способами [2, 93].

вращения криомельницы через ременную передачу, 9 - рабочие шары, 10 - ось криомельницы с отверстием для впрыска азота, 11 - вентиль, 12 - баллон с азотом, 13 - уплотнение между конической крышкой и основным корпусом, 14 - коническая крышка, 15 - болтовое крепление конической крышки, 16 - болтовое крепление съемной емкости, 17 - съемная емкость для выгрузки измельченного продукта

Рисунок 2 - Шаровая криомельница

Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения пищевых продуктов, которая в зависимости от конечной крупности классифицируется следующим образом (таблица 3) [63].

ТаблицаЗ - Характерные размеры частиц для разных типов измельчения

Дробление Размеры частиц, мм

поступающих на дробление после дробления

Крупное 1000...200 250...40

Среднее 250...25 40...10

Мелкое 50...25 10...1

Тонкое 25...3 1..Д4

Сверхтонкое З..Д2 до 0,1

Коллоидный размол 0,2...0,1 до 0,001

Во ВНИХИ разработана технология производства замороженных и измельченных луковых овощей, позволяющая хранить их с последующим восстановлением товарных качеств до 12 месяцев при замораживании до температуры -18 °С или до 20 месяцев при температуре -30 °С [70].

В промышленности незаслуженно мало внимания уделено другим содержащимся в атмосферном воздухе инертным газам. В таблице 4 представлен основной компонентный состав атмосферного воздуха.

Таблица4 - Состав атмосферного воздуха

Вещество По объему, % По массе, %

Азот 78,084 75,521

Кислород 20,946 23,139

Аргон 0,934 12,288

Диоксид углерода 0,033 0,050

Как видно из таблицы 4, по сравнению с диоксидом углерода, содержание аргона в воздухе более 0,9 %. Кроме того, аргон имеет более низкую температуру, большую вязкость, что позволяет сделать вывод о перспективности получения аргона и его использования в технологии криоизмельчения плодов субтропических культур. Ведь одним из недостатков способов криоизмельчения является высокая дисперсность получаемых продуктов, что не позволяет осуществить криосепара-цию по химическому составу.

1.3 Состояние технологии криосепарации субтропического сырья

Криосепарация является относительно новым процессом для теории и практики технологии криообработки продуктов.

Для реализации технологического процесса криосепарации должны соблюдаться условия, при которых частицы не должны отепляться и агрегировать, т.е. должна сохраняться дисперсность и сыпучесть тонкоизмельченного пищевого продукта [21].

Криосепарация предварительно измельченного сырья осуществляют, в частности, с помощью сортирования по плотности или цвету [107]. Сортирование по цвету осуществляется с помощью спектрофотометров, использующих разницу цвета или степени белизны замороженных компонентов пищевого сырья. В большинстве случаев компоненты пищевого сырья классифицируются не по функциональному признаку, а по их промышленному назначению.

Существует всего несколько способов криосепарации: пневмо- и электро-криосепарация, фракционная и ситовая криосепарация.

Пневморазделение (газовое сепарирование), основной различительный признак которого - скорость витания частиц сырья, или критическая скорость частиц смеси [93]. Под этим термином понимают такую скорость газового потока, при которой частицы смеси переходят во взвешенное состояние - витают в пространстве камеры. С повышением скорости газа возрастает эффективность удаления легких примесей, но одновременно увеличивается и вынос крупных частиц в легкую фракцию. При этом наиболее существенной физико-механической характеристикой сырья является плотность его компонентов.

На рисунке 3 представлена схема устройства для пневморазделения крио-измельченных пищевых продуктов [70].

1 - канал для загрузки исходного сырья; 2 - бункер; 3 - скребковый вал для подачи сырья; 4 - испаритель холодильной машины; 5 - трубопровод; 6 - задвижка; 7 - барабан; 8 - патрубок отвода мясной фракции; 9 - циклон; 10 - шлюзовой затвор для мясной фракции; 11 - приемная емкость для мясной фракции; 12 - приемная емкость для костной фракции; 13 - шлюзовой затвор для костной фракции; 14 - патрубок отвода костной фракции; 15 - патрубок подачи холодного воздуха; 16 - перфорированная стенка; 17 - вентилятор

Рисунок 3 - Схема устройства для пневморазделения криоизмельченных

пищевых продуктов

Электрофильтрование - метод разделения частиц сыпучей среды, основанный на различии электромагнитных свойств частиц. Электрокриосепарация сырья заключается в сообщении диспергированным частицам сырья электрических зарядов и создании упорядоченного воздействия на него электрических и механических сил [1, 67]. Дисперсионную среду пыли вначале ионизируют в электрическом поле высокого напряжения (10... 15 кВ-А), а затем создают условия для сорбирования ионов частицами дисперсной фазы. Получившие в результате этого электрический заряд частицы движутся в электрическом поле к противоположно заряженному электроду. Достигнув его, частицы разряжаются и опадают вниз под действием силы тяжести.

Существуют следующие способы криоэлектросепарации: диэлектрическое разделение в электрическом поле, трибоэлектростатическое, в поле коронного разряда, трибоадгезионное, флюидизационно-электростатическое разделение, пироэлектрическое [93]. Основными факторами, влияющими на разделение сырья в электростатическом поле, являются: электрофизические свойства компонентов сырья; характеристика окружающей среды; величина приобретаемых зарядов; размеры, форма и плотность частиц; напряженность поля и др.

Фрикционное разделение основано на различии компонентов по величине трения частиц о поверхность трения [63]. По разности в коэффициенте трения отделяют не только примеси, но и очень мелкие частицы. Размеры частиц сырья из крупных растительных плодов отличаются от частиц мелкоплодных по фрикционным свойствам (различие в углах трения). Такие частицы выделяют на фрикционных сепараторах (полотняных горках). Угол наклона фрикционного сепаратора подбирают так, чтобы он превышал угол трения крупных частиц и был меньше угла трения мелких частиц. При этом мелкие частицы увлекаются полотном вверх, а крупные частицы соскальзывают или скатываются вниз.

Ситовое разделение является наиболее простым из всех существующих методов разделения, но его применение ограничено сухим полуфабрикатом. Основным инструментом разделения являются рассевы, которые представляют собой набор ситовых рам, совершающих круговое поступательное движение в горизон-

тальной плоскости [63]. Рассев состоит из: рамки, сита, перфорированного поддона, комплекта шариков - очистителей. Сита могут быть ткаными (синтетические, полиамидные, капроновые, шелковые, проволочные) или из перфорированного металла (пробивные решета). Рассевы являются необходимым дополнением к криомельницам и измельчителям при необходимости выделения из измельченного материала частиц нужного интервала размеров.

В рамках классической организации процесса сепарирования сыпучего материала в проходовую фракцию интенсивней выделяются те частицы, размер которых значительно меньше размера калибрующих отверстий [132, 118].

Степень измельчения зависит от частоты вращения ротора, его диаметра и влажности и температуры самого материала [93]. При уменьшении влажности и темпеоатуры измельчаемого продукта увеличивается его хрупкость, а при увеличении хрупкости и линейной скорости концов ударных элементов ротора измельчителя растет степень измельчения.

Для усвоения полученных в результате криосепарации продукта полезных веществ организму не требуется дополнительных усилий [27, 46]. Существует теория, что мелкодисперсная структура и большая поверхность криопорошков позволяет нейтрализовать и вывести из организма продукты обмена, токсины, бактерии и тяжелые металлы.

Итак, процесс криоизмельчения и криосепарации - энергетически эффективные и экологически безопасные технологические процессы. Применение криопорошков позволяет обогатить пищевой продукт ценными Б AB. Технология криосепарации позволяет разделить продукт на фракции, что открывает перспективы применения получаемых фракций в пищевой промышленности, а также в медицине и косметике.

1.4 Тепломассообменные процессы в субтропическом сырье при криообработке

В процессе замораживания продуктов изменяется плотность структурных элементов, происходит снижение БАВ, перераспределение влаги, сдавливание и разрыв клеток, прокалывание их кристаллами льда [13, 90, 91].

Замораживание азотом производится в асептической среде, которая способствует уменьшению потерь аромата и вкуса продукта и снижению потерь его массы [5].

Традиционные способы отвода тепла от продукта кондукционным, конвекционным и радиационным методами обеспечиваются в первую очередь поверхностным слоем продукта за счёт конвективных потоков (для жидких сред), теплопроводности (для густых сред и твёрдых тел) или смешанным путем (для гетеро-фазных тел) [8, 54].

Известно, что при криоконсервировании вследствие увеличения объема продукта при кристаллизации в нем льда происходит разрыв клеточных оболочек и потеря клеточного сока. Максимально допустимая потеря воды, после которой продукт становится непригодным для продажи, составляет: 3...4 % - для яблок, винограда, шпината, салата, брокколи, моркови в пучках с листьями; 5...6 % -груш, вишни, персиков, земляники, малины, смородины, свеклы, гороха, огурцов, фасоли (в бобах); 7...8 % - моркови, свеклы, капусты белокочанной, картофеля, перца, томатов; 10 % - лука репчатого [6].

Для исключения возможности адгезии между влажным продуктом и плитами скороморозильного аппарата, перед замораживанием продукт упаковывают в парафинированную бумагу или полиэтиленовую пленку, что создает дополнительное термическое сопротивление [69]. При температуре поверхности плит ниже -40 °С, адгезия продукта к плитам резко уменьшается, что позволяет замораживать его без упаковки. Для предотвращения примерзания применяют также покрытие плит антиадгезионными материалами.

Замораживать продукт с положительной температурой в жидком азоте нецелесообразно из-за большой разности температур, так как в зоне контакта образуется газовая прослойка, в результате чего коэффициент теплоотдачи уменьшается [13].

