Исследование и разработка процессов производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки тема диссертации и автореферата по ВАК 05.18.12, кандидат технических наук Ермолаев, Ярослав Юрьевич

Диссертация и автореферат на тему «Исследование и разработка процессов производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки». disserCat — научная электронная библиотека.
Автореферат
Диссертация
Артикул: 473251
Год: 
2013
Автор научной работы: 
Ермолаев, Ярослав Юрьевич
Ученая cтепень: 
кандидат технических наук
Место защиты диссертации: 
Москва
Код cпециальности ВАК: 
05.18.12
Специальность: 
Процессы и аппараты пищевых производств
Количество cтраниц: 
122

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ермолаев, Ярослав Юрьевич

Введение.

Глава 1. Обзор научно-технической литературы.

1.1 Технологический поток как система процессов.

1.2 Промышленное производство напитка на основе модифицированного картофельного крахмала.

1.3 Характеристика используемого сырья для напитка.

1.4 Теоретические основы процесса смешивания сыпучих сред.

1.5 Задачи исследования.

Глава 2. Исследование технологических свойств ячменного крахмала.

2.1 Методическое обеспечение исследования.

2.2 Микроисследование строения зерен ячменного крахмала.

2.3 Исследование реологических свойств суспензий ячменного крахмала.

2.4 Экструзионная обработка ячменного крахмала.

2.5 Краткие выводы.

Глава 3. Диагностика существующей технологической системы производства.

3.1 Методическое обеспечение.

3.2 Построение операторной модели.

3.3 Экспериментальные исследования и результаты диагностики.

3.4 Краткие выводы.

Глава 4. Исследование и оптимизация ведущего процесса технологии: смешивания исходных компонентов.

4.1 Теоретические основы процесса центробежно-лопастного смешивания исходных компонентов напитка.

4.2 Методы оценки качества процесса смешивания исходных компонентов.

4.3 Методика исследования и оптимизации процесса центробежно-лопастного смешивания исходных компонентов.

4.4 Краткие выводы.

Глава 5. Технология напитка на основе ячменной муки как система процессов.

5.1 Обоснование выбора использования ячменной муки.

5.2 Операторная модель производства напитка на основе ячменной муки.

5.3 Оценки уровня организации технологического потока.

5.4 Краткие выводы.

Глава 6. Практические результаты исследования.

6.1 Рецептуры быстрорастворимых напитков.

6.2 Машинно-аппаратурное оформление технологического потока для малых предприятий.

6.3 Краткие выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Исследование и разработка процессов производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки"

В соответствии с государственной политикой РФ в области здорового питания разработаны «Основы государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 г.» (распоряжение Правительства РФ № 1873-р от 25.10.10 г.). Они планируют наращивание производства пищевых продуктов, в том числе функционального питания. В связи с этим большое внимание уделяется разработке новых видов продуктов питания с использованием растительного сырья, богатого витаминами и микроэлементами. При употреблении напитков из сырья растительного происхождения не замечено отрицательных последствий не вызывает привыкания при длительном применении, они обладают тонизирующими и стимулирующими свойствами.

Производство полноценной и здоровой пищи во все времена являлось одной из самых важнейших задач, стоящих перед человечеством. Сырье растительного происхождения является источником практически всех необходимых организму макро- и микронутриентов. Неотъемлемую часть рациона питания человека составляют продукты переработки зерна ячменя. В значительной мере удовлетворяют потребности организма в питательных веществах. Ячмень имеет достаточно сбалансированный химический состав, отличается высоким содержанием белка, витаминов группы В, растительного крахмала, благоприятным минеральным составом (по содержанию калия, кальция, кобальта, кремния превышает пшеницу). Также достаточно высоким содержанием пищевых волокон и водорастворимых веществ улучшающих пищеварение.

Основные тенденции развития современного уровня технологии изготовления сухих продуктов показывают, что в других странах разрабатывают способы получения продуктов в гранулах, вместо изготовления сухих продуктов в виде порошков. Рост потребления безалкогольных напитков благоприятно влияет на оздоровление общества, они увеличивают ассортимент напитков и могут снизить употребление человеком алкоголя.

За последние пять лет в экономически развитых странах увеличивается производство концентратов напитков в виде растворимых гранул.

