Аннотация

Introduction. The mechanical characteristics of foam gelatin broth make it a promising material for studying the process of obtaining dry gelatin. The preliminary foaming of the product and the use of infrared (radiation) energy supply during its dehydration can significantly improve the process. Study objects and methods. The research featured gelatinized gelatin broth prepared from fish wastes. The efficiency of the proposed drying method was assessed by comparative studies of the kinetics and intensity of convective and convective-radiation foam drying. Specific productivity of the process was selected as evaluation criterion. Results and discussion. The paper introduces a method of convective radiation foam drying of gelatinized fish broth. A set of experiments made it possible to define the optimal process conditions with the maximum yield of dry gelatin, i.e. 0.998 kg/(m2·h): initial concentration of solids in the product C = 0.24 kg/kg; temperature T = 292–295 K, humidity W = 50–60%; the speed of the drying agent v = 4–5 m/s; the initial diameter of the foam rod dI = 0,004 m; the density of the heat flux incident on one side of the rod E = 2.45 kW/m2; the wavelength of infrared emitters λ = 1.01–1.11 microns. The research revealed the effect of the main factors influencing the drying process on the approximating dependences of the specific yield of dry gelatin from a unit area of the working surface per unit of time. The introduction of radiation energy supply into the process of convective foam drying of gelatinized broth under rational conditions was three times as high as the specific productivity of the process. An analysis of the kinetics of convective and convective-radiation drying helped to obtain some functional dependences of the drying speed of the foamed gelatin broth extrusions from the concentration of dry substances in the product for the considered process conditions. An analysis of heat and mass transfer during convective-radiation foam drying was performed using the velocity curves. The nature of the change in the drying rate of the product proved typical of most biopolymers. Conclusion. The results obtained are applicable in the calculations of the productivity of drying equipment in dry gelatin production and other products with similar complex properties.

Ключевые слова

Коллаген, гель, инфракрасное излучение, пенослой, воздух, кинетика, штранг, стержень пены, тепломассообмен, сушка, Collagen, gel, infrared radiation, foam layer, air, kinetics, strang, foam rod, heat and mass transfer, drying

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gelatin handbook. Gelatin manufacturers institute of America. GMIA, 2019. – 26 p.
2. Gelatin Drying Technology (Gelatin Dryer) [Internet]. – Available from: https://gelatin.nl/home. – Date of the application: 12.08.2019.
3. Технология производства желатина [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://gelatin.by/partners/technology. – Дата обращения: 12.08.2019.
4. Characteristics and gelling properties of gelatin from goat skin as affected by drying methods / S. Mad-Ali, S. Benjakul, T. Prodpran [et al.] // Journal of Food Science and Technology. – 2017. – Vol. 54, № 6. – P. 1646–1654. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-017-2597-5.
5. Kusumaningrum, I. Extraction optimization and characterization of gelatine from fish dry skin of Spanish mackerel (Scomberromorus commersoni) / I. Kusumaningrum, Y. Pranoto, S. Hadiwiyoto // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2018. – Vol. 144, № 1. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/144/1/012036.
6. Hue, C. T. Physicochemical characterization of gelatin extracted from European perch (Perca fluviatilis) and Volga pikeperch (Sander volgensis) skins / C. T. Hue, N. T. M. Hang, R. G. Razumovskaya // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. – 2017. – Vol. 17, № 6. – P. 1117–1125. DOI: https://doi.org/10.4194/1303-2712-v17_6_05.
7. Асякина, Л. К. Возможность использования желатина как компонента для получения биоразлагаемых полимеров / Л. К. Асякина, Л. С. Дышлюк // Актуальные вопросы индустрии напитков. – 2017. – № 1. – С. 19–21.
8. Native and modified gelatin films produced by casting, extrusion, and blowing extrusion processes / C. Andreuccetti, T. Galicia-García, R. González-Nuñez [et al.] // Polymers from Renewable Resources. – 2017. – Vol. 8, № 1. – P. 11–26. DOI: https://doi.org/10.1177/204124791700800102.
9. Пахомова, Ю. В. Некоторые особенности кинетики инфракрасной сушки лигносульфоната во вспененном состоянии / Ю. В. Пахомова // Наука без границ. – 2018. – Т. 27, № 10. – С. 65–68.
10. Алексанян, И. Ю. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование: монография / И. Ю. Алексанян, А. А. Буйнов. – Астрахань : Астраханский государственный технический университет, 2004. – 380 с.
11. Алексанян, И. Ю. Анализ кинетики обезвоживания сульфонола / И. Ю. Алексанян, Э. П. Дяченко, В. В. Ермолаев // Химическая промышленность. – 2009. – № 3. – С. 150.
12. Olaniyan, A. M. Effect of foaming agent, foam stabilizer and whipping time on drying process of tomato paste under different drying equipment / A. M. Olaniyan, J. A. Adeoti, M. O. Sunmonu // International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing. – 2017. – Vol. 8, № 2. DOI: https://doi.org/10.1142/S1793962317400049.
13. Тормозов, И. В. Использование пен в пищевой промышленности / И. В. Тормозов // Образование и наука без границ: фундаментальные и прикладные исследования. – 2017. – № 6. – С. 356–358.
14. Дяченко, М. М. Технология кормовой муки из мясокостных тканей тюленей / М. М. Дяченко, Н. П. Боева, Э. П. Дяченко // Труды ВНИРО. – 2017. – Т. 166. – С. 159–178.
15. Трубилин, Е. И. Энергоемкость сушки растительного сырья: проблемы и пути решения / Е. И. Трубилин, Е. И. Виневский // Технический оппонент. – 2019. – № 1. – С. 48–53.
16. Фоменко, Е. В. Совершенствование процессов получения гранулированной клейковины пшеничной: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.18.12 / Фоменко Екатерина Валерьевна. – Краснодар, 2019. – 20 с.
17. Никулина, М. А. Совершенствование процесса инфракрасной сушки пищевой съедобной пленки: автореф. дис. …канд. техн. наук: 05.18.12 / Никулина Мария Александровна. – Санкт-Петербург, 2018. – 16 с.
18. Нугманов, А. Х.-Х. Изучение кинетики и анализ закономерности процесса формования штранга из рыбной фаршевой смеси / А. Х.-Х. Нугманов, А. И. Алексанян // Индустрия питания. – 2018. – Т. 3, № 3. – С. 46–51.
19. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования экспериментов / Ю. П. Грачев, Ю. М. Плаксин. – М. : ДеЛипринт, 2005. – 296 с.
20. Као Тхи Хуе. Обоснование и разработка технологии получения структурообразователя из кожи рыб: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.18.04 / Као Тхи Хуе. – М., 2012. – 25 с.
21. Ильясов, С. Г. Физические основы инфракрасного облучения пищевых продуктов / С. Г. Ильясов, В. В. Красников. – М. : Пищевая промышленность, 1978. – 359 с.