Извлечение ценных компонентов из растительного сырья сжиженным диоксидом углерода Текст научной статьи по специальности «Математика»

13. Шляховецкий В.М., Касьянов Г.И. Технологические особенности поточного контактного взаимодействия жидких пище -вых продуктов с диоксидом углерода // Холодильная техника. -2001. - № 6. - С. 14-15.

14. Шаззо Р.И., Касьянов Г.И. Функциональные продукты питания. - М.: Колос, 2000. - 248 с.

15. Татарченко И.И., Касьянов Г.И. Получение информации о качестве чая с помощью экспресс-методов // Докл. Россельхо-закадемии. - 2003. - № 2. - С. 48-50.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 07.02.07 г.

664.8.035.1

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦЕННЫХКОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ СЖИЖЕННЫМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА

B.С. КОРОБИЦЫН, В.А. БИРБАСОВ, А. С. БОРОДИХИН,

C.В. БЕЛОУСОВА

Кубанский государственный технологический университет

При экстракции различных веществ из сложных биополимерных матриксов, к каким относится природное растительное сырье, используемое в пищевой и фармацевтической промышленности - цветы, травы, ягоды, корнеплоды и др. - происходит не только выделение необходимого отдельного химически чистого вещества, но и одновременная экстракция нескольких веществ, близких по сродству к применяемому типу растворителя. При этом каждое из экстрагируемых веществ несомненно влияет на эффективность процесса экстракции всех остальных. Процесс совместного выделения нескольких веществ из сложного химического соединения с помощью определенного растворителя называют соэкстракцией. Очевидно, для дальнейшего совершенствования процессов экстракции важно уметь учитывать эффекты соэкстракции, что позволяет глубже понять механизм экстракции и дает возможность управлять этим процессом в заданном направлении.

Процесс соэкстракции нескольких веществ может быть описан в рамках линейной модели системой обыкновенных дифференциальных неоднородных уравнений [1]

х = Ах + Ъ, х е К" (1)

с начальным условием х(0) = 0,

где х - вектор концентраций экстрагируемых веществ; Атхт - матрица, элементы которой ау определяют влияние концентрацииу-го ве-щества в растворе на эффективность экстракции /-го вещества; Ъ е К" - вектор, координаты Ъ, которого равны скорости экстракции /-го вещества в начальный момент времени.

Влияние эффектов соэкстракции определяется значениями элементов матрицы а/у и координат вектора Ъ. Зависимость именно этих коэффициентов от условий опыта - условий проведения процесса - важна при изучении особенностей процесса экстракции с целью его совершенствования и управления им.

Отметим, что прямых методов определения указанных коэффициентов нет. Эксперимент позволяет только получить кинетические зависимости х,(/), / = = 1, 2, ..., т для каждого /-го вещества, экстрагируемого в данном опыте. Используя разработанный ранее метод для определения параметров динамических систем [2], рассмотрим, как на основании данных по кинетике

экстракции отдельных продуктов получить оценки параметров ау и Ъ1 для процесса соэкстракции х/(^ в смеси из нескольких веществ.

Пусть экспериментальные данные х^4) - концентрации /-х веществ в моменты времени 4 - являются сеточными функциями, заданными на сетке Г = {4|к = 1, 2, ..., п} со значениями х,, которые определяют в фазовом пространстве К" некоторую сеточную кривую х(4). Аппроксимируем эту сеточную кривую решением х(/, 0) = (х^ 0), ..., Х"((, 0))т уравнения (1) на промежутке / е Яр. Координаты вектора параметров 0 - искомые коэффициенты ау и Ъ/, поэтому р = т(т + 1). Из множества решений системы (1) необходимо выбрать такую траекторию х(/, 0) в фазовом пространстве, которая наиболее близка к заданной сеточной кривой х(4). В качестве критерия близости удобно выбрать минимум функционала

т п

Ф(х, 0) = (х, - х1 (Г,, 0 ))2. (2)

