Анотація до роботи:

Варваріна Н.М. Розробка процесів сушіння плодів кизилу та продуктів на його основі. – Рукопис.

Дисертація на здобування наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. – Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М.Туган-Барановського, Донецьк, 2007.

Дисертацію присвячено теоретичному та експериментальному дослідженню і розробці процесів сушіння плодів кизилу та продуктів на його основі з застосуванням ПЗШ, кондуктивного способу сушіння плодового пюре та двохстадійного сушіння м’якоті плодів з виробництвом сухого розчинного продукту. Досліджено гідродинаміку ПЗШ плодів, кінетику сушіння в киплячому шарі та кондуктивного сушіння пюре, досушування гранул м’якоті в напівзрідженому шарі; аналітично досліджено закономірності тепло- та масообміну процесів сушіння, вплив основних факторів на динаміку вологовмісту продукту у процесі видалення вологи.

Вперше теоретично та експериментально розглянуто процес сушіння кісточкових плодів з урахуванням неоднорідності їх структури та форми плодів, виведено рівняння коефіцієнту форми тіла. Запропоновано новий спосіб обробки і узагальнення експериментальних даних на основі математичного опису нагріву тіла форми, близької до еліпсоїду обертання, за допомогою програмного комплекса ANSYS. Теоретично обґрунтовано та запропоновано графічний метод вирішення задачі вибору раціональних параметрів процесу сушіння термочутливих об’єктів з визначенням кінцевого показника якості продукту як критерія раціоналізації. Розроблено ряд прогресивних технологічних схем і вдосконаленого обладнання для переробки плодової сировини. Результати досліджень впроваджені у виробництво.

1. У дисертації наведені теоретичне узагальнення і нове розв’язання наукового завдання, що виявляється в рішенні задачі тепломасопереносу в процесі сушіння кісточкових плодів у ПЗШ з урахуванням їх еліпсоїдної форми та багатошарової структури, встановленні аналітичних залежностей основних параметрів, розробці раціональних режимів досліджених процесів сушіння плодів кизилу і продукції на їх основі та конструктивних рішень апаратного забезпечення.

2. Запропоновано математичну модель опису форми плодів з виведенням рівняння коефіцієнту їх сферичності. Підрахований за вказаною формулою коефіцієнт буде корисним для уточнення критеріальних рівнянь, які описують процес конвективного сушіння плодів з еліпсоїдною формою.

Для аналітичного опису конвективного сушіння плодів кизилу рекомендовано застосування програмного комплексу ANSYS, який дає змогу отримати в електронній версії картину розподілу температури по перетину плоду багатошарової структури у будь-який момент часу, а також побудувати графіки зміни температури вздовж будь-якої лінії, заданої в еліпсоїді.

3. Визначені геометричні, фізичні та ТФХ плодів кизилу та продуктів його переробки. Для кизилового пюре: середня питома теплоємність с = 3,6 кДж/(кгК), коефіцієнт теплопровідності = 0,47 Вт/(мК), густина =1087 кг/м³. Для кісточки одержано: с = 2,55 кДж/(кгК), = 0,2 Вт/(мК), = 800 кг/м³.

4. Динаміку конвективного сушіння плодів кизилу у ПЗШ описано на основі рішення рівняння нестаціонарної теплопровідності в плоді при виборі сферичної геометрії задачі з урахуванням реальної форми плодів кизилу у виді витягнутого еліпсоїда обертання та багатошарової структури. Одержані аналітичні залежності, які зв’язують більшість основних параметрів процесу сушіння плодів кизилу.

5. На основі результатів експериментальних досліджень рекомендовано наступні раціональні режими сушіння плодів кизилу у ПЗШ: температура сушильного агента – 90...100С; швидкість повітря – 5,5...6,0 м/с на початку і 4,5…4,6 м/с в кінці процесу; питоме навантаження на газорозподільну решітку – 50...80 кг/м². Для одержання плодового порошку рекомендовано двостадійний процес: конвективне сушіння плодів у ПЗШ до вологовмісту м’якоті 30…40% та подальша їх обробка в запропонованому протирально-сушильному апараті з відокремленням м’якоті від кісточки, її подрібнення та досушування до вологовмісту 6…10%. Рекомендовані раціональні параметри процесу: температура теплоносія – 70…85 С, швидкість теплоносія – 2,0…2,5 м/с. Проведені експериментальні дослідження кондуктивного сушіння плодового пюре дозволили рекомендувати наступні раціональні параметри: температура поверхні, що гріє 100…110 ⁰С, товщина шару 2…3 мм.