Пока на поверхности продукта не началось льдообразование, с него испаряется капельножидкая влага, а затем происходит сублимация льда, что и приводит к усушке. Интенсивность массообменных процессов, приводящих к усушке продукта, в основном зависит от следующих факторов: толщины продукта и коэффициента его теплоотдачи, температуры, относительной влажности воздуха, скорости циркуляции воздуха на поверхности продукта и от характера этой поверхности [96, 105]. Чем выше относительная влажность воздуха, тем меньше интенсивность испарения влаги с поверхности продукта и тем меньше усушка. При 100 %-й относительной влажности воздуха, в стационарных условиях, усушка не происходит. Усушка уменьшается с понижением температуры воздуха, причем на каждые 10 °С приблизительно в два с половиной раза.

С изменением скорости замораживания по мере перемещения границ фазового перехода от периферии к центру продукта изменяются размер и характер распределения кристаллов льда [13, 99]. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта. Максимальное кристаллообразование в плодах и овощах происходит при температуре -2...-10 °С. Напротив, при -30 °С скорость роста кристаллов льда достаточно мала [13].

Скорость замораживания должна быть такой, чтобы образующиеся кристаллы льда были не крупными, поскольку они повреждают тканевую структуру продукта, но и не слишком мелкими, так как в этом случае затрудняется сублимация льда из ткани и увеличивается её продолжительность [49]. Но применение обработки электромагнитным полем низкой частоты (ЭМП НЧ) позволяет перевести влагу на поверхность [8, 10], что облегчает дальнейшие процессы замораживания и возгонки.

Более низкая концентрация растворенных веществ в межклеточном пространстве определяет разницу в значениях криоскопических температур

(0,2...0,4 °С) структурных элементов, вследствие чего кристаллы льда формируются в первую очередь в межклеточной жидкости [24,118]. Процесс сопровождается повышением осмотического давления, что в свою очередь обусловливает миграцию влаги из клеток к кристаллам в межклеточном пространстве, вследствие чего происходит сжатие и образование складок в оболочке, т.е. механическое повреждение протоплазмы [116].

Температура, при которой скорость роста кристаллов уменьшается, равна приблизительно -90 °С. При криоконсервировании 90 % всех кристаллов льда формируется внутри клеток при минимальных повреждениях клеточных оболочек за счет сокращения миграции влаги и равномерного распределения кристаллов в межклеточном пространстве и в клетках. Исключение в этом случае составляют криолабильные субтропические продукты, которые после оттаивания теряют форму, размягчаются, приобретают дряблую консистенцию, из них самопроизвольно вытекает тканевый сок.

При применении двухступенчатого способа замораживания средний размер кристаллов уменьшается на 30 %, а однородность распределения кристаллов увеличивается на 12 %, что в свою очередь улучшает органолептические показатели продукта как после выработки, так и в процессе хранения [74, 106].

Из классификации форм связи воды в пищевых продуктах Ребиндера П.А., следует, что всю влагу следует считать связанной. Влага может быть связана с материалом следующими способами [8, 13, 70]: химически (ионная, молекулярная связь); физико-химически (адсорбцией, осмотически, структурно); механически (находиться в капиллярах пористых тел или на смоченной поверхности). Химически связанная влага удаляется прокаливанием или химическими методами, сушка для ее удаления непригодна. В других случаях связи влага может быть удалена сушкой. Менее прочна физико-химическая связь влаги, которая удерживается путем адсорбции под действием осмотических сил и в структурах гелей.

Так, лук, картофель и другие виды плодоовощного сырья покрыты плотной естественной оболочкой, что способствует переохлаждению, тогда как капуста

белокочанная, не имеющая такой оболочки, не переохлаждается, что объясняется наличием крупных межклетников и большим содержанием свободной воды.

Многим пищевым продуктам присуща неоднородность их внутреннего строения и распределения влаги [44, 89, 94]. Например, в периферийных слоях яблок клетки мельче, чем в глубоких.

В зависимости от вида пищевого сырья и его свойств первый диапазон температур характеризуется температурами от криоскопической (-0,5...-3,5 °С) до эвтектической (-50...-65 °С) [70]. В первом диапазоне объекты криообработки при деформации проявляют себя как упругопластические тела. Их прочностные свойства, которые можно выразить модулем упругости и пределом прочности, возрастают с понижением температуры. Второй диапазон - криогидратная зона, которая для рассматриваемых объектов обработки изменяется в диапазоне от -50...-65 °С до -80...-100 °С. В то же время, имеются свидетельства о способности воды к полному вымораживанию при более высоких температурах. Ридель на основании калориметрических исследований, приходит к выводу об окончании вымораживания воды в пищевых продуктах при температуре около -30 °С. Каухчешвили Э.И. приводит такие же данные, полученные в результате электрометрических исследований сопротивлений водного льда незамороженных и замороженных продуктов.

Так, при температуре -100 °С и ниже в пищевых продуктах не замерзает от 5 % до 13 % воды. Невымороженная вода и электролиты представляют собой концентрированный раствор с пониженной точкой замерзания, в связи с чем даже при низких температурах (например, при -20 °С) остается некоторое количество невымороженной влаги, которая способствует реакциям окисления [34,47].

При повышении температуры продукта, в нем начинает происходить рост кристаллов (перекристаллизация, рекристаллизация) [118]. После шокового замораживания продукт сохраняет наилучшую структуру лишь при очень быстром отогревании, при котором можно избежать рекристаллизации.

Связано это со следующими особенностями: вначале увеличивается температура, наиболее благоприятная для формирования центров кристаллизации

(-40 °С), затем, продолжая нагревание, приближается оптимум роста кристаллов (-10...-2 °С), и получается лавинообразное образование кристаллов льда, интенсивно растущих и разрывающих клетки [17]. Поэтому процесс размораживания требует максимально быстрого повышения температуры, что снижает вероятность роста кристаллов льда внутри клеток. Наиболее часто используемые методы размораживания - это погружение образца в теплую водяную баню и сверхвысокочастотное (СВЧ) электромагнитное нагревание [20]. Кроме того, при плавлении внеклеточного льда в процессе размораживания возникает избыток свободной воды и, как следствие, резкое снижение осмолярности раствора, что может привести к гипотоническому шоку клеток.

Состояние воды уникально обилием аномалий, отличающих ее поведение от других жидкостей. К числу таких аномалий относятся увеличение объема воды при температуре, близкой к температуре замерзания, понижение температуры замерзания с увеличением внешнего давления, максимальная плотность при температуре 3,98 °С, минимальная теплоемкость при этой же температуре и большая ее величина по сравнению с теплоемкостью других жидкостей [74].

Общепринятая оптимальная температура хранения замороженных продуктов равна -18...-20 °С [13, 99]. Причем данная температура должна не ограничиваться поверхностью продукта - внутренние слои тоже должны иметь низкую температуру, что при условии высокой плотности и большой массы продукта добиться достаточно сложно. Процесс отвода тепла твёрдых и густых пищевых продуктов в значительной степени затруднён, поэтому в процессе криообработки возникает значительный температурный перепад между наружным и внутренними слоями продукта, что влечёт за собой увеличение длительности его обработки, ухудшение вкусовых качеств и внешнего вида. При этом возрастают потери теплоты и снижается КПД оборудования. Замороженный спрессованный продукт может храниться значительно дольше, чем замороженный в целом виде.

Важным условием сохранности качества продуктов является не только низкая температура, но и ее поддержание с минимальными колебаниями [19, 99]. Колебания температуры при хранении замороженных продуктов не должны быть

более 1...2 °С. Они приводят к ухудшению структуры продуктов, которое объясняется ростом кристаллов льда: при повышении температуры часть кристаллов льда в ткани тает, а при последующем понижении температуры происходит рост кристаллов.

Гомогенизированные трехкомпонентные фруктовые смеси, приготовленные с применением быстрого замораживания по специальной рецептуре, в процессе длительного хранения при температуре -18 °С не утрачивали питательных свойств [19]. Но в этом есть основании усомниться. Ведь после криоконсервиро-вания при низких температурах недопустимо хранение при -18 °С из-за перестроения кристаллических структур, что приводит к ухудшению всех показателей продукта.

Наиболее целесообразно для упаковки замороженных продуктов использовать пакеты из сарана, которые, в отличие от полиэтиленовых, - воздухонепроницаемы, и после удаления из них воздуха они плотно облегают продукт, что уменьшает термическое сопротивление теплопередаче [13]. В случае если упаковка неплотно прилегает к продукту, при снижении температуры воздуха в камере хранения, выделяющиеся в результате сублимации пары из продукта конденсируются на внутренней поверхности упаковки в виде инея. Такая усушка называется внутренней и характерна тем, что потеря массы и изменение качества происходят при неизменной массе брутто упакованного продукта.

Усушка продукта сокращается при наличии на поверхности продукта влагонепроницаемого слоя (корочки подсыхания, слоя жировой ткани). При измельчении продукта, его усушка резко возрастает [35, 38]. Абсолютная усушка практически не зависит от количества продукта в камере хранения, однако относительная усушка резко возрастает, когда камера недогружена [70].

Большое влияние на продолжительность хранения продуктов оказывает давление окружающей среды, с увеличением которого уменьшается интенсивность испарения [105].

Криоконсервирование растительного сырья сопровождается разнообразными тепломассообменными процессами. Термолабильное растительное сырье име-

ет некоторые особенности, которые нужно учитывать при осуществлении процесса криоконсервирования и криосепарации. Интенсифицировать процессы тепломассообмена можно посредством разнообразных методов, главными из которых являются: предварительное охлаждение продукта перед замораживанием, регулирование температуры хладагента, интенсификация теплообмена между продуктом и хладагентом и т.д.

1.5 Биохимические процессы в субтропическом сырье

при криообработке

Интенсивность и характер изменений продуктов при замораживании зависят от условий и параметров процесса, а также от качественных характеристик плодов и овощей [35, 97]. Специфика состава и строения плодоовощной продукции, особенности и взаимосвязь протекающих в них физико-химических и биохимических реакций оказывают существенное влияние на сохранение их свойств при замораживании [42, 44].