/= 1 к= 1

Функционал Ф(х, 0) представляет собой сумму квадратов отклонений в фазовом пространстве К" экс -периментальных значений х/к сеточной кривой от значений функции х(, 0) - решения уравнения (1) в точках 4. Его можно понимать и как квадрат расстояния между функциями х(4) и х(/, 0) в банаховом пространстве. В случае нормального распределения ошибок в экспериментах по кинетике экстракции минимизация функционала (2) по отношению к 0 эквивалентна максимальному значению функции максимального правдоподобия для вектора 0. Таким образом, задача состоит в том, чтобы найти такое значение вектора 0*, при котором функционал (2) имеет минимальное значение.

Для решения задачи используем необходимое условие экстремума функционала

#Ф(х, 0) =0 .

#0, ’

у 1 2 ..., p,

которое равносильно системе из р уравнений, нелинейных относительно неизвестного вектора 0*.

" " (х, - х, , в)) = 01 (3)

/= 1 к = 1 #0 у

] = 1 2 .., р-

Для численного решения системы (3) с помощью итерационного процесса разложим в окрестности некоторой точки 00 решение системы (1) х(ґ, 0) в ряд Тейлора

х(4, 0) = х(4, 0 °)+

Е #хі (ґк ,0) | Е #0

(0, -00)$ 0(|0—001)2.

(4)

Отбросим величины второго порядка малости. Подставляя (4) в (3), получим систему алгебраических уравнений, линейную относительно приращений

0і-0іо:

ЕЕЕ

і = 1 к= 1 , = 1

#х (ґк 0) #х (4, 0)

#0, #0*

(0і — 00) =

т п

=" Е (хк— х(1к, 0>))

#хі (ік, 0 )| #0,

І = 1, 2 •••, Р.

В векторной форме последняя имеет вид

иТ (гк, 00 )и(Гк, 00 )50 =

Г) и(ік, 00 )((хк — х(ік, 00))

(5)

где итхр((к, 00) - матрица с элементами и, = дхі(ґк 0)/Э0, при 0 = 00, 8 = 0 - 00; Хк - значение вектора сеточной кривой в точке с номером к в фазовом пространстве Я”; х(ґк, 00) - решение уравнения (1) при ґ = ґк, 0 = 00.

Матрица и является х(4, 00) решением на траектории системы (1) матричного линейного неоднородного уравнения

и = ри + 2

с начальным условием и(О) = 0 тХр, где матрицы РтХт и 2тХр - производные Фреше от правой части системы (1) соответственно по переменным х и 0:

Р = Бх (Ах + Ь) = А;

2 = £>0(Ах + Ь).

Таким образом, все необходимые составляющие для решения системы (5) находятся из решения системы дифференциальных уравнений

х = А 0х (ґ, 00) + Ь0; и=А°и(ґ, 00) + 2(х)

(6)

можно положить, что величина 01 = 00 + 5° будет уточненной, по сравнению с 00, оценкой вектора параметров 0 и может использоваться для последующего улучшения решения, если в приведенном выше алгоритме

вместо значения 00 положить 01. Таким образом, начи-

п0

ная с некоторого значения 0 , наидем последовательность векторов {0к}

0к = 0к-1 + 5 к-1, к = 1, 2, ...,

предельный элемент которой является решением 0* нашей задачи:

Отметим, что рассмотренный выше алгоритм ре -шения задачи по существу является модификацией метода Ньютона - Гаусса и, следовательно, обладает всеми присущими этому методу свойствами относительно сходимости, устойчивости и единственности решения. Отличие применяемого метода в том, что аппроксимирующая кривая и ее производные по вектору параметров априори неизвестны и вычисляются на каждой итерации путем численного решения системы (6). Такой подход не только значительно расширяет круг проблем, решаемых в настоящее время с помощью нелинейного анализа, но и позволяет глубже понять проблему устойчивости алгоритма решения многих задач в нелинейном регрессионном анализе, в том числе и данной задачи. Так, нами установлено, что характер устойчивости алгоритма зависит от вида фазового портрета системы (1). В частности, если экспериментальные данные, определяющие значения сеточных функций, лежат в окрестности неподвижной точки системы (1) типа устойчивый (или неустойчивый) узел, то матрица ^ = X киТ{ 4, 0)Ц4, 0) будет плохо обусловленной. Следовательно, малые изменения в начальных данных приводят к большим ошибкам при определении вектора поправок 5, т. е. алгоритм итерационного процесса становится неустойчивым.

