Анотація до роботи:

Гнатенко М.А. Розробка технології пектинових екстрактів та способу їх сушіння. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.05 – Технологія цукристих речовин, Національний університет харчових технологій, Київ, 2002.

Дисертаційна робота присвячена розробці технології пектинових екстрактів з рослинної сировини і сухих пектиновмісних продуктів та нового обладнання для їх виробництва.

На основі проведених досліджень науково обгрунтована, розроблена і впроваджена у виробництво безвідходна екологічно безпечна технологія харчових пектинових екстрактів і сухих пектиновмісних продуктів та обладнання для їх отримання. Результати наукової роботи викладені у 20 публікаціях, що містять комплекс теоретичних та експериментальних досліджень: хімічного складу та фізико-хімічних властивостей пектиновмісної сировини (бурякової, яблучної та морквяної) для виробництва пектинових екстрактів і сухих пектиновмісних продуктів; впливу параметрів на гідроліз протопектину сировини гідролітичними чинниками харчової якості. Визначені фізико-хімічні властивості, кінетичні характеристики пектинових екстрактів при їх сушінні, а також технологічні і теплові режими роботи розробленої розпилювальної сушильної установки. Розроблено апаратурно-технологічну схему виробництва сухих пектинових екстрактів, сухих пектиновмісних продуктів, технологічний регламент, нормативно-технічну документацію на пектинопродукти та приведені дані про їх економічну ефективність.

Результати роботи впроваджені на підприємстві ТОВ “Пектин” Черкаської обл.

В результаті проведених досліджень науково обгрунтовано, розроблено і впроваджено у виробництво безвідходна екологічно безпечна технологія харчових пектинових екстрактів і сухих пектиновмісних продуктів та обладнання для їх сушіння. Технологія і обладнання захищені патентами України і забезпечені розробленою нормативно-технічною документацією. Початок виробництва пектинових екстрактів і сухих порошкових пектиновмісних продуктів із рослинної сировини відкриває перспективи створення нової галузі в харчовій і переробній промисловості України.

На основі теоретичних і експериментальних результатів досліджень зроблені такі висновки.

1. У зв’язку з відсутністю виробництва пектину в Україні пектинові екстракти і сухі пектиновмісні харчові продукти, отримані згідно розробленої технології, частково, а в окремих випадках повністю можуть замінити потребу в чистому пектині, що має велике соціально-економічне значення, враховуючи несприятливі екологічні умови в нашій країні.

2. В результаті досліджень встановлено, що для виробництва пектинових екстрактів в сухому вигляді доцільно використовувати морквяну сировину (після видалення із неї соку), вміст пектину в якій знаходиться в межах 8…20 % від сухої маси, а ступінь етерифікації вищий, ніж у буряковому пектині.

3. Розроблено спосіб підготовки пектиновмісної сировини для виробництва пектинових екстрактів, який інтенсифікує процес гідролізу-екстрагування, при цьому збільшується вміст пектину в пектинових екстрактах на 20...30 % по відношенню до пектину та забезпечується екологічність виробництва.

4. Підібрано гідролітичні чинники харчової якості, що забезпечують вилучення із сировини пектинових речовин до 92 %, а отриманий пектиновий екстракт не потребує додаткового очищення і зберігає основні якісні показники пектину.

5. Встановлено, що з підвищенням температури процесу гідролізу-екстрагування з 70 С до 85 С підвищується вихід пектину із сировини та покращуються його якісні показники. Визначені константи швидкості гідролізу протопектину дають можливість прогнозувати вихід пектину у виробничому процесі отримання сухого пектинового екстракту.

6. Розроблена математична модель зміни ступеня етерифікації дає можливість в залежності від рН і температури робочого середовища визначити оптимальний технологічний режим процесу сушіння пектинових екстрактів, при якому зберігається якісні і фізико-хімічні показники пектину.

7. Досліджено кінетику процесу розпилювального сушіння пектинових екстрактів і виявлено, що при сушіння пектинові екстракти проявляють термопластичні властивості, так при температурі теплоносія понад 100 С частинки розплавляються, а при 160 С і вище – пригорають.

8. Встановлено, що пектинові екстракти і сухі пектиновмісні продукти, отримані розпилювальним способом сушіння концентрованих пектинових екстрактів, мають гелеутворювальну до 48 кПа і комплексоутворювальну до 182 мг Pb²⁺/г здатність містять амінокислоти мікро- і макроелементи, а тому можуть бути використані як гелеутворювачі та згущувачі в харчовій промисловості, і як основа для виробництва харчових продуктів лікувально-профілактичного призначення.

9. Розроблена розпилювальна сушильна установка марки Р3 – ОР – 2 – С для концентрованих пектинових екстрактів, яка дозволяє отримувати екологічно безпечні, швидкорозчинні порошкові пектиновмісні продукти високої якості з вмістом пектину до 45 % масової частки.