Отсутствие какой бы то ни было термической и химической обработки делают быстрое замораживание способом, абсолютно не ухудшающим экологическую чистоту и биохимию продукта [64, 65]. Способ криоконсервирования основан на том, что при понижении температуры значительно снижается жизнедеятельность микроорганизмов и активность тканевых ферментов [38, 54].

Криогенная технология переработки сырья позволяет замедлить окислительные процессы и предотвратить денатурацию белков, молекулярных комплексов и пигментов, деароматизацию исходного сырья [103, 104].

В то же время в процессе замораживания нарушается баланс окислительно-восстановительных процессов в сторону окислительных реакций. Качество замороженного продукта определяется полнотой инактивации ферментов, катализирующих эти процессы - оксиредуктаз (полифенолоксидаз, пероксидаз, каталаз, аскорбинатоксидаз и др.) [22, 39].

При использовании газообразного азота, так же как и диоксида углерода, резко сокращается содержание кислорода, что тормозит развитие микроорганизмов и окислительные процессы [26, 47, 90].

Устойчивость микроорганизмов и тканевых ферментов к замораживанию зависит от их вида и рода, стадии развития, скорости и температуры заморажива-ния/криоконсервирования, состава среды обитания [18, 112, 113]. Различают три группы микроорганизмов по отношению к температурным условиям: термофилы, мезофилы и психрофилы [25, 40].

Термофилы - микроорганизмы, развивающиеся при температурах 20...80°С, оптимально - при 50...75 °С; мезофилы живут при 5...57 °С, а психрофилы способны расти при относительно низких температурах - от 10 °С до -10 °С.

Психрофильные бактерии (плесени, так же, как и дрожжи) активно размножаются в замороженных овощных продуктах с невысокой кислотностью при -5... -8 °С. Большинство плесеней - психрофильные, они довольно активно развиваются в замороженных продуктах. Являясь аэробами, плесени растут вплоть до температуры -2...-3 °С, при более низкой температуре их размножение прекращается. Но отдельные виды плесеней прекращают размножение лишь при -8...-10 °С.

Для большинства растительных продуктов наиболее высокая степень отмирания микроорганизмов наблюдается при температуре -4...-6 °С, а их рост и размножение практически полностью исключаются при температуре -10...-12 °С. В этих условиях плоды и овощи не подвергаются микробиологической порче, хотя полного уничтожения микроорганизмов не происходит. В замороженных ягодах или фруктово-ягодных соках при температуре хранения выше -8 °С под действием дрожжей, происходит спиртовое брожение и накапливается спирт. Однако некоторые виды плесени могут расти при температуре, близкой к -8 °С.

Микроорганизмы и ферменты вызывают разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения [33, 22]. Холодильное хранение пищевых продуктов в сочетании с диоксидом углерода задерживает раз-

витие плесневых грибов, бактерий, а эффективность процесса хранения определяется его температурой.

Испарение влаги с поверхности плодов и овощей в процессе замораживания не компенсируется миграцией воды из внутренних слоев, что приводит к увеличению концентрации растворенных компонентов и понижению активности воды и как результат - подавление жизнедеятельности микроорганизмов [108,114,117]. Уровень снижения влагосодержания зависит от степени гидрофильности клеточных коллоидов, анатомического строения и состояния покровных тканей, условий и режимов криообработки, степени зрелости, упаковки, способов и сроков хранения, интенсивности дыхания и других факторов.

Ферментативные реакции бывают и микробиальными, в которых ферменты вырабатываются микроорганизмами, и немикробиальными. Микроорганизмы могут вызывать желательные или нежелательные изменения в продуктах; ферментами обычно являются их метаболиты [22, 39].

Ферментация - частный случай катализа, имеющий место в пищевых продуктах и пищеварительных трактах живых организмов. Ферменты - белковые вещества, которые служат активными катализаторами химических реакций. Если в процессе хранения не ослабить действие ферментов, произойдет снижение содержания витамина С и крахмала, увеличится число редуцирующих Сахаров, возрастет кислотность, ухудшатся органолептические качества продукта.

Деятельность ферментов считается главной причиной появления посторонних привкусов в продуктах. При этом, как правило, снижается содержание крахмала и витамина С, увеличиваются кислотность и количество редуцирующих Сахаров, в результате ферментативного потемнения изменяется окраска продукта, ухудшаются консистенция, вкус, аромат.

За счет увеличения скорости замораживания сокращаются периоды активности бактериологической среды [47, 111]. Форсированный режим замораживания сокращает потери массы до 0,8 %, а пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными. Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов, замороженных обычным способом.

Известно уникальное свойство диоксида углерода взрывать клеточные структуры микроорганизмов при резком сбросе давления [26]. На этой основе разработаны процессы гомогенизации и холодной пастеризации плодоовощного сырья. Это же свойство СОг легло в основу способа измельчения растительного сырья, согласно которому за счет резкого сброса давления диоксида углерода в напорном резервуаре происходит измельчение продукта без его нагрева и консервации СО2. Преимуществом способа является отсутствие механического воздействия на продукт, т.е. его безаппаратурная реализация.

Периодическая обработка винограда высокими дозами диоксида углерода (96...98 %) через каждые 5 и 15 суток хранения в течение 48 часов позволяет получить экологически чистую продукцию, продлить срок хранения на 35...45 дней, сократить потери на 5...6 %, снизить дозы сернистого ангидрида, сохранить высокие товарные и вкусоароматические достоинства ягод [50].

Известно, что витамин С самый термически неустойчивый витамин [99,106]. Витамины группы В и витамин А сохраняются несколько лучше. Потери витаминов уменьшаются при снижении температуры и продолжительности термообработки, увеличении скорости и понижении конечной температуры замораживания. Содержание витамина С в замороженном продукте используется для определения потерь других витаминов. Содержание витаминов в продукте является одним из критериев сохранения пищевой ценности продукта. Вместе с тем большую роль при определении качества продукта играет объективный показатель вкуса - отклонение общего содержания Сахаров и кислотности. Увеличение скорости замораживания овощей и плодов снижает разрушение аскорбиновой кислоты.

Химический состав плодов растительных культур зачастую непостоянен и изменяется в зависимости от сорта, условий выращивания, способов и срока хранения [33,97,101].

При повышении температуры хранения до -10 °С наблюдается повышение микробиологической обсемененности продукта и увеличение деятельности микроорганизмов и тканевых ферментов [13, 93, 99]. При этом даже в случае обрат-

ного понижения температуры до заданной, в результате приспособления к условиям окружающей среды, большая часть микроорганизмов не прекращает жизнедеятельности.

Уровень сохраняемости каротина в процессе замораживания и низкотемпературного хранения хурмы составил более 80 % от исходного [101]. В замороженных плодах хурмы восточной сумма аминокислот снизилась от 0,35 % в сорте Джиро, до 0,67 % в сорте Хачиа, при этом доля незаменимых аминокислот незначительно увеличилась, а содержание заменимых и условно незаменимых аминокислот незначительно снизилась. Плоды хурмы восточной по криорезистентности относятся к категории наиболее подходящих для замораживания с минимальными потерями сока - от 0,69 % до 1,18%.

Непосредственно процесс замораживания не разрушает дубильные вещества и только длительное низкотемпесатуоное хоанение тшволит к снижсе: терпкости и улучшению пищевкусовых свойств хурмы.

В последнее время в пищевой технологии исследуется воздействие низкочастотного электромагнитного поля [8, 10]. Данный процесс интересен для технологии криоконсервирования не только с точки зрения уменьшения влагосодержа-ния, но и в целях снижения микробиологической загрязненности электрообработки воды в процессе обработки продуктов по сравнению с обычной технологией мойки водопроводной водой. Обработка пищевого сырья электромагнитным полем низкочастотного диапазона интенсифицирует биохимические превращения, процессы массопереноса, значительно снижает микробиологическую обсеменен-ность и рН.

1.6 Структура и свойства криопротекторов для термолабильного субтропического сырья

Растительное сырье с позиции технологии криоконсервирования можно разбить на два вида: сырье, хорошо поддающееся криоконсервированию, состояние которого после размораживания не ухудшается, и криолабильное сырье, в результате замораживания которого происходит деструкция клеток и тканей плодов.

Замороженное криолабильное растительное сырье, в большей степени, из-за физико-химических особенностей, в результате замораживания изменяет свои качественные свойства: снижаются показатели химического состава, реологические и органолептические показатели.

Поэтому перед шоковой заморозкой криолабильные плоды субтропических культур необходимо пропитать криопротектором, за счет применения которого процесс криоконсервирования осуществляется без существенной потери качества криолабильного продукта, т.е. увеличивается обратимость процесса с позиции сохранения БАВ.

Криопротекторы — это вещества, способные снизить повреждающее действие физико-химических факторов при криоконсервировании за счет ингибиро-вания рекристаллизации/конгломеративной кристаллизации [119]. Помещение сырья в растворы криопротекторов перед процессом замораживания снижает или полностью исключает формирование микроскопических внутриклеточных кристаллов льда [14, 17, 18].

Криопротекторы подбираются к каждой группе, к каждому виду сырья в отдельности, в зависимости от его свойств [35, 39]. Для определения криопротекторов, обеспечивающих максимальную защиту криолабильного сырья, необходимы соответствующие опыты. Важным аспектом также является применение криопротекторов, максимально отвечающих требованиям безопасности.

Процессы денатурации белков при замораживании в определенной степени замедляются физическими изменениями образовавшегося раствора, в частности вязкости, ионной силы, давления водяных паров, рН [110, 112].

Криопротекторы разделяют на проникающие (низкомолекулярные вещества с молекулярной массой менее 300 Да) и непроникающие (высокомолекулярные вещества) [18].