Как правило, большая часть экспериментальных данных по кинетическим характеристикам расположена в фазовом пространстве в окрестности неподвижной точки типа устойчивый узел, вследствие чего алгоритм Ньютона - Г аусса может плохо сходиться к решению 0*. Поэтому, не меняя ничего по существу решения задачи (3), мы использовали алгоритм, предложенный в работах [3, 4], который в современной литературе носит название метода Левенберга - Марквардта [1]. Согласно ему вектор поправок 51, определяемой на /-й итерации, в нашем случае находится из уравнения

(8)

на отрезке / е [0, 4] при указанных выше начальных условиях, где матрица А0 и вектор Ъ0 соответствуют значению 0 = 00.

Найденное при решении системы (5) значение 50 минимизирует сумму квадратов

п / \ 2

Ф0(х,0) = " (х, -х(4,00)-и(4,00)50* (7)

к= 1 4

и является в фазовом т-мерном пространстве оценкой наименьших квадратов для вектора 0-00. Поэтому

где т є Я; Э = diagF;/= ЕЦь 00)(хк - х(Гь 00)).

Параметр т принимается малым, если матрица Л не является плохо обусловленной, и в этом случае алгоритм вычисления аналогичен методу Ньютона - Гаусса. Если же матрица Л плохо обусловлена, то параметр выбирается большим, и матрица Л + \Ю является положительно определенной с диагональным преобладанием. Алгоритм вычисления вектора поправок 8 в этом случае аналогичен градиентному методу.

Алгоритм Левенберга - Марквардта удобен еще в одном отношении. Известно, что метод Ньютона - Г а-

т

п

*= 1 к=1

п

к= 1

усса быстро сходится, если вектор начального приближения расположен вблизи от искомого решения 0*. Однако практически выбрать 00 вблизи 0* очень трудно. Поэтому при произвольном выборе 00 на начальном этапе вычислений предпочтительней использовать градиентный метод оптимизации, работающий более эффективно в той области параметрического пространства Яр, которая находится вдали от искомой точки 0*. Использование соотношения (8) позволяет легко организовать вычислительный процесс таким образом, чтобы обеспечить высокую скорость сходимости итерационного процесса. Для этого вычисления начинаются при больших значениях коэффициента т, соответствующих градиентному методу на начальном этапе вычислений, а по мере приближения к искомому решению 0* происходит переход к малым значениям т, соответствующим методу Ньютона - Гаусса.

Нами получены оценки эффектов соэкстракции для двухкомпонентной смеси. Опыты проводили на экспериментальном заводе КНИИХП по технологии экстрагирования жидким диоксидом углерода. В опытах использовали измельченную сухую смесь жома облепихи и почек гвоздики в соотношении 9 : 1. Жом из ягод облепихи образуется в значительном количестве как вторичный пищевой ресурс при производстве облепихового масла и содержит до 16% экстрактивных веществ, в основном Р-каротина. В почках гвоздики содержится до 16-18% экстрактивных веществ, преимущественно фенолэфир, эвгенол, наличие которого в среде экстрагируемых веществ, как известно, значительно повышает эффективность процесса экстракции. Также у эвгенола обнаружены высокие антиоксидант-ные свойства, что существенно для длительного хранения купажа без потери пищевых и лечебных свойств. Процесс экстракции проводили при давлении 5,8 МПа и температуре 20° С. Продолжительность экстракции составила 110 мин, кинетические характеристики регистрировались через 5-10 мин.