10. Розроблена технологія пектинових екстрактів, сухих пектиновмісних продуктів та розпилювальна сушильна установка впроваджені на Сунківському консервному заводі ТОВ “Пектин” Черкаської обл.

11. Коефіцієнт економічної ефективності від впровадження у виробництво технології пектинових екстрактів і сухих пектиновмісних продуктів становить 0,9, період окупності 1,11 року, індекс дохідності 0,63, період повернення інвестицій 2,26 року (за песимістичним), 1,28 року (за оптимістичним). Розрахунки проведені в 1998 р.

В умовах соціально-економічної та екологічної ситуації в Україні існує об’єктивна необхідність у використанні сухого пектину в якості сировини для виробництва продукції лікувально-профілактичного призначення. Продукти харчування, збагачені пектином, активно впливають на організм людини та можуть застосовуватися для посилення захисних властивостей імунної системи. За підрахунками Міністерства охорони здоров’я України, при профілактичній нормі необхідно виробляти біля 30 тис. т пектину на рік.

Публікації автора:

1. Сухі пектинові екстракти / Крапивницька І.О., Гнатенко М.А., Мотченко О.П., Купчик М.П. // Експрес-новини. – 1998. – № 17 – 18. – С. 6 – 7.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, підготовці матеріалів до публікації.

2. Розприскуюча сушарка для рідких продуктів / Орлов Л., Крапивницька І., Гнатенко М., Вересоцький Ю., Мотченко О. // Харчова і переробна промисловість. – 1998. – № 5. – С. 26.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в підготовці матеріалів до публікації.

3. Пектиновмісний цукор / М. Гнатенко, І. Крапивницька, А. Свінціцька, О. Мотченко // Харчова і переробна промисловість. – 1999. – № 11–12. – С. 23.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях і підготовці матеріалів до публікації.

Л.О. Орлов, М.А. Гнатенко, Ю.І. Вересоцький. Інтенсифікація процесів сушіння рідких харчових продуктів у розпилювальній сушарці //Наукові Праці УДУХТ. – 2000. – № 6 – С. 98 – 99.

Особистий внесок здобувача: участь в узагальненні результатів експериментальних дослідженнях та підготовці матеріалів до публікації.

4. Температурно-вологі характеристики пектинових екстрактів при їх сушінні / М.А. Гнатенко, І.О. Крапивницька, Ю.І. Вересоцький, Л.О. Орлов // Харчова промисловість. – 2001. – № 1. – С. 80 – 82.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, узагальненні результатів та підготовці матеріалів до публікації.

5. Патент України № 10711 А, МПК F26B 3/12. Розприскова сушарка для рідких продуктів / Орлов Л.О., Гнатенко А.М., Янковий М.Г., Гнатенко М.А. Опубл. 25.12.96. Бюл. № 4.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів сушіння і конструкцій апаратів, запропонував новий комбінований спосіб розпилювання рідких харчових продуктів та по-секційне введення теплоносія в сушильну камеру.

6. Патент України № 24639 А, МПК А 23C 7/00. Спосіб одержання пектиновмісного харчового порошку / Клецкова І.О., Крапивницька І.О., Кушнір О.В., Худайкулова О.О., Гнатенко М.А., Гурська О.Ф., Гнатенко А.М. Опубл. 04.08.98. Бюл. № 5.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів отримання пектиновмісного харчового порошку, висуненні та обговоренні ідеї виробництва, а також у підготовці матеріалів до подання.

7. Патент України № 31664 А, МПК А 23L 1/0524, С 08В 37/06. Спосіб виробництва сухого пектинового екстракту / Крапивницька І.О., Мотченко О.П., Гнатенко М.А., Купчик М.П., Кушнір О.В., Худайкулова О.О., Свінціцька А.І., Клецкова І.О., Гнатенко А.М., Бандура І.М. Опубл. 15.12.2000. Бюл. № 7 – 11.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів виробництва сухого пектинового екстракту, висуненні та обговоренні ідеї, а також у підготовці матеріалів до подання.

8. Патент України № 32143 А, МПК А 23L 1/0524, С 08В 37/06 Спосіб виробництва пектинового екстракту з наповнювачем / Крапивницька І.О., Гнатенко М.А., Мотченко О.П., Кушнір О.В., Купчик М.П., Свінціцька А.І., Гнатенко А.М. Опубл. 15.12.2000. Бюл. № 7 – 11.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів виробництва пектинових екстрактів з наповнювачем, висуненні та обговоренні ідеї, а також у підготовці матеріалів до подання.

