Аннотация

Введение. Производство порошковых смесей в России, полученных из концентрированных соков (овощных, ягодных, фруктовых), сухой молочной сыворотки, сухого молока, различных ароматизаторов и др., затруднено из-за отсутствия эффективных технологий изготовления. Таким образом, важной задачей является создание технологического потока, в котором одновременное применение увлажняющих добавок и структурированных капиллярно-пористых гранул позволило бы скомбинировать полидисперсную систему с большой степенью надежности инстантирования. Целью работы является создание математической модели процесса гранулообразования дисперсных смесей для научного обоснования основ технологий получения быстрорастворимых многокомпонентных полидисперсных гранулированных напитков.
Объекты и методы исследования. В ходе проведения экспериментов применялся тарельчатый гранулятор с активатором. Исследовалась полидисперсная смесь на основе молочной сыворотки. Фракционный состав исследуемой смеси: шрот клюквы (20 %), молочная сыворотка (40 %), картофельный крахмал (5 %), сахарная пудра (20 %), премиксы (5 %) и др.
Результаты и их обсуждение. На основании предварительно полученных данных, а также данных, установленных экспериментальным путем, были получены сведения о влиянии режимов гранулирования, режимов работы гранулятора и фазового состава исходной смеси на характеристики полученного гранулированного продукта. Проверка результатов, полученных на основании расчетов математической модели процесса гранулирования с результатами экспериментальных исследований, показала, что постулированная модель с достаточной точностью отражает физическую сущность процесса гранулирования полидисперсных смесей на основе местного сырья и молочной сыворотки.
Выводы. Созданы методы и способы регулирования процесса гранулообразования полидисперсных смесей на основе молочной сыворотки в грануляторах тарельчатого типа. Разработана математическая модель процесса, сформированная на основании гипотезы о стохастическом характере протекающих процессов. Процесс гранулирования был описан как сочетание семи состояний в зависимости от гранулометрического состава и определенного времени гранулирования.

Ключевые слова

Полидисперсная смесь, молочная сыворотка, гранула, гранулирование, математическая модель

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Maskan, M. Production of pomegranate (Punica granatum L.) juice concentrate by various heating methods: Colour degradation and kinetics / M. Maskan // Journal of Food Engineering. – 2006. – Vol. 72, № 3. – P. 218–224. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.11.012.
2. Использование биологически активных веществ лекарственных растений Сибири в функциональных напитках на основе молочной сыворотки / С. А. Иванова, И. С. Милентьева, Л. К. Асякина [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2019. – Т. 49, № 1. – С. 14–22. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-1-14-22.
3. Влияние криопорошка «яблоко» на качество сывороточного напитка функционального назначения / А. П. Мансуров, В. А. Бочаров, Е. В. Пальчиков [и др.] // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. – 2019. – Т. 27, № 1. – С. 48–55.
4. Miraballes, M. Application of a pivot profile variant using CATA questions in the development of a whey-based fermented beverage / M. Miraballes, N. Hodos, A. Gambaro // Beverages. – 2018. – Vol. 4, № 1. DOI: https://doi.org/10.3390/beverages4010011.
5. Study of the process of concentration as a factor of product quality formation / A. L. Maytakov, S. T. Yusupov, A. M. Popov [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2018. – Vol. 6, № 1. – P. 172–181. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-172-181.
6. Harnessing the capabilities of spray granulation in the food industry for the production of functional foods / I. N. Tikhonova, A. M. Popov, N. V. Tikhonov [et al.] // Procedia Chemistry. – 2014. – Vol. 10. – P. 419–423. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proche.2014.10.070.
7. Bhattacharjee, C. Fruit juice processing using membrane technology: A review / C. Bhattacharjee, V. K. Saxena, S. Dutta // Innovative Food Science and Emerging Technologies. – 2017. – Vol. 43. – P. 136–153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2017.08.002.
8. Кравченко, Э. Ф. Состояние и перспективы использования молочной сыворотки / Э. Ф. Кравченко // Сыроделие и маслоделие. – 2000. – № 2. – С. 28–29.
9. Совершенствование технологического потока линии производства инстантированного киселя / К. Б. Плотников, А. М. Попов, И. Б. Плотников [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2020. – Т. 50, № 1. – С. 96–105. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-96-105.
10. Optimization of concentration process on pomelo fruit juice using response surface methodology (RSM) / S. Keshani, A. Luqman Chuah, M. M. Nourouzi [et al.] // International Food Research Journal. – 2010. – Vol. 17, № 3. – P. 733–742.
11. Моделирование технологий производства многокомпонентных гранулированных продуктов / А. Л. Майтаков, А. М. Попов, Н. Т. Ветрова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2018. – Т. 80, № 4 (78). – С. 63–68. DOI: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-63-68.
12. Wet-granulation process: phenomenological analysis and process parameters optimization / V. De Simone, D. Caccavo, G. Lamberti [et al.] // Powder Technology. – 2018. – Vol. 340. – P. 411–419. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.09.053.
13. Popov, A. M. Determination of dependence between thermophysical properties and structural-and-phase characteristics of moist materials / A. M. Popov, K. B. Plotnikov, D. V. Donya // Foods and Raw Materials. – 2017. – Vol. 5, № 1. – P. 137–143. DOI: https://doi.org/10.21179/2308-4057-2017-1-137-143.
14. Thapa, P. Recent trends and future perspective of pharmaceutical wet granulation for better process understanding and product development / P. Thapa, J. Tripathi, S. H. Jeong // Powder Technology. – 2019. – Vol. 344. – P. 864–882. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.12.080.
15. Maharjan, R. High shear seeded granulation: Its preparation mechanism, formulation, process, evaluation, and mathematical simulation / R. Maharjan, S. H. Jeong // Powder Technology. – 2020. – Vol. 366. – P. 667–688. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.03.020.
16. Shanmugam, S. Granulation techniques and technologies: Recent progresses / S. Shanmugam // BioImpacts. – 2015. – Vol. 5, № 1. – P. 55–63. DOI: https://doi.org/10.15171/bi.2015.04.
17. Диагностирование технологических параметров качества подсистемы коагуляционного структурирования гранул / Д. В. Доня, Е. С. Миллер, А. А. Попов [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6–6. – С. 1144–1148.
18. Идентификация процесса гранулирования инстантированных полидисперсных продуктов в тарельчатых грануляторах с активатором / А. М. Попов, М. А. Макковеев, Е. Б. Асташенко [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2010. – Т. 17, № 2. – С. 60–65.