Для двухкомпонентной смеси система (1) может быть записана в виде

Таблица 1

х = а11х + а12у + Ь1; у = а21х + а22у + Ь2,

(9)

где х и у - концентрации каротиноидов и эвгенола.

Результаты расчета по модели (9) приведены в табл. 1.

Для сравнения нами определены параметры аі,, Ь(, = 1, 2) процесса с учетом и без учета эффектов соэкстракции. В последнем случае а12 = а21 = 0, и система (9) распадается на два независимых уравнения. В результате расчетов получены следующие оценки параметров процесса экстракции (значения координат вектора 0*):

При учете эффектов соэкстракцииБез учета эффектов соэкстракции

а11 = -0,0413 а12 = 0,2473 Ь1 = 0,3863

а21 а22 Ь 2

-0,0032

-0,0041

0,0638

а11 = -0,0229

а12 = 0

Ь1 = 0,4900

а21 = 0 а22 = -0,0476 Ь = 0,0827

ґ, мин ^ксп % xрасч, % .Уэксп % урасч %

0 0,000 0,000 0,000 0,000

5 2,100 1,922 0,330 0,301

10 3,900 3,801 0,660 0,565

20 7,200 7,344 1,060 0,997

30 10,300 10,396 1,340 1,304

40 13,000 12,927 1,490 1,511

50 15,000 14,933 1,570 1,640

60 16,400 16,454 1,650 1,708

70 17,500 17,550 1,670 1,733

80 18,400 18,287 1,710 1,729

90 18,800 18,751 1,720 1,707

100 18,900 19,001 1,720 1,675

110 19,100 19,095 1,710 1,638

Результаты расчетов показывают, что при использовании математической модели, учитывающей эф-

фекты соэкстракции, получено значительно меньшее значение функционала Ф(х, 0), значит, такая модель более адекватно описывает процесс, нежели модель без учета эффектов соэкстракции. Обратим внимание на относительно большое положительное значение параметра й\2 = 0,2473 в модели (9), которое свидетельствует, что эвгенол значительно усиливает эффективность экстракции каротиноидов. Напротив, малая отрицательная величина коэффициента а21 = -0,0032 говорит о некотором подавлении каротиноидами скоро -сти экстракции эвгенола. Изучение количественных зависимостей коэффициентов а у и Ъ от условий протекания процесса экстракции - температуры, давления, соотношения компонентов в смеси и др. - важно для понимания качественных особенностей процесса и для управления им в заданном направлении.

Иногда дифференциальные уравнения процесса экстракции записывают в другом, более естественном виде:

х/ = а(хш - х/) + ХРх, / = 1, 2, ..., т; (10)

/■* ]

Ф(х, 0) = 0,147; Ф(х, 0) = 2,128; Ф(х, 0) = 0,0027,

где в качестве параметра входит х0; - равновесное значение концентрации /-го вещества в растворе.

Предложенный нами метод можно использовать для расчета параметров а/, х0* и Ру в модели (10) несмотря на нелинейность уравнений по этим параметрам. Однако легко видеть, что параметры модели (10) связаны простыми соотношениями

а/ = йа; х0/ = Ъ/ай; йу = Ру, (/ Фу)

с параметрами модели (1), которая предпочтительней в силу линейности дифференциальных уравнений по параметрам.

Для изучения экстракционных возможностей сжиженных газов при различных температурных режимах сконструирован экспериментальный измерительный стенд, включающий экстракторы низкого - до 7 МПа -и высокого - до 40 МПа - давления, конденсаторы, сборники, теплообменники.

Предварительно измельченное сырье загружают в сетчатые кассеты и помещают в герметичный экстрактор с самоуплотняющимся люком. Затем сырье обрабатывают жидким или газообразным растворителем, и из мисцеллы выделяется чистый экстракт, а растворитель регенерируется и возвращается в систему.