6. Досліджено біохімічний склад вихідної сировини та продуктів її переробки. Встановлено підвищену у порівнянні з відомими літературними даними кількість аскорбінової кислоти у плодах кизилу кримського звичайного на рівні 52,6 мг% та вперше визначено вміст каротиноїдів у розмірі 1,04 мг%. На основі встановленої високої антиоксидантної активності плодів кизилу і продуктів його переробки доведена можливість застосування їх у якості природ-них антиоксидантів. Запропонована методика визначення впливу температури і тривалості сушіння на якісні показники продукту – критерій раціоналізації температурного режиму процесу.

7. Запропоновані технології сушіння плодів кизилу у ПЗШ, виробництва пластованих напівфабрикатів на основі плодового пюре та гранульованого сухого продукту з м’якоті плодів. Розроблено конструкторську документацію на дві сушарки та протирально-сушильний апарат. Запропоновані технологічні процеси переробки кизилу апробовано на промислових виробництвах ННЦ НБС (м. Ялта), ПП «Денві» (м. Севастополь), конструкторсько-технічну документацію на сушильне обладнання передано для впровадження в ТОВ «ВИ-ВА-ЛТД» (м. До-нецьк) і АООТ «Донецький завод «Продмаш».

Публікації автора:

1. Варваріна Н.М. Харчова цінність кизилу та подальші перспективи науково-практичних розробок методів його переробки та використання // Обладнання та технології харчових виробництв.: Тем. зб. наук. праць.– Донецьк, ДонДУЕТ, 2003. – Вип.9 . – С.162-168.

2. Варваріна Н.М. Дослідження антиоксидантних властивостей кизилу та перспективи його використання / Н.М. Варваріна, А.К. Полонська, Г.Ф. Коршу-нова // Вісник ДонДУЕТ. Сер.: Техн. науки. – 2003. – №1(17). – С. 19-24.

Особистий внесок здобувача. Автору належать літературний огляд джерел, планування та проведення біохімічних досліджень, обробка результатів та підготовка матеріалу до публікації.

3. Варваріна Н.М. Використання продуктів комплексної переробки кизилу в лікувально-профілактичному харчуванні // Обладнання та технології харчових виробництв: Тем. зб. наук. праць. – Донецьк: ДонДУЕТ, 2004. – Вип.10. – С. 132-136.

4. Поперечний А.М. Розробка технологічних процесів виробництва пластованих напівфабрикатів на основі кизилу / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв: Зб. праць.: В 2 т. – Харків: ХНТУСГ, 2004. – Вип. 28. – Т.2. – С. 69-75.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, розробка технологічної схеми виробництва напівфабрикатів, підготовка матеріалів до публікації.

5. Поперечний А.М. Вивчення кінетики процесу сушіння кизилу та його впливу на харчову цінність сировини / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Вісник ДонДУЕТ. Сер.: Техн. науки. – 2004. – №1(21). – С.102-107.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено літературний огляд, здійснено участь в плануванні та виконанні експерименту, проведення хімічних досліджень, узагальнення результатів, підготовку матеріалів до публікації.

6. Поперечний А.М. Зміна біологічно активних речовин у продуктах сушіння на основі кизилу під час зберігання / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Вісник ДонДУЕТ. Сер.: Техн. науки. – 2005. – №1(25). – С. 28-33.

Особистий внесок здобувача: планування та реалізація експерименту по визначенню виду упаковки та оптимальних умов зберігання нової продукції, дослідження зміни показників якості досліджуваних об’єктів у процесі зберігання, узагальненння результатів та підготовку матеріалу до публікації.