Проникающие криопротекторы способны попасть внутрь клетки и препятствовать формированию кристаллов льда за счет формирования водородных связей с молекулами воды в клетках, что стабилизирует их структуру. Они сами замещают воду, что препятствует криодеструкции биологически важных макромо-

лекул, и связывают некоторое количество свободной воды, что сокращает дегидратацию клеток перед замораживанием. Проникновение низкомолекулярных криопротекторов внутрь клетки осуществляется либо путем диффузии, либо, как для глицерина, через специальные белковые каналы - аквапорины.

Непроникающие криопротекторы не способны пройти через цитоплазмати-ческую мембрану и препятствуют осмотическим перепадам при замораживании и росту кристаллов внеклеточного льда [17, 18]. Отмечено защитное действие непроникающих криопротекторов на фосфолипидный компонент плазматической мембраны, однако полностью защитное действие непроникающих криопротекторов не объяснено. Вероятно также, что непроникающие криопротекторы снижают скорость роста кристаллов и защищают клетки от осмотических перепадов.

Для реализации своей функции проникающим криопротекторам необходимо некоторое время для насыщения клетки [17, 18, 110, 116]. То есть плод должен быть уравновешен с раствором проникающего криопротектора непосредственно перед криоконсервированием. Чем больше концентрация криопротектора внутри клетки, тем эффективнее ее защита от кристаллообразования.

Однако большинство криопротекторов достаточно токсичны. Наибольшим токсическим эффектом обладают проникающие криопротекторы, поскольку они образуют неспецифические водородные связи не только с водой, защищая клетку от деструктивного действия кристаллов льда, но и с БАВ. Использование смесей проникающих и непроникающих криопротекторов значительно снижает токсичность действия криопротектора на продукт [22].

Бругеллер и Майер показали, что добавление в среду для замораживания криопротекторов позволяет резко снизить его скорость [14, 17, 18]. Так, уже при концентрации 10 % этиленгликоля и пропиленгликоля скорость замораживания заметно снижается. Но с увеличением концентрации криопротекторов, вносимых в среду, увеличивается и их негативное влияние на клетки, подвергаемых замораживанию. Медленное замораживание, также приводит к накоплению переохлажденной воды в биологическом объекте с последующим замораживанием внут-

риклеточного компонента, что достигается только за счет сильной дегидратации клеток при образовании внеклеточного льда.

Определение необходимой концентрации криопротектора для эффективного замораживания биологического объекта, является непростой задачей.

Существует большое количество веществ, обладающих криопротекторными свойствами, но на практике используют не более десятка соединений. После размораживания живые объекты необходимо освободить от криопротекторов. При применении безопасных криопротекторов, к пищевым продуктам это не относится.

Криопротекторы для сохранения пищевых продуктов, как правило, состоят из Сахаров, которые являются нетоксичными и имеют относительно невысокую стоимость, но трудноперевариваемыми и трудноусвояемыми для организма человека [39]. Например, многие замороженные продукты содержат криопротекторы, состоящие из воды, сахарозы, нитритов и фосфатов.

В обычных условиях вода переходит в кристаллы льда при температуре О °С, а при обработке слабыми растворами криопротектора 0,5 %-й или 1 %-й концентрации, температура кристаллизации в клетках растений снижается до -4,0...-4,5 °С.

Получили дальнейшее развитие исследования закономерностей криозащиты ягод перед замораживанием [54]. Показано, что при выдержке подготовленных ягод клубники в 30-процентном сахарном сиропе на протяжении 30 минут влагоотдача замороженных ягод после размораживания уменьшается на 16,8 %.

Обычные криопротекторы являются гликолями (спирт, содержащий, по меньшей мере, две гидроксильные группы), как, например, этиленгликоль, пропи-ленгликоль и глицерин [119]. Глицерин и диметилсульфоксид (ДМСО) использовались в течение многих десятилетий в криобиологии в качестве криопротекторов [18].

Диметилсульфоксид (ДМСО) легко проникает через неповреждённую кожу, поэтому растворы токсичных веществ в ДМСО могут привести к отравлению при попадании на кожу или раздражению - при разбавленном ДМСО [119]. Высокая

температура плавления ограничивает применение ДМСО в области низких температур.

Глицерины нашли разнообразное применение в пищевой промышленности, поскольку они являются полностью растворимыми в воде органическими растворителями [14,77]. В европейской системе кодификации пищевых добавок (ЕСКПД) глицерину присвоен код Е-422. Он имеет очень низкую токсичность и считается безопасным при обычном применении. Глицерин как криопротектор способен проникать через мембрану клетки плода, не повреждая ее, обладает растворимостью в пределах критической температуры замораживания (-3... -40 °С) [18]. Таким образом, он выравнивает осмотический градиент по обе стороны мембраны и уменьшает число и размер кристаллов льда.

Агар-агар (Е-406) - продукт (смесь полисахаридов - галактанов - агарозы и агаропектина), получаемый путем экстрагирования из красных и бурых водорослей, произрастающих в Белом море и Тихом океане [77]. Желирующие свойства агара гораздо лучше, чем у желатина. Агар не имеет побочного запаха, а желатин с увеличением концентрации усиливает свой специфический клеевой запах. Агар полностью растворяется в холодной воде при дозировке 0,4...0,6 % только при температурах от выше 90 °С. Горячий раствор агара прозрачен и ограниченно вязкий.

Агароид - агароподобное вещество, вырабатывающийся из черноморской водоросли филло-флоры [14, 52]. Наиболее характерные физико-химические особенности агароида, отличающие его от собственно агара: более низкая желирую-щая способность (в среднем в 2-3 раза), высокие температуры плавления и застудневания (студней с сахаром), меньшая химическая устойчивость и т.д. Агароид по желирующей способности в 2 раза превосходит желатин, а по стоимости в 3 раза дешевле. Добавление натриевой соли лимонной кислоты уменьшает жели-рующую способность агароида, а при введении ее в количестве 0,052 экв/л 1,5 %-й раствор агароида не образует студня. Агароид смешивают с водой в соотношении 1:20. Набухание идет в течение на 30-60 мин, при этом его масса увеличивается в 8... 10 раз.

Каррагинан (Е-407 или Е-407а) - это природный гелеобразователь, получаемый при переработке красных морских водорослей методом экстракции с последующей очисткой от органических и других примесей - многократным осаждением, фильтрацией и промывкой в воде и спирте [52, 77]. В зависимости от степени очистки различают рафинированные и полурафинированные каррагинаны. В зависимости от степени полимеризации и этерификации препараты каррагинанов классифицируются на 3 группы: каппа (сильные, твердые гели), йота (мягкие гели), лямбда - формируют гели в смеси с белками. Все классы каррагинана растворимы в горячей воде, но в холодной воде растворим только класс лямбда и соли натрия других классов.

Пектины (Е-440) - самые незаменимые пищевые стабилизаторы, наиболее широко применяющиеся практически во всех отраслях пищевой промышленности [22, 52]. Они представляют собой очищенный углевод, который получают путем экстракции цитрусового, яблочного, свекловичного жома или смешанного сырья. Специальных ограничений на применение пектинов не существует.

Сравнивая приведенную краткую характеристику диметилсульфоксида, глицерина, Сахаров и др. криопротекторов, использующихся в криоконсервирова-нии биологических объектов с гидрофильными гелеобразователями, можно резюмировать о преимуществе гидрофильных гелеобразователей благодаря полной безвредности для организма человека. Одной из задач исследования является нахождение подходящего вещества и его оптимальной концентрации для применения его в качестве криопротектора для криолабильного субтропического сырья.

Заключение диссертации по теме «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», Сязин, Иван Евгеньевич

ВЫВОДЫ

1. Обоснован выбор и исследован химический состав свежих плодов субтропических культур (фейхоа и хурмы) для криообработки. Показано, что плоды фейхоа сорта «Крымский ранний», хурмы сортов «Яблочный» и «Шоколадный королек» имеют высокую биологическую ценность и органолептические показатели, ареал распространения в России, но непродолжительный период хранения, поэтому целесообразно их использование для производства криопорошков, основанных на технологиях криоконсервирования, криоизмельчения и криосепарации.

2. Теоретически обоснована и усовершенствована технология криоконсервирования субтропического сырья с применением гидрофильных криопротекторов для предотвращения деструкции клеток плодов при криоконсервировании. Установлено, что наиболее оптимальные концентрации криопротекторов, при которых сохраняется их текучесть, способность проникать в плоды фейхоа и хурмы, а также по защитным свойствам и времени обработки, следующие в порядке предпочтения: 0,35 %-й агар, 0,35 %-й агароид, 0,35 %-й каррагинан, 1,5 %-й пектин. Установлено, что наилучшие структурно-механические показатели обрабатываемых плодов фейхоа и хурмы достигаются при обработке криопротекторами в течение 10,0. 15,0 мин при постепенном повышении давления от 0,01 до 1,3 МПа и предварительным вакуумированием 40.60 мин при давлении 0,01.0,03 МПа.

3. Теоретически обоснован и разработан способ криоизмельчения плодов субтропических культур в среде жидкого аргона. Криоизмельчение плодов в среде жидкого аргона в течение 40.55 минут при давлении 3.4 МПа позволяет получить криопорошок с дисперсностью 40.60 мкм, что дает возможность осуществить криосепарацию с целью получения различных по химическому составу фракций криопорошков.

4. Теоретически обоснована и усовершенствована технология криосепарации криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур. Криосепарация диоксидом углерода основана на различии скорости витания и плотности питательных веществ измельченных плодов. В качестве разделяющего вещества применяется диоксид углерода со скоростью потока 0,8.2,0 м/с. Криосепарация с помощью диоксида углерода позволяет получить различающиеся по химическому составу фракции тонкодисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур (белково-липидная фракция, фракция пищевых волокон, углеводная фракция), а также отвечает условию инертности сепарирующего вещества к продукту и сохранению низкой температуры на всем протяжении технологического процесса криосепарации.