Кинетика экстракционного процесса с учетом циркуляции регенерируемого экстрагента описывается системой уравнений

йС,

йґ

= —а(С. -С,) ;

йС±

йґ

■ = а (С. — Сг)—уС,

с естественными начальными условиями: С.(0) - заданная начальная концентрация сухих растворимых веществ в сырье; С(0) = 0 - где С, и С. - концентрация сухих растворимых веществ в экстрагенте и сырье; а -некоторый коэффициент, характеризующий скорость

массообмена; у = — —, ё - полная масса экстрагента.

ё йґ

Интегрирование этой системы позволяет решать как прямую задачу массообмена для указанных условий - определение С(ґ), С.(ґ) при заданном а, так и обратную - определение параметра по результатам лабораторного эксперимента.

Рациональная технология переработки растительного сырья с целью получения экстрактов, содержащих биологически активные вещества, для более полного их извлечения и сохранения должна осуществляться в щадящих условиях, для чего оптимально применение легколетучих химически инертных растворителей.

В связи с этим перспективным представляется при -менение в качестве растворителей сжиженных газов, позволяющих добиться снижения температурных режимов в процессе экстракции и при дистилляции, что во многом определяет выход и качество извлекаемых лабильных компонентов. Применение сжиженных газов дает возможность извлечь и сохранить в естественном сочетании жирные кислоты, терпеноиды, жирорастворимые вещества - витамины Е, Б, К, каротин. Эти растворители инертны, не требуют нагрева выше 40°С, их пары вследствие высокой плотности вблизи критической точки полностью вытесняют воздух [5]. Экстракты, получаемые с помощью сжиженных газов, представляют собой натуральные концентраты без растворителя.

В России и за рубежом широко используется сжиженный газ - жидкий диоксид углерода (СО2), находящийся на линии насыщения.

Растворимость ряда веществ в жидком диоксиде углерода представлена в табл. 2.

Таблица 2

Вещество и его характеристика Формула Молекулярная Плотность Показатель Растворимость

масса при 20° С преломления в СО2

Лимонен (моноциклический углеводород с двумя двойными связями а- и /-формы)

Фелландрен (моноциклический углеводород с двумя двойными связями, формы: й, а-Р; /, а-Р)

Пинены (бициклические углеводороды с одной двойной

Терпеновые углеводороды С10Н16 136,2

С10Н1

С10Н16

136,2

136,2

связью, формы: /, а-Р; й, а-Р)

Сесквитерпеновые углеводороды Кадиен (бициклический углеводород с двумя двойными

связями, формы: Р, у, 8)

Кариофиллен (бициклический углеводород с двумя двойными связями, формы: а, Р-; /, Р-)

п-Цимол (изопропилтолуол)

С15Н2

С15Н2

204,3

204,3

Ароматические углеводороды С10Н14 134,2

Хамазулен

Дециловый

С10Н1

184,3

0,8419

0,8410

0,85 8 5

0,9239

0,8995

0,85 5 6

0,9883

1,4726

1,4772

1,4657

1,5059

1,4962

1,4903

Алифатические спирты

С10Н21ОН 158,3 0,8297

1,4372

1 : 0,3 50%

1 : 0,5 полн.

1 : 1 75%

1 : 0,3 40%

1 : 0,5 полн.

1 : 1 95%

1 : 0,3 30%

1 : 0,5 60%

1 : 1 85%

1 : 0,3 30%

1 : 0,5 60%

1 : 1 80%

1 : 0,3 30%

1 : 0,5 60%

1 : 1 80%

1 : 0,3 40%

1 : 0,5 70%

1 : 1 90%

1 : 0,3 30%

1 : 0,5 60%

1 : 1 90%

1 : 0,3 50%

1 : 0,5 полн.

1 : 1 полн.

Окончание табл. 2

Вещество и его характеристика Формула Молекулярная масса Плотность при 20°С Показатель преломления Растворимость в СО 2

1 : 0,3 50%

Гексенол С10Н11ОН 100,2 0,8508 1,4380 1 : 0,5 полн. 1 : 1 полн.

