CC BY
14
ТЕХНОЛОГИЯ
Теплофизические характеристики экстрактов
боярышника кроваво-красного и калины обыкновенной
А. Ф. Сорокопуд, В. В. Гриценко
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Одно из направлений в создании продукции повышенной пищевой ценности в производстве безалкогольной продукции — производство экстрактов с использованием местного плодово-ягодного сырья. Концентрированные плодово-ягодные экстракты содержат большое количество биологически активных веществ, могут длительно храниться, и отличаются простотой внесения в продукт, обеспечивая его оригинальность, хорошие органолептические показатели, а следовательно повышают его конкурентоспособность [1, 4].
Использование местного плодово-ягодного сырья в регионах Западной Сибири позволяет расширить сырьевую базу, снизить рынок продуктов питания, в состав которых входят искусственные, химически синтезированные вкусовые добавки, уменьшить затраты на перевозку полуфабрикатов, а следовательно снизить себестоимость продукции.
Один из способов получения концентрированных экстрактов — экстрагирование плодово-ягодного сырья водно-спиртовыми растворами с последующей деалкоголизацией и упариванием их, например, в роторном распылительном испарителе (РРИ) [2, 4].
Для выбора режимных параметров работы испарителя, в котором производятся деалкоголизация и упаривание
60^^ 25 70 20
50
Рис. 3. Зависимость коэффициента
теплоемкости экстрактов боярышника кроваво-красного от температуры и содержания сухих веществ
экстрактов, необходимо иметь численное значение коэффициентов теплопередачи как показателя интенсивности протекания тепловых процессов, происходящих при концентрировании экстрактов. Для изучения процессов теплообмена, установления рациональных и оптимальных режимов концентрирования экстрактов необходимо знать теплофи-зические свойства последних, их изменение в процессе концентрирования.
Теплофизические свойства экстрактов зависят от содержания в них экстра-
25^,^50 20 60
Рис. 1. Зависимость коэффициента теплопроводности экстрактов боярышника кроваво-красного от температуры и содержания спирта
60
25\^10 20 0
Рис. 4. Зависимость коэффициента
теплоемкости экстрактов калины обыкновенной от температуры и содержания спирта
гируемых веществ, химического состава, микроструктуры, предварительной термообработки, температуры.
Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию тепло-физических свойств: теплопроводности, удельной теплоемкости, температуропроводности экстрактов боярышника кроваво-красного и калины обыкновенной.
Исследования проводили в диапазонах: содержание сухих веществ Ссв от 5 до 65 мас. % с шагом 15 мас. %; содержание спирта Ссп от 0 до 60 об.% с шагом 15 об. %; температура t от 20 до 48 °С с шагом 7 °С.
Диапазон изменения параметров определяли, исходя из результатов исследования процессов экстрагирования (стационарный способ настаивания) и концентрирования экстрактов в РРИ (возможностей аппарата).
Исследование теплофизических свойств проводили с применением известных методик на изготовленных лабораторных установках.
Теплопроводность устанавливали сравнительным методом Христиансе-
25\„-60 ■
20 70
Рис. 2. Зависимость коэффициента теплопроводности экстрактов калины обыкновенной от температуры и содержания сухих веществ
на, удельную теплоемкость — калориметрическим методом [3, 4].
Коэффициент температуропроводности рассчитывали по полученным значениям, применяя известное выражение
а = X/ Ср.
(1)
Полученные экспериментальные данные были обработаны на ЭВМ в среде статистического пакета <^ТА-Т1£Т1СА-6.0», в результате найдены статистические модели, описывающие теплофизические свойства экстрактов.
Для коэффициента теплопроводности [Вт/ (м-К)] экстрактов боярышника кроваво-красного уравнение множественной регрессии имеет вид
2•2008
46
20 70
Рис. 5. Зависимость коэффициента
температуропроводности экстрактов калины обыкновенной от температуры и содержания сухих веществ
Рис. 6. Зависимость коэффициента
температуропроводности экстрактов калины обыкновенной от температуры и содержания спирта
X = 0,371044 - 0,001108С -
св „ ч
- 0,002072С + 0,002594^ (2)
' сп ) \ /
й = 92П,8 %.
Величина коэффициента множественной регрессии й показывает, что модель объясняет 92,8 % изменения коэффициента теплопроводности.
Для коэффициента теплопроводности экстрактов калины обыкновенной
X = 0,411525 - 0,002117С -
св
- 0,002164С + 0,001378^ (3)
сп
й = 91, 64 %.
Для удельной теплоемкости [кДж/ (кгК)] экстрактов боярышника кроваво-красного уравнение множественной регрессии имеет вид
С = 3,733037 - 0,019483С +
св
+ 0,000411 С + 0,013272^ (4)
сп
й = 96,1 %,
калины обыкновенной
С = 3,841309 - 0,021536С -
св
- 0,000575С + 0,009836^ (5)
сп
й = 988, 36 %.