5. Исследован химический состав криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур. Установлено, что криопорошки, получаемые из плодов субтропических культур по совершенствуемым технологиям криообработки, имеют более высокие органолептические показатели и большее содержание биологически активных веществ, чем криопорошки, получаемые из плодов субтропических культур по существующим технологиям. Например, содержание витамина С в сумме фракций криопорошков, в среднем, больше на 16,1 %, витамина В1 - на 24,4 %, Р-каротина - на 19,4 %.

6. Разработан проект технической документации на фракционированные тонкодисперсные криопорошки, получаемые из плодов субтропических культур ТУ 9223-333-02067862-2012 по усовершенствованным технологиям криообработки субтропического сырья.

7. Производство фракционированных тонкодисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур по усовершенствованным технологиям криообработки субтропического сырья, апробировано в условиях предприятия ООО «Холодильные технологии».

8. Проведена апробация предлагаемых технологических приемов использования фракционированных тонкодисперсных криопорошков с целью обогащения различных пищевых продуктов в условиях предприятий ОАО «Краснодарский хлебозавод № 6» и ООО «Экологически чистые пищевые технологии».

9. Ожидаемый экономический эффект от производства, реализации и использования фракционированных тонкодисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур по усовершенствованным технологиям криооб-работки субтропического сырья, составляет 5,8.6,4 тыс. руб. на 1 т криопорошка в зависимости от используемого сырья и полученной фракции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования дают основание сделать вывод о высокой эффективности усовершенствованных технологий криообработки плодов субтропических культур.

В первой главе проведен аналитический обзор патентно-информационной литературы по проблемам технологий криоконсервирования, криоизмельчения и криосепарации субтропического сырья, проанализированы биохимические и теп-ломассообменные процесса в плодах субтропических культур в процессе криообработки, проведен обзор применяемых и наиболее перспективных криопротекто-ров. В результате проведенного исследования выявлены основные пробелы исследований ученых, определены преимущества и недостатки низкотемпературной обработки, а также поставлена цель и задачи исследования.

Во второй главе приведена характеристика объектов исследования, схема и методы исследования, разработанные и изготовленные экспериментальные установки для криоконсервирования, криоизмельчения и криосепарации плодов субтропических культур, математическая оценка и статистическая обработка эксперимента, усовершенствована методика оценки качества свежих и дефрости-рованных плодов субтропических культур на основе их реологических показателей и разработаны оригинальные инденторы.

В третьей главе проведены экспериментальные исследования, направленные на достижение поставленной цели и решение поставленных задач исследования. Таким образом усовершенствованы технологии криообработки субтропического сырья.

В четвертой главе приведены данные по основным технологическим операциям при производстве фракционированных тонкодисперсных криопорошков, получаемых из плодов субтропических культу, и проведена опытно-промышленная апробация их производства и использования в обогащении различных пищевых продуктов. В завершении рассчитан экономический эффект от производства, реализации и использования фракционированных тонко дисперсных криопорошков.

Технология криоконсервирования благодаря своей эффективности в будущем, возможно, заменит большую часть применяемых методов консервирования, что позволит сохранять продукты значительно дольше. При этом, для недопущения перекристаллизации в сырье при его заготовке для производства криопорошков, необходимо предотвратить деструкцию клеток плодов, что достигается с помощью гидрофильных криопротекторов.

Как показала практика, целесообразно замещение молекул воды молекулами гидрофильных веществ (агара, агароида, каррагинана, пектина), защищающих БАВ при криообработке. При этом сохраняется присущий субтропическим плодам вкус, цвет и аромат.

В результате криоконсервирования происходит деструкция клеток плодов субтропических культур. Поэтому на первом этапе оценки качества необходимо определять реологические показатели. Использование в качестве основного метода оценки качества свежих и дефростированных плодов субтропических культур определение реологических показателей и разработанные оригинальные индентор позволяет более объективно оценить тот или иной способ обработки.

Обработка низкочастотным электромагнитным полем способствует извлечению влаги на поверхность, что облегчает дальнейшую обработку субтропического сырья: сокращается время и ресурсы на осуществление технологических процессов криоконсервирования, обработки криопротекторами, сушки. Но с другой стороны результаты исследований показали, что обработка ЭМП НЧ имеет нестабильные результаты, что проявляется в активизации деятельности ферментов и плазмолиза во время обработки ЭМП НЧ. По-видимому, результат обработки ЭМП НЧ сильно зависит от температуры, влажности, давления среды, других видов излучений, освещения, степени микрообсемененности, стадии зрелости, химического состава и т.д. Этот вопрос требует более тщательного рассмотрения.

Технологии криоизмельчения и криосепарации взаимозависимы. Криосепа-рация зависит от степени дисперсности криоизмельченного продукта, а криоиз-мельчение зависит от требований процесса криосепарации.

В зависимости от применяемой технологии криоизмельчения, возможно получения различных по дисперсности фракций. Но получение различных дисперсий, как было доказано в главе 3.7.1, практического смысла не имеет.

Измельчение в криомельнице позволяет получить частицы с тонкой дисперсностью. С помощью дальнейшей криосепарации достигается разделение тонкодисперсных частиц по химическому составу благодаря резкой разности в их плотности и скорости витания. Высокая усвояемость пищевых веществ с данными дисперсностями неоднократно доказывалась многими учеными.

При использовании от 15 % до 20 % плодов фейхоа сорта «Крымский ранний» и хурмы сортов «Яблочный» и «Шоколадный королек» в качестве сырья при получении фракционированных тонкодисперсных криопорошков, а также при использовании этих криопорошков в производстве различных пищевых продуктов, потребитель станет получать большее количество витаминов и минеральных веществ в рационе. Это также частично решит проблему переработки неиспользованных плодов субтропических культур.

Фракционированные тонкодисперсные криопорошки не ограничиваются использованием в производстве хлебобулочных изделий, напитков, фаршей паштетов, паст, но также могут быть применены в медицине и косметике. Кроме того, они имеют высокий потенциал использования в молочной, кондитерской промышленности, детском питании. Из-за высоких требований к сырью пищевых продуктов особенно полезна технология криосепарации, позволяющая получать и использовать различные фракции криопорошков.

Как показала практика опытно-промышленного внедрения технологий криообработки субтропического сырья, возникают и определенные трудности, связанные с подбором машинно-аппаратурных схем, так как серийно выпускаемое пищевым машиностроением технологическое оборудование не всегда может быть использовано, как неприспособленное к работе в условиях низких температур. Для некоторых технологических операций необходима разработка нового оборудования. Возникают определенные сложности и с обслуживанием технологического оборудования и линий в условиях холода. Однако тот факт, что технологии криообработки плодов субтропических культур зачастую базируются на использовании криоизмельченных продуктов, находящихся в дисперсном и сыпучем состоянии, это значительно облегчает механизацию и автоматизацию производственных процессов.

В будущем на замену существующим технологиям и технике придут совершенно новые, основанные на более совершенных принципах работы и технологиях. Результатом этого станет замена существующих энерго- и металлоемкого оборудования на качественно новые, лишенные одного из этих недостатков.

Благодаря разработке методов получения азота из воздуха в стационарных условиях, уже произошли определенные положительные изменения в плане снижения себестоимости продуктов и повышения их качества. Поэтому перспектива остается за технологиями криообработки с применением современных методов криозащиты биологического материала от низкотемпературных повреждений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сязин, Иван Евгеньевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антуфьев В.Т., Громцев A.C., Соловьев Ю.А. Технологии разделения замороженных продуктов электрогидравлическим ударом (с применением взрыва проволочек) // Известия СПбГУНиПТ. - № 4. - 2007. - С. 32-35.

2. Бабакин Б.С., Матвеев И.Н. Криосепарация - комплексное решение проблем переработки вспомогательного сырья // Мясная индустрия. - № 10. - 2001. -С. 9-11.

3. Бабакин С.Б., Матвеев И.Н. Эффективность использования трибозарядки при очистке луковых овощей с применением криоэлектросепарации // Вестник Международной академии холода. - № 3. - 2002. - С. 28-32.

4. Бабакин С.Б., Плешанов С.А. Производство быстрозамороженных продуктов по современным технологиям // Мясная индустрия. — №7. — 2001. -С. 21-24.

5. Багиян Л.В. Совершенствование технологии производства столовых вин с применением криовоздействия. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 2010. - 26 с.

6. Балан Е.Ф. Динамика потерь плодоовощной продукции по этапам непрерывной холодильно-транспортной цепи (НХТЦ) / Е.Ф. Балан, И.Г. Чумак, В.Г. Картофяну, Э.Ж. Иукуридзе // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодилыцик.1Ш [Электронный ресурс]. - № 3. - 2007. -Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_ arti-cle_issue_3_ 2007.htm.

7. Баданцев E.B. Интенсификация обезвоженных жидких и пастообразных термолабильных пищевых продуктов в условиях последовательного сочетания процессов испарения в вакууме и сублимации в едином цикле. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. -М., 2011. -21 с.

8. Бараненко A.B. Холодильная технология пищевых продуктов. Часть I. Теп-

лофизические основы / A.B. Бараненко, В.Е. Куцакова, Е.И. Борзенко, С.В. Фролов. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 224 с.

9. Барышев М.Г., Касьянов Г.И.. Электромагнитная обработка сырья растительного и животного происхождения. - Краснодар, 2002. - 220 с.

10. Барышев М.Г. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на биологические системы / М.Г. Барышев, Н.С. Васильев, H.H. Куликова, С.С. Джимак. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. - 288 с.

11. Белозеров Г.А., Дибарсулаев М.А., Колодязная B.C. Современные технологии и оборудование для холодильной обработки и хранения пищевых продуктов // Холодильная техника. - № 7. - 2008. - С. 2-6.

12. Беляев К.В. Технология быстрого замораживания полуфабрикатов // Производство и реализация мороженных и быстромороженных продуктов. - № 1. -2005.-С. 38-39.