9. Патент України № 31332 А, МПК А 23L 1/0524. Спосіб отримання пектиновмісного порошку і пектину із рослинної сировини / Клецкова І.О., Крапивницька І.О., Кушнір О.В., Худайкулова О.О., Гурська О.Ф., Бандура І.М., Мотченко О.П., Гнатенко М.А., Свінціцька А.І. М.А. Гнатенко, І.О. Крапивницька, Л.О. Орлов, А.М. Гнатенко. Опубл. 15.12.2000. Бюл. № 7 – 11.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів отримання пектиновмісного порошку і пектину із рослинної сировини, висуненні та обговоренні ідеї, а також у підготовці матеріалів до подання.

10. Патент України № 33729 А, МПК А 23L 1/0524, С 08В 37/06. Спосіб виробництва сухого пектинового напою / Крапивницька І.О., Гнатенко М.А., Кушнір О.В., Свінціцька А.І., Мотченко О.П., Худайкулова О.О., Бандура І.М., Клецькова І.О. Опубл. 15.02.2001. Бюл. № 1.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів виробництва сухого пектинового напою, висуненні та обговоренні ідеї, а також у підготовці матеріалів до подання.

11. Патент України № 41218 А, МПК А 23L2/02. Спосіб отримання пектиновмісних напоїв з плодово-ягідної і овочевої сировини / Крапивницька І.О., Кушнір О.В., Танащук Л.І., Карпович І.В., Свінціцька А.І., Гнатенко М.А. Опубл. 15.08.2001. Бюл. № 7.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду способів отримання пектиновмісних напоїв з плодово-ягідної і овочевої сировини, висуненні та обговоренні ідеї, а також у підготовці матеріалів до подання.

12. Розробка овочевих пектиновмісних продуктів / Крапивницька І.О., Кушнір О.В., Свінціцька А.І., Гнатенко М.А., Сороколіт М.І., Карпович М.С. // Тези доп. Всеукраїнської наук.-техн. конф. «Розробка та впровадження прогресивних технологій та обладнання у харчову та переробну промисловість» – К., 1995. –С. 75.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, підготовці матеріалів до публікації.

13. Орлов Л.О., Янковий М.Г., Гнатенко М.А. Установка для сушіння рідких харчових продуктів // Тези доп. 62-й студ. наук. конф. – К., 1996, частина 1 С. 227 – 228.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, узагальненні результатів досліджень та підготовці матеріалів до публікації і їх поданні.

14. Особливості гідролізу пектиновмісної сировини у виробництві сухих пектинових екстрактів / М.А. Гнатенко, І.О. Крапивницька, А.М. Гнатенко, Л.В. Донченко // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції «Розробка та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість» – К., – 1997. – С. 19.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях та узагальненні і обговоренні результатів, підготовці матеріалів до публікації та їх подання.

15. Н.А. Гнатенко, Л.О. Орлов, Н.Г. Янковой. Распылительная сушилка для жидких пищевых продуктов // Тез. докл. Международная научно-техническая конференция "Прогресивные технологии и оборудования для пищевой промышленности". – Воронеж, 1997. – С. 141 – 142.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, узагальненні та підготовці матеріалів до публікації.

16. Дослідження здатності пектинових порошків до комплексоутворення / І.О. Клецкова, О.О. Худайкулова, І.О. Крапивницька, М.А. Гнатенко, А.С. Дзіс // Тези доп. Міжнар. наук.-техн.-конф. «Розробка та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість». – К., – 1997. – С. 22.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, обговоренні та узагальненні результатів експериментів, підготовці матеріалів до публікації.

17. Кінетика зневоднення пектинових екстрактів у процесі їх висушування / М.А. Гнатенко, І.О. Крапивницька, Л.О. Орлов, А.М. Гнатенко // Тези доп. VI Міжнар. наук.-техн. конф. “Проблеми та перспективи створення і впровадження нових ресурсо- та енергоощадних технологій, обладнання в галузях харчової і переробної промисловості”. – К., 2000. – С. 46 – 47.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, обговоренні та узагальненні результатів, підготовці матеріалів до публікації.

18. Л.Я. Родионова, Н.А. Гнатенко. Пектиновый экстракт – основа пищевых изделий // Тези доп. VI Міжнар. наук.-техн. конф. “Проблеми та перспективи створення і впровадження нових ресурсо- та енергоощадних технологій, обладнання в галузях харчової і переробної промисловості”. – К., 2000. – С. 50 – 51.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях та підготовці матеріалів до публікації.

19. Спосіб виробництва пектинового екстракту з наповнювачем / М.А. Гнатенко, Ю.І. Вересоцький, А.І. Свінціцька, Л.О. Орлов, В.С. Смірнов // Тези доп. VII Міжнар. наук.-техн. конф. “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення”. – К., 2001. – С. 92 – 93.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях та узагальненні результатів, підготовці матеріалів до публікації.