Для коэффициента температуропроводности (м2/ с) экстрактов боярышника кроваво-красного
а = (0,097994 - 0,000168С -
св
- 0,000246С + 0,000381 О^Ю-3; (6)
й = 97,16 %,
калины обыкновенной
а = (0,107672 - 0,000421 С -
св
- 0,000297С + 0,0001610-10-3; (7)
сп
й = 98,44 %.
Для анализа теплофизических характеристик экстрактов рассмотрим частные зависимости в виде поверхностей
отклика на рис. 1-6, полученные в результате статистического анализа.
Из анализа данных, представленных на рис. 1-2, следует, что с ростом температуры теплопроводность экстрактов возрастает, причем эта зависимость практически линейная. С повышением концентрации сухих растворимых веществ, как и спирта, теплопроводность уменьшается.
Как следует из данных, представленных на рис. 3-4, с повышением температуры удельная теплоемкость экстрактов возрастает. С увеличением концентрации сухих веществ теплоемкость снижается, а с возрастанием содержания спирта увеличивается.
Коэффициент температуропроводности экстрактов с повышением температуры увеличивается, но снижается с возрастанием концентраций спирта и сухих веществ (см. рис. 5-6).
Результаты выполненных исследований могут быть использованы при расчете теплообмена в испарителе, при разработке технологии и аппаратурного оформления производства концентрированных экстрактов из ягод боярышника кроваво-красного и калины обыкновенной.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурачевский И. И., Скрипник К. И. Современные способы получения полуфабрикатов ли-кероводочного производства. — М., 1981.
2. Сорокопуд А. Ф. Разработка и совершенствование роторных распылительных аппаратов с целью интенсификации процессов в гетерогенных газожидкостных системах: Дис... д-ра техн. наук. — КемТИПП, 1998.
3. Гинзбург А. С., Громов М. А., Красовская Г. И. Те-плофизические характеристики пищевых продуктов. — М., 1990.
4. Третьякова Н. Г. Совершенствование технологии производства пищевых продуктов с использованием роторного распылительного испарителя: Дис. канд. техн. наук. — Кемерово: КемТИПП, 2002. &
Процесс закрытия пабов ускоряется: до 30 в неделю...
По последним данным Британской ассоциации пива и пабов (БАПП) до сих пор закрытие пабов происходило со скоростью 27 пабов в неделю — почти по четыре каждый день за последний год.
Нынешняя скорость закрытия в семь раз выше, чем в 2006 г. и в 14 раз выше, чем в 2005 г.
1409 пабов закрылись в 2007 г. Это очень значительное ускорение по сравнению с прошлыми годами. Число пабов сократилось в 2006г. В 2006 г. закрылось 216 пабов — по четыре в неделю, а в 2005 г. закрылось 102 — по два в неделю.
У городских пабов до сих пор были самые большие убытки, 2 % всех городских пабов было закрыто за последние шесть мес. Пабы, не имеющие возможности обеспечить привлекательного места вне помещения для курильщиков и те, которые не концентрируются на продаже продуктов питания, особенно сильно столкнулись с трудностями.
При данной скорости закрытия во многих селах Великобритании в следующие несколько лет уже вообще не будет пабов.
Продажа пива в пабах — основа нашего бизнеса — сейчас находится на самом низком уровне со времен Великой Депрессии 30-х гг. прошлого века. Это еще больше указывает на то, что необходимо заморозить налог на пиво в госбюджете этого года, по мнению БАПП. Пабы сегодня продают на 14 млн пинт в день меньше, чем в 1979 г., когда продажи достигли рекордно высокого уровня. Кроме того, повышение цен в пивоваренной отрасли, а также цен на продукты питания и электроэнергию очень негативно отразились на бизнесе.
Общие объемы продаж алкоголя в пабах упали приблизительно на 6 %% за последние 12 мес. В то время, как продажи продуктов питания возросли, чистая прибыль уменьшилась также из-за дополнительных затрат, связанных с продажей продуктов питания.
«Некоторые комментаторы хотели бы заставить нас поверить, что бизнес пабов начал процветать после введения Закона о лицензиях в 2005 г., — отметил г-н Хейуорд, главный исполнительный директор БАПП. — Ничто не так далеко от истины. Отрасль сталкивается с очень тяжелыми условиями торговли, в результате чего сотни пабов во всей стране закрываются. Сейчас не время оказывать дальнейшее законодательное или налоговое давление на большое национальное и общественное достояние. Важнейшая часть Британской экономики и социальной жизни сталкивается с самыми суровыми трудностями за последние десятилетия. При увеличении давления и издержек будет потеряно еще большее количество любимых в Британии общественных пабов».
Цифровые данные были подготовлены компанией CGA Strategy для Британской ассоциации пива и пабов.
Британская ассоциация пива и пабов — ведущая организация Соединенного Королевства, представляющая пивоваренную и пивную отрасль. Ее члены производят 98 %% пива в Соединенном Королевстве и являются собственниками почти 2/3 из 58 000 пабов в Великобритании. &
2. 2008 пшо.шшитта
47