13. Большаков С.А. Холодильная техника и технология продуктов питания. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 304 с.

14. Булдаков A.C. Пищевые добавки. Справочник. - СПб: Ut, 1996. - 240 с.

15. Венгер К.П., Пчелинцев С.А., Феськов O.A. Классификация объектов быстрого замораживания в морозильных аппаратах // Вестник МАХ. - № 1. -2001.-С. 41-43.

16. Гулевский А.К., Релина Л.И. Антифризные белки. Сообщение I. Классификация и механизм действия // Проблемы криобиологии. — № 1. - Т. 19. -2009.-С. 18-24.

17. Гулевский А.К., Релина Л.И. Антифризные белки. Сообщение II. Распространение в природе // Проблемы криобиологии. - № 2. - Т. 19. - 2009. -С. 121-136.

18. Гулевский А.К., Релина Л.И. Стратегии холодоустойчивости беспозвоночных // Проблемы криобиологии. - № 3. - Т.21. - 2011. - С. 239-250.

19. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Влияние быстрого замораживания и хранения на химический состав фруктовых смесей // Пищевая промышленность. -

№2. -2008. -С. 12-14.

20. Джаруллаев Д.С. Интенсивные технологии обработки плодово-ягодного сырья с использованием СВЧ и лазерной энергии. - Махачкала: ДагГТУ, 2000. -43 с.

21. Джаруллаев Д.С. Совершенствование технологической линии производства плодовоощных криопорошков / Д.С. Джаруддаев, A.M. Рамазанов, З.А. Яралиева, И.Е. Сязин // Известия вузов. Пищевая технология. - № 4. -2012.-С. 64-67.

22. Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Пектин: основные свойства, производство и применение. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 276 с.

23. Еренова Б.П. Научные основы производства продуктов на основе дыни. -Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Алматы: Казахстанский инженерно-технологический университет, 2010. - 35 с.

24. Желиговская Е.А., Маленков Г.Г. Кристаллические водные льды // Успехи химии. - Т.75. - 2006. - С. 57-76.

25. Загибалов А.Ф. Технология консервирования плодов и овощей и контроль качества продукции / А.Ф. Загибалов, A.C. Зверькова, A.A. Титова, Б.Л. Флауменбаум. - М.: Агропромиздат, 1992. - 352 с.

26. Касьянов Г.И. Диоксид углерода. - Монография. - Краснодар: Экоинвест, 2010.- 175 с.

27. Касьянов Г.И., Ломачинский В.В. Производство и использование криопорошков из овощей и фруктов // Известия вузов. Пищевая технология. — № 2-3.-2010.-С. 64-65.

28. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Методика по определению реологических характеристик замороженных растительных продуктов / Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты // Сб. матер, межд. науч.-практич. конф., 25-27 мая 2012 г. - Краснодар: Издательский Дом Юг, 2012. -С. 181-185.

29. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Реологические характеристики криолабильных субтропических фруктов // Электронный научный журнал Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГТУ, 2011. - № IX. - Режим доступа: http://fli.kubstu.ru/fams/ vipusk9.htm.

30. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Технологические линии по криоконсервирова-нию и криосепарации криолабильного растительного сырья // Консервная промышленность сегодня: технологии, маркетинг, финансы. - № 12. -2011.-С. 19-22.

31. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Технология низкотемпературного консервирования и разделения на фракции пищевого субтропического сырья // Современная техника и технологии [Электронный ресурс]. - № 4. - 2012. - Режим доступа: http://technology.snauka.ru/2012/04/494.

32. Касьянов Г.И., Шапошников В.Г., Николаев А.И. Криоконсервирование: техника и технология. - Монография. - Краснодар: КубГТУ, 1997. - 43 с.

33. Кожухова М.А., Квитайло И.В. Биохимические изменения топинамбура при холодильной обработке // Известия вузов. Пищевая технология. — № 4. -2007. - С. 39-40.

34. Кожухова М.А. Биохимические аспекты консервирования растительного сырья холодом / Инновационные технологии в области хранения и переработки пищевых продуктов // Сб. матер, межд. науч.-практич. конф., 15-16 сент. 2008 г. - Краснодар: КНИИХП, КубГТУ. - С. 128-130.

35. Кожухова М.А., Теркун Е.П., Холошенко О.В. Влияние овощных добавок на криостабильность лакто- и бифидобактерий // Известия вузов. Пищевая технология. - № 1.-2012.-С. 51-52.

36. Колодязная B.C. Некоторые аспекты замораживания растительных продуктов / B.C. Колодязная, О.Н. Румянцева, Б.Д. Какабадус, К.Н. Лебедева // Мороженные и замороженные продукты. - № 8. - 2008. - С. 28-40, 42.

37. Кузьмина О.М. Исследование влияния состава защитной среды на выживаемость микроорганизмов в процессе криозамораживания. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М.: ВНИМИ, 2010. - 24 с.

38. Кухаренко А. Замораживание различных мелкоштучных продуктов и растительного сырья // Мороженое и замороженные продукты. - № 5. - 2003. -С. 34-39.

39. Куцакова В.Е. Холодильная технология пищевых продуктов. Часть III. Биохимические и физико-химические основы / В.Е. Куцакова, A.B. Бараненко, Т.Е. Бурова, М.И. Кременевская. - СПб.: ГИОРД, 2011. - 272 с.

40. Куцакова В.Е. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых продуктов. Теоретические основы консервирования / В.Е. Куцакова, И.А. Рогов, C.B. Фролов, В .И. Филиппов. - СПб.: ГИОРД, 2008. - 160 с.

41. Лабутина Н.В. Повышение эффективности технологии хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. - Автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Краснодар: КубГТУ, 2004. - 50 с.

42. Ларина Т.В. Тропические и субтропические плоды. Справочник товароведа. - М.: ДеЛи принт, 2002. - 254 с.

43. Леончик Б.И., Ломачинский В.В. Особенности процессов производства фруктово-ягодных порошков / Плодоовощные консервы - технология, оборудование, качество, безопасность // Сб. матер, межд. науч.-практич. конф., Москва-Видное, 2004 г. - М.: ВНИИКОП, 2004. - С. 533-537.

44. Лойко Р. Ананас, папайя, манго и другие экзотические поды. Пищевая и диетическая ценность. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 224 с.

45. Ломачинский В.В., Касьянов Г.И. Технология получения и применения плодоовощных криопорошков. - Монография. - Краснодар: Экоинвест, 2009. - 104 с.

46. Ломачинский В.В. Технология производства криопорошков из овощей и фруктов // Хранение и переработка сельхозсырья. - № 4. - 2010. - С. 59-61.

47. Макарова Н.В., Стрюкова А.Д., Чигирева A.B. Влияние замораживания на антиоксидантную активность ягод // Пищевая промышленность. - № 6. -

2012.-С. 44-46.

48. Мещеряков А.Н., Войтко A.A. Оборудование для шоковой заморозки: скороморозильные конвейерные аппараты // Мороженое и замороженные продукты. - № 3. - 2003. - С. 37-39.

49. Мысак C.B., Касьянов Г.И., Шамханов Ч.Ю. Технология сушки и криокон-сервирования сельскохозяйственного сырья. - Монография. - Краснодар: КубГТУ, КНИИХП, 2006. - 116 с.

50. Мукаилов М.Д. Интегрированная система обеспечения населения биологически ценными виноградом, плодами и продуктами их переработки в зимне-весенний период. - Автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Махачкала, 2006. -48 с.

51. Мякинникова Е.И., Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Теоретическое и экспериментальное обоснование технологии выращивания и переработки субтропического сырья. - Краснодар: Экоинвест, 2012. - 160 с.

52. Нечаев А.П., Щуб И.С., Аношина О.М. Технология пищевых производств. -М.: КолосС, 2005. - 768 с.

53. Панченко И.Г. Совершенствование технологического процесса и оборудования для холодильной обработки мелкоштучных продуктов. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2005. - 24 с.

54. Паскал Ю.Г. Усовершенствование технологии быстрозамороженных десертов. - Автореф дис. ... канд. техн. наук. - Одесса, 2010. - 20 с.

55. Патент РФ 19720. Линия по производству быстромороженных овощей / С.П. Бова. Заявка № 2001104942/20 от 22.02.2001. Опубл. 10.10.2001.

56. Патент РФ 2315534. Способ производства инстант-порошка из растительного сырья / В.В. Ломачинский, Е.Я. Мегердичев, О.И. Квасенков, В.П. Филиппович. Заявка № 2006118179/13 от 29.05.2006. Опубл. 27.01.2008.

57. Патент РФ 117352. Установка для производства биоразлагаемой упаковочной пленки из вторичного сырья / В.А. Бирбасов, Д.Г. Касьянов, A.A. Запо-

рожский, C.B. Алтуньян, И.Е. Сязин. Заявка № 2012108285/05 от 05.03.2012. Опубл. 27.06.2012.

58. Патент РФ 110234. Технологическая линия производства замороженных полуфабрикатов / Г.И. Касьянов, И.Е. Сязин, М.И. Лугинин, В.А. Коноплева. Заявка № 2011121990/13 от 31.05.2011. Опубл. 20.11.2011.

59. Патент РФ 54319. Криомельница / В.В. Ломачинский, В.П. Филиппович, О.И. Квасенков. Заявка № 2006104017/22 от 10.02.2006. Опубл. 27.06.2006.

60. Патент РФ 2315534. Способ производства инстант-порошка из растительного сырья /В.В. Ломачинский, Е.Я. Мегердичев, О.И. Квасенков, В.П. Филиппович. Заявка № 2006118179/13 от 29.05.2006. Опубл. 27.01.2008.

61. Патент РФ 2126119. Линия для производства замороженных продуктов на основе плодоовощного сырья / B.C. Афанасьева, E.H. Кузнецова, О.И. Квасенков, Н.С. Шишкина. Заявка № 97117310/13 от 13.10.1997. Опубл. 10.02.1999.

62. Патент РФ 100363. Технологическая линия производства замороженных полуфабрикатов / Г.И. Касьянов, Т.В. Ковтун, H.A. Одинец, О.В. Борисенко, М.Г. Ревенко. Заявка № 2010113102/13 от 05.04.2010. Опубл. 20.12.2010.

63. Плаксин Ю.М., Малахов H.H., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: КолосС, 2007. - 760 с.

64. Подлесный, А.И., Квасенков, О.И., Ломачинский, В.В. Подбор моющего средства для оборудования при производстве криопорошков // Вестник Рос-сельхозакадемии. - № 6. - 2006 - С. 86-87.

65. Подлесный А.И., Ломачинский В.В. Квасенков, О.И. Санитарная обработка сырья для производства плодоовощных порошков // Пищевая промышленность. -№ 11.- 2006. - С. 48-49.

66. Причко Т.Г. Биохимическая оценка плодов субтропических культур и новые виды консервной продукции на их основе / Т.Г. Причко, Л.Д. Чалая, Ц.В. Тутберидзе, А.Н. Абшилава, A.C. Рябова // Управление качеством: Электронный научный журнал [Электронный ресурс]. - Вып.VII. - 2009. -

Режим доступа: http://fh.lc ubstu.ru/juk/vipusk7.htm.

67. Рогов И.А., Антипова JI.B., Дунченко Н.И. Химия пищи. - М.: КолосС, 2007. - 853 с.

68. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Основные методы криоэлектросе-парации // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодиль-щик.Яи [Электронный ресурс]. - № 12. - 2005. - Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_12_2005. htm.

69. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Фатыхов Ю.А. Адгезия диспергированного сырья // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодильщик.Яи [Электронный ресурс]. - № 7. - 2006. - Режим доступа: http://www. holodil-shchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_7_2006.htm.

70. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Фатыхов Ю.А. Криосепарация сырья биологического происхождения. - Монография. - Рязань: Наше время, 2005. - 288 с.

71. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Фатыхов Ю.А Перспективные способы криообра-ботки сырья биологического происхождения // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодильщик.Яи [Электронный ресурс]. - № 10. -

2005. - Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_ issue_10_2005_Refrigeration_technologies.htm.

72. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Фатыхов Ю.А. Пищевое сырье как объект крио-обработки: выбор объекта криообработки // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодильщик-RU [Электронный ресурс]. — № 6. -

2006. - Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshc hik_best_article_issue_6_2006.htm.

73. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Фатыхов Ю.А. Производство быстромороженных пищевых продуктов // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодилыцик.Яи [Электронный ресурс]. - № 3. - 2006. - Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_3_2006.htm

74. Рогов И.А. Консервирование пищевых продуктов холодом / И.А. Рогов,

В.Е. Куцакова, В.И. Филиппов, С.В. Фролов. - Монография. - М.: КолосС, 2002.- 184 с.

75. Руднев С.Д. Научное обоснование и практическая реализация процесса селективной дезинтеграции растительного сырья. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Кемерово, 2010. - 31 с.

76. Рябова A.C. Оценка качественных показателей сортов хурмы, произрастающих в условиях Абхазии, для производства продуктов функционального назначения // Тематический сетевой электронный научный журнал СКЗ-НИИСиВ [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа: http://jour nal.kubansad.ru/pdi71 l/01/15.pdf.

77. Сарафанова JI.A. Пищевые добавки: энциклопедия. - СПб: ГИОРД, 2004. -808 с.

78. Семенов Г.В., Касьянов Г.И. Сушка сырья: мясо, рыба, овощи, молоко. -Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2002. - 112 с.

79. Сороко O.JI., Усеня Ю.С. Аналитическое исследование длительности процесса замораживания мелкоштучных полуфабрикатов под вакуумом // Пищевая промышленность: наука и технологии. - № 4. - 2009. - С. 32-34.

80. Судзиловский И. Процесс производства быстрозамороженных пищевых продуктов и техника для этих целей // Мороженое и замороженные продукты. - № 4. - 2004. - С. 33-39.

81. Сязин И.Е. Пищевое сырье как объект технологии криоконсервирования и криосепарации / И.Е. Сязин, Г.И. Касьянов, М.И. Лугинин, A.B. Моргунова // Известия вузов. Пищевая технология. - № 2-3. - 2011.- С. 40-43.

82. Сязин И.Е., Касьянов Г.И., Лугинин М.И. Оборудование для замораживания сельскохозяйственного сырья // Мир мороженого и быстромороженных продуктов. - № 3. - 2012,- С. 47-49.

83. Сязин И.Е., Касьянов Г.И., Лугинин М.И. Современные способы криоконсервирования и криосепарации растительного сырья // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграр-

ного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. -№ 4. - 2011. - С. 465-474. - режим доступа: http://ej.kubagro. ru/2011/04/pdf/ 42.pdf

84. Сязин И.Е., Касьянов Г.И. Разработка нового метода криосепарации пищевых продуктов // Известия вузов. Пищевая технология. - № 4. - 2012. - С. 123-124.

85. Сязин И.Е., Касьянов Г.И. Феномен криообработки продуктов. - Монография. - Саарбрюккен, Германия: Palmarium Academic Publishing, 2012. -296 с.

86. Сязин И.Е. Особенности криоконсервирования и криосепарации пищевого сырья // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - № 2. - 2011. - С. 572-583. - РЕЖИМ ДОСТУПА: http://ej.kubagro.ru/ 201 l/02/pdtf47.pdf

87. Сязин И.Е. Совершенствование технологии криоконсервирования и криосепарации растительного сырья / Теоретическое и экспериментальное обоснование суб- и сверхкритической СОг-обработки сельскохозяйственного сырья // Сб. матер, межд. науч.-практич. конф., 15-16 октября 2010 г. - Краснодар: Экоинвест, 2010. - С. 141-143.

88. Технология и процессы быстрой (шоковой) заморозки // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодилыцик.Ки [Электронный ресурс]. - № 10. - 2009. - Режим доступа: http://www.holodilshchik.ru/ind ex_holodilshchik_issue_10_2009_ShokovayaZamorozka.htm.

89. Технология переработки растениеводческой продукции / Под ред. Н.М. Личко Н.М. - М.: Издательство «КолосС», 2008. - 583 с.

90. Тимченко Н.Н., Касьянов Г.И. Технология криоконсервирования сельскохозяйственного сырья. - Монография. - Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2004. - 125 с.

91. Тимченко Н.Н. Совершенствование технологии криоконсервирования мясо-

растительного сырья. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар: КубГТУ, 2004.-24 с.

92. Троянова T.JL Использование плодов субтропических культур в функциональном питании // Пищевая промышленность. - № 2. - 2011- С. 14.

93. Фатыхов Ю.А., Бабакин Б.С. Криоразделение сырья биологического происхождения. - Калининград: КГТУ, 2003. - 266 с.

94. Филиппов В.И., Кременевская М.И., Куцакова В.Е. Холодильная технология пищевых продуктов. Часть И. Технологические основы. - СПб.: ГИОРД,

2008. - 576 с.

95. Фролов C.B., Данин В.В., Кременевская М.И. Потери при замораживании и холодильном хранении дикорастущих ягод // Электронное периодическое издание Интернет-газета Холодилыцик.1Ш [Электронный ресурс]. - № 2. -

2009. - Режим доступа: http://vvww.holodilshchik.ru/index_holod ilshchik_best_ article_issue_2_2009.htm 4

96. Холодильная техника и технология / Под. ред. A.B. Руцкого. - М.: ИНФРА-

М, 2000. - 286 с. ?

97. Хрипко И.А., Кожухова М.А. Изменение углеводного комплекса топинам- * бура при замораживании и хранении // Известия вузов. Пищевая технология. - № 4. - 2003. - С. 72-73.

98. Хуссейн Мохаммед Маграбие Слама Совершенствование процесса замораживания в технологии вакуум-сублимационной сушки пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2011. - 26 с.

99. Шавра В.М. Основы холодильной техники и технологии. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 272 с.

100. Шахмеликян Г.Б. Совершенствование процесса и аппарата флюидизацион-ного замораживания растительной продукции с использованием воздушной турбохолодильной машины. - Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М., 2008. -25 с.

101. Шейхмагомедова Г.Н. Сортовые и технологические особенности хранения и переработки плодов хурмы восточной в условиях южного Дагестана. - Ав-тореф. дис. ... канд. с-х. наук. - Махачкала, 2012. - 24 с.

102. Шишкина Н.С. Технология производства быстромороженных овощей и ягод с применением низкотемпературной установки / Н.С. Шишкина, H.JI. Лежнева, О.В. Карастоянова, К.П. Венгер, О.А. Феськов, Г.Б. Шахмолекян // Продукты длительного хранения. - № 3. - 2008. - С. 2-3.

103. Шишкина Н.С. Криогенное замораживание ягод, плодов и овощей / Н.С. Шишкина, Н.Л. Лежнева, О.В. Карастоянова, К.П. Венгер, О.А. Феськов // Производство и реализация быстромороженных продуктов. - № 6. - 2004. -С. 34-37.

104. Шишкина Н.С. Техника и технология холодильной обработки плодов и овощей // Пищевая промышленность. - № 9. - 2005. - С. 9.

105. Шляховецкий В.М. Достижения и проблемы криологии: задачи теории и практики применения охлаждающих эффектов. - Монография. - Краснодар,

2002. - 220 с.

106. Щеглов Н.Г. Холодильная технология пищевых продуктов. - Пятигорск,

2003.-264 с.

107. Эрлихман В.Н., Фатыхов Ю.А. Консервирование и переработка пищевых продуктов при отрицательных температурах. - Калининград: КГТУ, 2004. -248 с.

108. Эрлихман В. Н. Разработка принципов повышения эффективности технологических процессов холодильных производств. — Автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Красноярск: КГТУ, 2005. - 49 с.