7. Варваріна Н.М. Зміни фізичних та геометричних характеристик плодів кизилу у процесі конвективного сушіння / Н.М. Варваріна, А.М. Поперечний, Н.О. Миронова // Технології та обладнання.: Тем. зб. наук. праць. – Донецьк: ДонДУЕТ, 2005. – Вип.12. – С. 39-43.

Особистий внесок здобувача. Автор приймала безпосередню участь у плануванні досліджень та визначенні характеристик плодів, провела математичну обробку даних., здійснила підготовку матеріалів до публікації.

8. Поперечний А.М. Дослідження кінетики кондуктивного сушіння кизилового пюре / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Обладнання та технології харчових виробництв: Тем. зб. наук. праць. – Донецьк: ДонДУЕТ, 2005. – Вип. 13. – С. 254-261.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в плануванні експерименту, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

9. Поперечний А.М. Вплив гідротермічної обробки на процес сушіння плодів кизилу / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Обладнання та технології харчових виробництв: Тем. зб. наук. праць. – Донецьк: ДонДУЕТ, 2006.– Вип.14. – С. 82-87.

Особистий внесок здобувача: здобувач запропонувала спосіб інтенсифікації процесу сушіння плодів, здійснила його реалізацію в ході експерименту, провела лабораторні дослідження зміни вмісту вітаміну С у зразках після сушіння, здійснила підготовку матеріалів до публікації.

10. Поперечний А.М. Математичне моделювання геометричних форм і характеристик плодів кизилу / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна, А.М. Косова // Удосконалення процесів та обладнання харчових і хімічних виробництв: Зб. наук. праць: В 2 т. – Одеса: ОДНАХТ, 2006. – Вип. 28. – Т.2. – С. 226-227.

Особистий внесок здобувача: участь в плануванні електронної обробки даних, побудова математичної моделі, підготовка матеріалів до публікації.

11. Лавриненко Н.М. Аналитическое исследование сушки плодов кизила в псевдосжиженном слое / Н.М. Лавриненко, А.Н. Поперечный, Н.М. Варварина // Удосконалення процесів та обладнання харчових і хімічних виробництв: Зб. наук. праць: В 2 т. – Одеса: ОДНАХТ, 2006. – Вип. 28. – Т.2. – С. 194-198.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в аналітичних дослідженнях, обробці результатів експерименту, підготовка матеріалів до публікації.

12. Поперечний А.М. Дослідження сушіння плодів кизилу з метою виробництва порошкоподібного продукту / А.М. Поперечний, Н.М. Варваріна // Зб. наук. праць ЛНАУ. Сер.: Техн. науки. – 2006. – №64(87). – С. 221-228.

Особистий внесок здобувача: здобувач запропонувала нову технологію виробництва сухого розчинного продукту на основі м’якоті кизилу, провела експериментальні дослідження процесу, приймала участь в узагальненні отриманих результатів та підготовці матеріалів до публікації.

13. Варварина Н.М. Экспериментальные исследования сушки плодов кизила в псевдоожиженном слое // Зб. тез доповідей Міжнар. наук.-практ. конф. прис-вяченої 65-річчю з дня народження д-ра техн. наук, проф., чл.-кор. ВАСГНІЛ Бєляєва М.І. «Управлінські та технологічні аспекти розвитку підприємств громадського харчування та торгівлі». – Харків: ХДУХТ, 2003. – С. 248-250.

14. Варварина Н.М. Антиокислительные свойства экстракта плодов кизила обыкновенного / Н.М. Варварина, Ю.О. Лесишина, В.А. Гницевич, А.Ф. Дмитрук // Матер. міжвуз. наук.-практ. конф. «Проблеми техніки і технології харчових виробництв». – Полтава, 2004. – С. 254-257.

15. Варварина Н.М. Новые технологии производства продукции функциональ-ного назначения // Матер. Междунар. науч. конф. «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма». – Орёл: ОрёлГТУ, 2005. – С. 311.

16. Поперечный А.Н. Комплексная переработка плодов кизила / А.Н. Поперечний, Н.М. Варварина, С.А. Боровков, Н.А. Миронова // Матер. V Междунар. науч.-техн. конф. «Техника и технология пищевых производств». – Могилёв: Изд. центр БГУ, 2005. – С. 205-206.