Быстрорастворимые гранулированные напитки широко распространены в Японии, странах Европейского союза, США, доля производства быстрорастворимых гранулированных напитков составляет 17%. Это связано с такими достоинствами, как: длительный срок хранения, удобство в употреблении и не требуется большая тара при перевозке и др.

Дефицит так называемых макро- и микронутриентов оказывает наиболее негативное влияние на здоровье населения страны, особенно школьников и студентов.

Актуальность проведения данной работы заключается в необходимости разработки нового вида напитка на основе ячменного крахмала.

Анализ современного уровня технологии изготовления сухих продуктов и основных тенденций ее развития показывает, что вместо изготовления сухих продуктов в виде порошков во многих странах разрабатывают и внедряют способы получения продуктов в гранулах.

Производство сухих гранулированных напитков на основе растительного сырья дает возможность получать новые виды пищевых продуктов, которые обладают повышенной питательной ценностью.

Целью настоящей работы является научное обоснование и создание системы процессов технологии гранулированного напитка на основе ячменной муки, оптимизация процесса смешивания компонентов быстрорастворимого гранулированного напитка, как определяющего целостность технологического потока.

Научную концепцию работы составляет системный подход к техническому решению технологической задачи получения быстрорастворимого напитка на основе ячменной муки.

Научные положения, выносимые на защиту:

-диагностика и оценка качества системы процессов для производства быстрорастворимых гранулированных напитков;

-анализ технологии производства быстрорастворимых гранулированных напитков как системы процессов;

-технологические свойства ячменного крахмала, обеспечивающие эффективность ведущих процессов;

-система процессов и система машин для получения быстрорастворимых гранулированных напитков.

Научная новизна работы состоит в следующем:

-установлены закономерности строения технологии производства быстрорастворимого гранулированного напитка как системы процессов;

-выявлены основные закономерности процесса смешивания компонентов готового продукта;

-изучено строение зерен картофельного и ячменного крахмал; -установлены реологические свойства ячменного крахмала и муки для производства быстрорастворимых гранулированных напитков;

-установлена закономерность развития технологии производства быстрорастворимого гранулированного напитка как системы процессов. Практическая значимость работы:

-разработана система процессов производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муке;

-предложена усовершенствованная конструкция центробежно-лопастного смесителя;

-составлена рецептура быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки;

-скомпонована поточная линия производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки;

-подана заявка на способ получения быстрорастворимого пищевого напитка, входящий № 065984, регистрационный № 2012140915;

-разработана технологическая инструкция и технические условия по производству быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлены, обсуждены и доложены на IV конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии «Научно-инновационные технологии как основа продовольственной безопасности РФ» (Москва, 2010); на V конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии «Современные методы направленного изменения физико-химических и технологических свойств сельскохозяйственного сырья для производства продуктов здорового питания» (Москва, 2011); на Ежегодной Всероссийской научно-практической конференции Россельхозакадемии «Научно-инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания» (Углич, 2012); работа заслушана на Ученом Совете Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки, (Москва, 2013).

Заключение диссертации по теме "Процессы и аппараты пищевых производств", Ермолаев, Ярослав Юрьевич

Общие выводы и предложения

1.Проведены исследования реологических свойств ячменного крахмала, проведена экструзионная обработка ячменного крахмала. Доказана возможность использования ячменного крахмала для производства быстрорастворимых гранулированных напитков;

2.Выполнена диагностика существующей технологической системы, которая позволила определить подсистему, вносящую наибольший вклад в нестабильность технологической системы: подсистему В образования гранул;

3.Установлено влияние на качество смешивания исходных компонентов напитка конструктивных факторов, которые позволили предопределить рациональную конструкцию смесителя;

4.Количественно оценены уровни организации известной и адаптированной технологии изготовления быстрорастворимого гранулированного напитка, из которых видно, что стабилизация процесса в технологической линии производства быстрорастворимого гранулированного напитка привели к увеличению уровня целостности технологической системы с -0,40 до -0,11 за одну смену.

5.Разработана рецептура быстрорастворимого гранулированного напитка на основе ячменной муки. Быстрорастворимый гранулированный напиток на основе ячменной муки внедрен в производство на предприятии ООО НПО «Здоровое питание» (г. Кемерово). Разработан пример машинно-аппаратурного оформления линии для малых предприятий производства быстрорастворимых гранулированных напитков на основе ячменной муки. Подана заявка на способ получения быстрорастворимого пищевого напитка, входящий № 065984, регистрационный № 2012140915. Гранулированный напиток на основе ячменной муки может быть применен при создании продуктов для людей, находящихся в автономных условиях, в том числе для экипажей космических станций.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ермолаев, Ярослав Юрьевич, 2013 год

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 280с.