109. Ball М.С., Wolfe J., Canny M., Nicotra A.B., Hughes, D. "Space and time dependence of temperature and freezing in leaves of snow gum seedlings (Eucalyptus pauciflora)" // Journal of Functional Biology. 2002, 29. pp. 1259-1272.

110. Bryant G., Koster K.L., Wolfe J. "Membrane behavior in seeds and other systems at low water content: the various effects of solutes" // Seed Science Research.

2001, 11. pp. 17-25.

111. Chirstopher J. Kennedy "Managing frozen food" // Woodhead Publishing, 2000. 286 p.

112. Davies P.L., Baardsnes J., Kuiper M.J., Walker V.K. "Structure and function of antifreeze proteins" // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2002.Vol. 357, № 1423, pp. 927-935.

113. Denlinger D.L., Joplin K.H., Chen CP. et al. "Cold shock and heat shock" // Insects at Low Temperature / Eds: Lee R.E. Jr. New York, London: Chap-man&Hall, 1991, pp. 131-148.

114. Gustavo V. Barbosa-Canovas, Bilge Altunakar, Danilo J. Mejia-Lorio "Freezing of fruit and vegetables" // Food and agriculture organization of the united nations, Rome, 2005, 76 p.

115. Kmiecin Waldemar, Lisiewaka Zoffia, Supski Jacek "Effects of freezing and storing of frozen products on the content of nitrates, nitrites and oxalates in dill" // Food chemistry, № 1, 2004. pp. 105-111.

116. Yoon, Y. H., Pope, J. and Wolfe, J. "Freezing stresses and hydration of isolated cell walls" // Cryobiology, 2003, 46. pp. 271-276.

117. Wolfe, J., Bryant, G. and Koster, K. "What is "unfreezable water", how unfreeza-ble is it and how much is there?" // Cryoletters, 2002, 23. - pp. 157-166.

118. Zeki Berk "Food Process Engineering and Technology," Amsterdam, Boston, London: Academic, 2009, 605 p.

119. http://ru.wikipedia.org/wiki/^,HMeTHJicyjib(J)OKCHji

120. http://ru.wikipedia.org/wiki/KpHonpoTeKTop

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Рисунки

Рисунок 1 - Аппаратурно-технологическая схема промышленной линии по

производству фруктовых и овощных криопорошков.............................................. 9

Рисунок 2 - Шаровая криомельница......................................................................... 16

Рисунок 3 - Схема устройства для пневморазделения криоизмельченных пищевых продуктов......................................................................................................... 18

Рисунок 4 - Структурная схема исследований........................................................ 40

Рисунок 5 - Экспериментальная установка для криоконсервирования плодов

субтропических культур............................................................................................. 41

Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки для криоконсервирования

плодов субтропических культур диоксидом углерода............................................ 41

Рисунок 7 - Схема экспериментальной установки для криоконсервирования

плодов субтропических культур азотом................................................................... 43

Рисунок 8 - Экспериментальная установка для криоизмельчения плодов субтропических культур................................................................................................... 44

Рисунок 9 - Экспериментальная установка для криосепарации криопорошков,

получаемых из плодов субтропических культур..................................................... 45

Рисунок 10 - Примерный график результатов определения реологических показателей свежих и дефростированных плодов субтропических культур............ 50

Рисунок 11 - Эскизы инденторов для определения реологических показателей

свежих и дефростированных плодов субтропических культур.............................. 51

Рисунок 12 - Результаты органолептической оценки свежих плодов фейхоа и

хурмы............................................................................................................................ 55

Рисунок 13 - Строение кристаллов соков плодов фейхоа и хурмы после замораживания при I =-18...-25 °С................................................................................... 56

Рисунок 14 - Строение кристаллов соков фейхоа и хурмы после криоконсервирования С02 при I = -70.. .-78 °С............................................................................ 57

Рисунок 15 - Изменение усилия нагружения на плоды фейхоа и хурмы............. 59

Рисунок 16 - Кинетика изменения усилия нагружения на плоды фейхоа и хур-хур- 60

мы..................................................................................................................................

Рисунок 17 - Плод фейхоа после ЭМП НЧ-обработки........................................... 62

Рисунок 18 - Усилие нагружения на плоды фейхоа и хурмы до и после обработки ЭМП НЧ............................................................................................................ 63

Рисунок 19 - Плазмолиз клеток плодов субтропических культур в результате

обработки ЭМП НЧ..................................................................................................... 64

Рисунок 20 - Влияние способов обработки криопротектором (пектином) и замораживания на усилие нагружения на плоды фейхоа сорта «Крымский ранний».............................................................................................................................. 66

Рисунок 21 - Предельное усилите нагружения на обрабатываемые гидрофильными криопротекторами нарезанные плоды фейхоа и хурмы после криокон-

сервирования................................................................................................................ 68

Рисунок 22 - величина деформации обрабатываемых гидрофильными криопротекторами нарезанных плодов фейхоа и хурмы после криоконсервирова-

ния................................................................................................................................. 68

Рисунок 23 - Параметры обработки гидрофильными криопротекторами нарезанных плодов фейхоа и хурмы................................................................................. 70

Рисунок 24 - Предельное усилие нагружения на обрабатываемые гидрофильными криопротекторами целые плоды фейхоа и хурмы после криоконсерви-

рования......................................................................................................................... 72

Рисунок 25 - Величина деформации обрабатываемых гидрофильными криопротекторами целых плодов фейхоа и хурмы после криоконсервирования......... 72

Рисунок 26 - Оптимальное время обработки гидрофильными криопротекторами целых плодов фейхоа и хурмы......................................................................... 74

Рисунок 27 - Наиболее оптимальная технология получения фракционированных тонкодисперсных криопорошков из плодов субтропических культур.......... 80

Рисунок 28 - Результаты органолептической оценки криопорошка, получаемого из плодов хурмы сорта «Яблочный»................................................................ 83

Рисунок 29 - Структурная схема производства фракционированных тонкодисперсных криопорошков из плодов фейхоа сорта «Крымский ранний» по усовершенствованным технологиям криообработки.................................................... 85

Рисунок 30 - Технологическая линия производства замороженных полуфабрикатов жидким диоксидом углерода....................................................................... 92

Рисунок 31 - Направления применения фракционированных тонко дисперсных

криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур.......................... 107

Рисунок 32 - Смесь фракционированных тонкодисперсных криопорошков....... 109

Таблицы

Таблица1- Сравнительная характеристика скороморозильных аппаратов.. 11

Таблица2 - Производительность азотных установок фирмы «Грасис»......... 14

ТаблицаЗ - Характерные размеры частиц для разных типов измельчения... 16

Таблица4 - Состав атмосферного воздуха........................................................ 17

Таблица5 - Инденторы для определения реологических показателей свежих и дефростированных плодов субтропических культур (рисунок 11)............ 51

Таблицаб - Химический состав свежих плодов фейхоа и хурмы................... 54

Таблица7 - Изменение массы плодов фейхоа и хурмы и параметры обработки ЭМП НЧ............................................................................................................ 62

Таблица8 - Результаты измерения реологических показателей обрабатываемых гидрофильными криопротекторами нарезанных плодов фейхоа и хурмы после криоконсервирования................................................................................ 69

Таблица9 - Коэффициент сопротивления деформации обрабатываемых гидрофильными криопротекторами нарезанных плодов фейхоа и хурмы после криоконсервирования................................................................................................. 69

ТаблицаЮ - Параметры изменения давления в вакуум-аппарате в процес- 71

се обработки плодов гидрофильными криопротекторами......................................

ТаблицаП - Результаты измерения реологических показателей обрабатываемых гидрофильными криопротекторами целых плодов фейхоа и хурмы после криоконсервирования........................................................................................... 73

Таблица12 - Коэффициент сопротивления деформации обрабатываемых гидрофильными криопротекторами целых плодов фейхоа и хурмы после

криоконсервирования................................................................................................. 73

Таблица13 - Доля извлекаемой из плодов фейхоа и хурмы влаги в вакуум-

аппарате........................................................................................................................ 75

ТаблицаН - Сравнение показателей принятого и разработанного способов

криоизмельчения плодов субтропических культур................................................. 76

Таблица 15 - Показатели криосепарации диоксидом углерода по габаритам

и массе криоизмельченных плодов фейхоа и хурмы............................................... 77

Таблица 16 - Состав фракций криопорошков, получаемых из плодов субтропических культур криосепарацией с помощью СОг по плотности и скорости витания................................................................................................................... 79

ТаблицаП - Химический состав криопорошков, получаемых из плодов

субтропических культур............................................................................................. 81

Таблица 18 - Параметры обработки плодов фейхоа и хурмы гидрофильными криопротекторами............................................................................................. 87

Таблица19 - Срок годности готовой продукции............................................... 91

Таблица 20 — Допустимый уровень содержания токсичных элементов и пестицидов фракционированных тонкодисперсных криопорошков......................... 99

Таблица21 - Микробиологические показатели фракционированных тонкодисперсных криопорошков.................................................................................... 100

Таблица 22- Органолептические показатели фракционированных тонкодисперсных криопорошков........................................................................................ 100

Таблица 23- Примеры смеси фракционированных тонкодисперсных криопорошков для использования в производстве хлебобулочных изделий сдобных 108 Таблица 24- Результаты органолептической оценки булочек сдобных

(апробация 1)............................................................................................................... 110

Таблица 25- Результаты органолептической оценки булочек сдобных

(апробация 2)............................................................................................................... 111

Таблица 26- Основные питательные компоненты булочек сдобных и

криопорошков для их изготовления.......................................................................... 111

Таблица 27- Среднее значение затрат на производство фракционированных тонкодисперсных криопорошков при обработке 1 т плодов хурмы сорта

«Яблочный»................................................................................................................. 115

Таблица28 - Масса нетто и розничная потребительская цена за фракции тонко дисперсных криопорошков, получаемых из плодов фейхоа и хурмы......... 116