Кузнецов А.Л. Совершенствование технологии консервирования плодоовощной продукции с использованием электростатического поля

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, Московский государственный университет пищевых производств» (ФГБОУ ВО «МГУПП»), 2017. — 154 с. Специальность: 05.18.01 − «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства». Научный руководитель: д.б.н., проф. Никифорова Л.О.Цель и задачи исследования. Целью исследований являлась разработка технологии консервирования плодоовощной продукции с использованием воздействия электростатического поля, позволяющего увеличить срок сохранности исходного сырья, обеспечить безопасность готового продукта и процессов на производстве.
Научная новизна Научно доказана и экспериментально подтверждена целесообразность использования электростатического поля в технологии консервирования плодоовощной продукции, заключающаяся в обработке воздуха, водной среды и поверхности продукта на технологических этапах консервирования. Раскрыт механизм активации водных систем под воздействием постоянного ЭСП, заключающийся в образовании газовой фазы, содержащей метастабильные частицы, в том числе озон, пероксид водорода и молекулярный водород. Раскрыт механизм воздействия ЭСП на структуры плодоовощной продукции, связанный с капиллярно-пористой структурой тканей, позволяющий замедлить выход влаги из продукции наружу. Впервые получены данные о влиянии присутствия тяжелых металлов на образование молекулярного водорода при электростатической обработке растворов. Теоретически обоснованы и практически подтверждены интервалы численных значений напряженностей ЭСП ( ⃗⃗ > 55 кВ/м) для процессов ингибирования роста микроорганизмов плодоовощной продукции в оборотных и сточных водах. Научная новизна подтверждена тремя патентами РФ.
Практическая значимость. Усовершенствована технология консервирования плодоовощной продукции с использованием электростатической обработки без химических консервантов, в процессе которой замедляется выход влаги из свежей плодоовощной продукции, ингибируется рост микроорганизмов за счет образования метастабильных кислородсодержащих соединений. Выявлены режимы обработки ЭСП для активации деятельности микроорганизмов при условии использования ЭСП 6 < ⃗⃗ < 55 кВ/м. Установлены интервалы значений напряженности ЭСП 20 < ⃗⃗ < 25 кВ/м, обусловливающие наибольшую эффективность очистки сточных вод овощеперерабатывающих предприятий. Предложена конструкция, защищенная патентом № 2550830 «Фильтр для предварительной очистки воды», и способ очистки оборотной воды на стадии предварительной мойки томатов, включающий предварительную фильтрацию от крупных частиц и взвеси с последующей ЭСО при 100 < ⃗⃗ < 120 кВ/м. Разработана и изготовлена опытно-промышленная установка, защищенная патентами № 129929 «Анаэробный биореактор с электростатическим активатором», № 163496 «Погружной электростатический активатор» для уточнения режимных параметров обработки свежей плодоовощной продукции, поступающей на последующее хранение или переработку, с целью снижения микробиологической обсемененности и для осуществления процесса очистки сточных вод крестьянского (фермерского) хозяйства (КФХ) «ДАНС». Разработана технологическая инструкция по электростатической обработке томатов, проведены опытно-промышленные испытания технологии электростатической обработки на КФХ «ДАНС», что подтверждено актом апробации.Содержание
Основные условные обозначения
Введение
Обзор литературы
Современное состояние технологий сохранения плодоовощной продукции и уровень технических решений
Биохимические и химические способы обработки и консервирования пищевых продуктов
Физико-химические способы обработки и консервирования пищевых продуктов
Использование электростатических полей на предприятиях пищевой промышленности
Высоковольтные источники питания, используемые в перерабатывающей промышленности
Технологические процессы на овощеперерабатывающих предприятиях и характеристика образующихся процессовых и сточных вод
Экспериментальная часть
Экспериментальные установки и методики исследований
Изучение воздействия электростатического поля на водные растворы
Продление сроков сохранности свежей плодоовощной продукции с
применением электростатического поля
Применение ЭСП при подготовке сырья к транспортировке плодоовощной продукции
Снижения бактериальной обсемененности при расфасовке плодоовощной продукции в ЭСП
Использование ЭСП для интенсификации конвекционной сушки плодоовощной продукции
Изучение влияние электростатического поля на микроорганизмы
Снижение бактериальной обсемененности томатов в процессе ЭСО
Создание опытно-промышленной установки для обработки процессовых вод
Применение ЭСО для интенсификации процесса очистки оборотных и сточных вод в процессе мойки плодоовощной продукции
Физическая модель процесса активации бактериальной взвеси в сооружениях биологической очистки сточных вод
Апробация конструкций аппаратов с использованием ЭСП
Использование ЭСП в технологических процессах на овощеперерабатывающих предприятиях
Эксплуатационная безопасность электростатических установок на овощеперерабатывающих производствах
Технико-экономическая эффективность электростатической обработки
Выводы и основные результаты
Практические предложения
Список использованной литературы
Приложения