2. Андреев Н.Р. Основы производства нативных крахмалов. М.: Пищепромиздат, 2001. 289 с.

3. Андреев С.П. Оценка стабильности производства при управлении качеством пищевой продукции. М.: МГУ1111, 2001. 138 с.

4. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. Ленинград: Изд-во Ленинградского университета, 1971. 76 с.

5. Бакин И.А., Маньянов В.И. Совмещение процессов смешивания и диспергирования в центробежном аппарате. Техника и технология пищевых производств: Сб.науч.работ. Кемерово: КемТИПП, 2006. с. 1416.

6. Бакин И.А., Иванец В.Н. Теоретические и практические аспекты разработки центробежных смесителей для переработки дисперсных материалов: Монография. Кемерово: КемТИПП, 2007. 154 с.

7. Бакин И.А. Математическое моделирование на основе стохастического подхода процесса смешивания дисперсных материалов. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2008. 165 с.

8. Баранцева Е.А., Мизонов В.Е., Хохлова Ю.В. Процессы смешивания сыпучих материалов: моделирование, оптимизация, расчет. Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», 2008.116 с.

9. Богатырев А.Н., Масленникова O.A., Нечаев А.П. Приоритеты развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях АПК: механизм формирования и реализации (Часть I). М.: Пищевая промышленность, 1995. 176 с.

10. Богатырев А.Н., Масленникова O.A., Панфилов В.А. и др. Приоритеты развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях АПК: механизм формирования и реализации (Часть III). М.: Издательский комплекс МГАПП, 1995. 160 с.

11. Блох Л.С. Основные графические методы обработки опытных данных. Ленинград: Ленгорполиграфиздат, 1951. 164 с.

12. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. 416 с.

13. Вареных Н.М., Веригин А.Н., Джангирян В.Г., Емельянов М.В. Химико-технологические агрегаты смешивания дисперсных материалов. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2001. 340 с.

14. Генералов М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии: Уч. пособие для вузов. Калуга: Изд-во Н.1. Бочкаревой, 2002. 592 с.

15. Гуськов К.П., Мачихин Ю.А., Мачихин С.А., Лунин JI.H. Реология пищевых масс. М.: Пищевая промышленность, 1970. 208с.

16. Дерягин Б.В., Чураев Б.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985. 398 с.

17. Доня Д.В., Леонов A.A. Инженерная реология: учебное пособие. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 2008. 123 с.

18. Зенкова А.Н., Каминский В.П., Пятницкая И.Н., Панкратьева И.А., Давыдова И.А., Политуха О.В. Крупяные продукты как компонент здорового питания. М.: ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии, 2008. 72 с.

19. Иванец В.Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков : Автореф. дисс. д-ра техн. наук: 05.18.12. Одесса, 1989. 32 с.

20. Иванец В.Н., Федосенков Б.А. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов при непрерывной и дискретной загрузке смесительного агрегата. Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1988. № 5. с. 68-72.

21. Иванец В.Н., Бакин И.А. Новая конструкция центробежного смесителя для порошкообразных материалов. Известия вузов. Пищевая технология. 2000. № 1, с.73-75.

22. Иванец В.Н., Романов A.C., Зверев В.П. Смешивание компонентов при изготовлении сухих зерновых завтраков. Пищевая промышленность. 2002. № 5. с. 26-27.

23. Иванец В.Н., Бакин И.А., Иванец Г.Е. Центробежный смеситель для дисперсных комбинированных продуктов. Молочная промышленность. 2000. № 10. с.40-42.

24. Иванец Г.Е., Ратников С.А., Бакин И.А., Зверев В.П. Разработка циркуляционного смесителя центробежного типа для получения сухих и увлажненных композиций. Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. №6. с. 60-61

25. Иванец В.Н., Бакин И.А., Бородулин Д.М. Новые конструкции центробежных смесителей непрерывного действия для переработки дисперсных материалов. Известия высших учебных заведений.28,29.30,3132,3336

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания.
В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Автореферат
200 руб.
Диссертация
500 руб.
Артикул: 473251