УДК 664.8

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ НИЗКОЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Касьянов Г.И.1, Сязин И.Е.2
1ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», д.т.н., профессор
2ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», аспирант. И.Е. Сязин

Аннотация
Исследовано влияние низкочастотного электромагнитного поля на пищевое растительное сырье. Дана оценка перспективам применения электромагнитного поля низкой частоты в холодильном производстве.

Ключевые слова: замораживание, киви, растительное сырье, сублимация, фейхоа, хурма, электромагнитное поле низкой частоты


THE TECHNOLOGY OF PROCESSING OF VEGETATIVE RAW MATERIALS BY THE LOW FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD

Kasyanov G.I.1, Syazin I.E.2
1FSBEI HPE Kuban State Technological University, Dr. Sci. Tech., professor
2FSBEI HPE Kuban State Technological University, post-graduate

Abstract
In the article has been investigated the impact of the low frequency electromagnetic field on food vegetative raw materials. Also in the article have been estimated the application pespectives of the low frequency electromagnetic field in the refrigerator technology.

Keywords: electromagnetic field of law frequency, feijoa, freezing, kiwi, persimmon, sublimation, vegetative raw materials


Рубрика: Общая рубрика

Библиографическая ссылка на статью:
Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Технология обработки растительных продуктов низкочастотным электромагнитным полем // Сельское, лесное и водное хозяйство. 2012. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://agro.snauka.ru/2012/05/306 (дата обращения: 01.05.2017).

Задача пищевой технологии последних лет состоит в увеличении сроков хранения пищевого сырья. Главным фактором, обусловливающим продолжительность хранения, является наличие влаги, особенно это касается растительных продуктов, количество влаги в которых колеблется в широких пределах от 85 до 95 %.

Для уменьшения влагосодержания в сырье применяется технология сублимационной сушки.

Во время сублимации влага испаряется через микропоры и трещины, образовавшиеся в процессе замораживания в результате кристаллобразования, тем самым повреждая ткани плода. Как следствие, продукт теряет от 40 до 80 % биологически активных веществ.

На данный момент не предложено эффективной технологии производства высушенных растительных продуктов с наличием большого удельного количества биологически активных веществ.

Электромагнитное поле низкой частоты (ЭМП НЧ) рассматривается как один из главных факторов, способных повлиять на более эффективный выход влаги из продукта.

Исследовано воздействие электромагнитного поля низкой частоты (ЭМП НЧ) на влагосодержание растительных продуктов.

Опыт осуществлялся следующим образом. Нарезанный на кусочки одинакового диаметра (толщиной 10 мм) продукт проходил контрольное взвешивание, затем помещался в камеру с высокой относительной влажностью (с целью минимизации усушки продукта), где подвергался воздействию низкочастотного электромагнитного поля в течение 30 минут в диапазоне частот от 16 до 22 с применением свиппирования.

С целью проверки относительной усушки контрольный продукт располагался на 180 минут на открытый воздух при низком влагосодержании.

После контроля массы обработанный ЭМП НЧ продукт располагался в те же условия, что и продукт сушенный, т.е. на 180 минут под открытый воздух с целью сушки и определения количества извлеченной из связанного состояния влаги.

Определение массы извлеченной из внутриклеточного состояния влаги определялось на основе сопоставления данных по относительному проценту усушки с необработанным продуктом (таблица 1-2).

 

Таблица 1. Изменение массы растительных продуктов после обработки ЭМП НЧ и сушки, г

Продукт

Диапазон частот, Гц

Масса до обработки/сушки, г

Масса после

30-мин. обработки ЭМП НЧ (контроль), г

Масса после

90-мин. сушки, г

Параметры среды

t, °С

Время

обработки/сушки мин

φ, %

при ЭМП НЧ

при сушке

при ЭМП НЧ

при сушке

Киви сорта«Хейворд»

б/о

18,19

17,50

12-15

18

–/90

75

16-22

18,17

18,10

16,86

30180

95-98

Фейхоа сорта«Крымский ранний»

б/о

8,68

8,34

–/180

16-22

8,54

8,49

7,95

30/180

95-98

Хурма сорта«Яблочный»

б/о

23,40

22,20

–/180

16-22

23,46

23,37

21,07

30/180

95-98

Хурма сорта «Шоколадный королек»

б/о

30,37

28,96

–/180

16-22

30,18

30,02

27,69

30/180

95-98

П р и м е ч а н и я1 б/о – без обработки ЭМП НЧ.2 Для продукта, обработанного ЭМП НЧ время сушки – 30 минут, время обработки НЧ ЭМП – 30 минут, для продукта б/о – 30 минут сушки.

3 Скорость движения воздуха при сушке на открытом воздухе составляла от 5 до 10 м/с.

 

В таблице 2 представлены результаты измерения массы растительных продуктов в после обработки ЭМП НЧ и сушки в процентах.