Терпеновые и сесквитерпеновые спирты

1 : 0,3 50%

Линалоол (алифатический, третичный, формы: 4 1) С10Н17ОН 154,2 0,8652 1,4638 1 : 0,5 полн. 1 : 1 90%

Терпенол (моноциклический третичный, с одной двойной связью, формы: dl а,у; 1, а, у) С10Н17ОН 154,2 - 1,4808 1 : 0,3 50% 1 : 0,5 полн. 1 : 1 95%

Алифатические насыщенные и ненасыщенные альдегиды

1 : 0,3 40%

Дециловый С10Н20О 155,3 0,8502 1,4287 1 : 0,5 полн. 1 : 1 90% 1 : 0,3 50%

Гексиленовый С6Н10О 98,1 0,8491 1,4390 1 : 0,5 полн. 1 : 1 95%

Терпеновые альдегиды

1 : 0,3 40%

Цитраль (алифатический) С10Н16О 152,2 0,8895 1,4890 1 : 0,5 полн. 1 : 1 полн.

Терпеновые кетоны

Карвон (моноцикличный с двумя двойными связями, формы: dl 1) С10Н14О 150,2 0,9659 1,4949 1 : 0,3 40% 1 : 0,5 полн. 1 : 1 полн. 1 : 0,3 25%

Камфора С10Н16О 152,2 0,994 - 1 : 0,5 70% 1 : 1 60%

Фенолы и фенолэфиры

1 : 0,3 25%

Эвгенол С10Н12О2 164,2 1,0664 1,5400 1 : 0,5 70% 1 : 1 60%

Тимол С10Н14О 150,2 - 1,5227 То же

Карвокрол С10Н14О 150,2 - 1,5234 »

Жирные кислоты

1 : 0,3 30%

Миристиновая С13Н27СООН 228,2 0,8620 - 1 : 0,5 90% 1 : 1 80%

Пальмитиновая С15Н31СООН 256,2 - - То же

Приведенные данные показывают, что полная рас-

Наибольшая растворимость фенолов и фенолэфи-

творимость терпеновых углеводородов в диоксиде уг- ров в диоксиде углерода - 70% - наблюдается при солерода наблюдается при соотношении 1 : 0,5, а наи- отношении 1 : 0,5; жирных кислот - 90% - также при

большая растворимость одного из терпенов - пинена соотношении 1 : 0,5.

при соотношении 1 : 1.

Сесквитерпеновые углеводороды (кадиен, карио- литература

филлен) растаоряЮТМ в диоксиде углеродадо 80% при 1. Касьянов Г.И., Сидоров С.В. Оценка эффектов соэкс -

соотношении 1 : 1. Ароматические углеводороды при тракции в линейной математической модели процесса // Науч. тр.

этом соотношении растворяются на 90%, а алифатиче- КНИИХП «Хранение и переработка с/х продукции». - Краснодар:

ские спирты - полностью. 1998' - С' 47-54

„ 2. Сидоров С.В., Сагайдак Г.А., Круглова И.А. Матема-

Терпеновые и сесквитерпеновые спирты, в частно-

1 1 1 тическое обоснование эффекта соэкстракции // Там же. - С. 69-70.

сти линалоол, при соотношении 1 : 1 растворяются на 3. Сагайдак Г.А., Касьянов Г.И. Теория и практика газо-

90%, терпенол - на 95%. жидкостной экстракции. - Краснодар: Сов. Кубань, 2004. - 160 с.

4. Сагайдак Г.А., Касьянов Г.И. Теория и практика технологии газожидкостной экстракции. - Краснодар: КНИИХП, 2004. - 156 с.

5. Силинская С.М. Сжиженный и сжатый диоксид углеро -да как растворители // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. с меж-

дунар. участием «Пищевая промышленность: Интеграция нации, об -разования и производства». - Краснодар: КубГТУ, 2005. -

С. 340-341.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 07.02.07 г.

678.027.3(043.2)

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОР УДОВАНИЕ ЭКСТР УЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

О.Ю. АЛФЕРНИКОВ, А.С. ЩУБКО

Кубанский государственный технологический университет ЗАО «Время и К» (Санкт-Петербург)

ООО «Аграрно-промышленные технологии» (Краснодар)

Экструзионная обработка растительного и животного сырья дает возможность охватить значительный спектр пищевых ресурсов и комплексно их использовать. Применение экструзионных технологий для изготовления полуфабрикатов и готовых продуктов общего, детского, геродиетического, лечебно-профилактического и диетического назначения позволяет сбалансировать их макро- и микронутриентный состав. Экструзионное обезвоживание сырья обеспечивает длительные сроки хранения продуктов в нерегулируемых температурных условиях [1-3].

Экструзионная технология позволяет получать сухие продукты с развитой пористой структурой, многокомпонентные по составу и различной конфигурации [4]. Современное экструзионное оборудование как импортного, так и отечественного производства, является высокопроизводительным и обладает эксплуатационной надежностью. Так, ООО ИПП «Продмаш» (Новосибирск) производит линии для выпуска крупяных палочек, колечек, шариков, хрустящих хлебцев, хрустящих трубочек, подушечек с начинкой, закусочных сухариков и шоколадных конфет. При этом используется крупяной комплекс - перловая, ячневая, гороховая, кукурузная крупы.

В ОАО «Юнайтед Бейкерс-Псков» постоянно ведутся исследовательские работы по созданию новых рецептур, совершенствованию технологий, поиску новых возможностей применения экструзионных полуфабрикатов в различных отраслях пищевой промышленности. Плодотворно развивается сотрудничество с ведущими учеными Института питания РАМН, Воронежской государственной технологической академии, Кубанского государственного технологического университета, Калининградского государственного технического университета, зарубежными специалистами.

В декабре 2003 г. на псковском предприятии осуществлен запуск новой линии для производства экс-трудатов. Легкие полноценные завтраки для детей и взрослых под торговой маркой «Любятово», детские завтраки новой премиальной марки «Крек и Крекси», экструзионные полуфабрикаты, производимые по тех-

нологии FUNTEX, поставляются более чем в 30 регионов России, а также в страны ближнего зарубежья.

В Краснодарском крае сухие продукты экструзионной технологии (СПЭТ) вырабатывают на предприятии ООО «Сухие завтраки» (ст. Северская) на оборудовании английской фирмы APV Baker: экструдерах MPF-100 для производства подушечек с начинкой и VPF-250 - для зерновых продуктов. В качестве сырья используют кукурузную, овсяную, пшеничную рисовую и соевую муку, соль, сахар, солод, сухое молоко, растительное масло, крахмал кукурузный, какао-порошок.

Английская фирма Unilever и нидерландская Protecon, производящие продукты питания целевой группы, выпускают текстураты для изготовления колбас методом соэкструзии на линиях производительностью 1,5 т/ч. Фирма Simon Food (США) вырабатывает сухие завтраки на зерновой и комбинированной основе методом экструзии при пониженном давлении. Фирма Textruder Engineering AG (Португалия) выпускает диетические продукты, продукты детского питания и быстрорастворимые супы на экструдерах с двумя коническими шнеками, позволяющими изменять температуру и давление по длине корпуса. Производительность таких линий до 4 т/ч. Китайская компания Shandong Sinoglory Protein Co. Ltd производит пищевые соевые волокна на линиях производительностью до 3 т/ч.

Продукты быстрого приготовления существенно изменили привычки в питании людей и широко используются населением многих стран в качестве готовых завтраков и продуктов оздоровительного питания. Известно, что в США рынок готовых к употреблению продуктов и легких закусок ежегодно увеличивается на 3%.

Объемы производства и применения текстуратов из разных видов сырья представлены на рис. 1 и 2.

На оборудовании предприятий ЗАО «Время и К» и ООО «Аграрно-промышленные технологии» [5, 6] мы использовали различные режимы экструзионной обработки растительного и животного сырья, технологические параметры которых приведены в таблице.

Таблица

Режим экструзии

Влажность массы, %

Давление, МПа

Холодная Теплая Г орячая

> 28 24-30 14-20

< 10 9-12 12-20