 

Таблица 2. Изменение массы растительных продуктов после обработки ЭМП НЧ и сушки, %

Продукт

Диапазон частот, Гц

Масса до сушки, г

Масса после сушки, г

Изменение массы

после

180-мин. сушки, %

Киви сорта«Хейворд»

б/о

18,19

17,50

3,79

16-22

18,10

16,86

6,85

Фейхоа сорта«Крымский ранний»

б/о

8,68

8,34

3,91

16-22

8,49

7,95

6,36

Хурма сорта«Яблочный»

б/о

23,40

22,20

5,12

16-22

23,37

21,07

9,84

Хурма сорта «Шоколадный королек»

б/о

30,37

28,96

4,64

16-22

30,02

27,69

7,76

 

На наш взгляд показатели изменения массы недостаточны для определения влияния ЭМП НЧ на влагопереход. Ведь большая часть влаги все же остается в продукте в несвязанном межклеточном состоянии. Более определенный анализ можно сделать на основе определения твердости продукта до и после ЭМП НЧ-обработки.

На рис. 1-4 представлены графики усилия нагружения при заданной величине деформации растительных продуктов до и после обработки ЭМП НЧ.

Из-за геометрических особенностей в отличие от определения массы обработанного фейхоа, где использовались нарезанные плоды, анализ реологических характеристик производился на цельном плоде. Соответственно НЧ ЭМП обрабатывался цельный плод фейхоа.

 

зеленая - свежий, красная - после обработки 30 мин. ЭМП НЧ

Рис. 1. Изменение усилия нагружения киви до и после обработки ЭМП НЧ

 

светло-коричневая - свежийкрасная - после обработки 30 мин. ЭМП НЧ

Рис. 2. Изменение усилия нагружения фейхоа до и после обработки ЭМП НЧ

оранжевая– свежий, красная – после обработки 30 мин. ЭМП НЧ

Рис. 3. Изменение усилия нагружения хурмы сорта «Яблочный» до и после обработки ЭМП НЧ

 желтая – свежий, красная – после обработки 30 мин. ЭМП НЧ

Рис. 4. Изменение усилия нагружения хурмы сорта «Шоколадный королек» до и после обработки ЭМП НЧ

 

Из сопоставления данных графиков усилия нагружения с массой после 30-минутной обработки ЭМП НЧ (табл. 1) можно утверждать, что влага внутри продукта переходит в несвязанное состояние.

В таблице 3 приведены результаты исследования влияния ЭМП НЧ на изменение усилия нагружения на растительные продукты.

 

Таблица 3. Влияние ЭМП НЧ на изменение усилия нагружения на растительные продукты

Продукт

Диапазон частот, Гц

Среднее усилие

нагружения

в 4 точках, г

Максимальное усилие

нагружения, г

Киви сорта

«Хейворд»

б/о

413,75

665

16-22

291,25

485

Фейхоа сорта

«Крымский»

б/о

858,75

1375

16-22

612,50

985

Хурма сорта

«Яблочный»

б/о

2841,25

5480

16-22

2176,25

4865

Хурма сорта

«Шоколадный королек»

б/о

1645,00

3350

16-22

1372,50

2785

 

Как видно из представленных таблиц и рисунков в подтверждение выдвинутой теории, ЭМП НЧ способствует уменьшению тургора тканей и переходу связанной влаги в межтканевое пространство продукта (рис. 5), благодаря чему процесс сублимации осуществляется с большей эффективностью. Эффективность достигается благодаря неповреждающему воздействию сублимации на ткани биологического материала во время извлечения влаги через микропоры и трещины, а также большим количеством извлеченной влаги в исходном продукте и меньшим временем процесса сублимации.

 Рис. 5. Фактор воздействия ЭМП НЧ на клетку растительного продукта

В ходе исследования обработанных ЭМП НЧ плодов на поверхности была замечена влага, а при приложении усилия смятия из нарезанного киви влага легко сочилась на поверхность. Цельный плод фейхоа на поверхности имел темные пятна с впадинами, при работе на смятие продукт подвергался упруго-пластической деформации. Это подтверждает предыдущую работу [1, 2] по исследованию реологических характеристик субтропических фруктов.

Исходя из представленных экспериментальных данных, рекомендуется обрабатывать растительные продукты ЭМП НЧ для большего количества сублимированной влаги и повышению количества остаточных биологически активных веществ.


Библиографический список
  1. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Реологические характеристики криолабильных растительных продуктов // Современные научные исследования и инновации. – Декабрь, 2011. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://web.snauka.ru/issues/2011/12/5988
  2. Касьянов Г.И., Сязин И.Е. Техника и технология криообработки пищевого сырья. Часть II. Монография. Краснодар: Экоинвест, 2012. 192 с.


Все статьи автора «Ivan»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: