Научные стремления 2011-1

3. Хацкевич, Ю. Г. Хранение плодов и овощей / Ю.Г. Хацкевич. – М.: Харвест, 2003. –

192 с.

Y. Usenia , A. Litvinchuk, A.Mironow, V.Grishchuk , E. Khilko

RESEARCH OF DURATION OF STORAGE OF MEAT HALF-FINISHED PRODUCTS IN THE MODIFIED GAS ENVIRONMENT

RUE «Scientific-practical center of the National academy of sciences of Belarus for the foodstuffs», Minsk

Summary

For Belаrus the technology of storage of foodstuff in the modified gas environment is perspective area of research. In this connection researches by influence definition of the modified gas environments on indicators of quality of foodstuff are conducted at their storage on the basis of

RUE «Scientific-practical center of the National academy of sciences of Belarus for the foodstuffs».

In article are resulted the results of research of duration of storage of meat half-finished products in the modified gas environment.

121

УДК 636.085.622:001.5

А.В. Червяков, П.Ю. Крупенин

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ КАВИТАЦИИ В РОТОРНОМ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕ-ДИСПЕРГАТОРЕ КОРМОВ

УО "Белорусская государственная сельскохозяйственная академия", Горки

Введение. Современные тенденции развития кормоприготовительного оборудования показывают, что интенсификация технологических процессов при приготовлении и обработке кормов должна быть направлена не только на физико-механическое преобразование материала, но и на его структурное изменение на клеточном уровне, раскрывающее природный потенциал корма [1].

Рассмотрим кавитационные роторно-импульсные аппараты, которые применяются для измельчения различных материалов в жидкости, приготовления высокодисперсных суспензий и эмульсий, интенсификации массообменных процессов, гомогенизации и обеззараживания жидкостей. Вышеперечисленные свойства кавитационных диспергаторов могут быть использованы в животноводстве для приготовления жидких кормовых смесей из зернового сырья [2].

Объекты и методы исследования. Авторами разработана технология кавитационного диспергирования кормов и лабораторная установка для исследования рабочего процесса кавитационного роторного измельчителядиспергатора [3]. Ключевым моментом, для обоснования оптимальных значений конструктивно-технологических параметров оборудования, является выбор параметра оптимизации, позволяющего производить сравнительную оценку влияния исследуемых факторов на качественные показатели кавитационного диспергирования кормосмеси.

Выдвигая предположение о том, что именно кавитация, возникающая в роторно-импульсных аппаратах, к классу которых принадлежит исследуемый измельчитель-диспергатор, производит биохимическое улучшение и обеззараживание кормосмеси, целесообразно за критерий оптимизации принять параметр, характеризующий ее интенсивность.

Методы исследования кавитации можно разделить на прямые и косвенные [4, 5, 6]. К прямым методам относятся: 1) визуальные – фото-, кино- и видеосъемка кавитационных образований; 2) акустические – измерение давления в ударной волне при схлопывании кавитационных пузырьков.

Косвенные методы представлены следующими: 1) фотоэлектрические – регистрация сонолюминесценции при кавитации; 2) химические – исследование изменения массы, концентрации или объема химических реагентов; 3) гидродинамические – измерение гидродинамических параметров потока жидкости, связанных с интенсивностью кавитации; 4) механические – измерение величины кавитационной эрозии; 5) технологические – изменения качественных показателей обрабатываемой среды, связанных с интенсивностью кавитации.

122

Механические методы исследования кавитации могут применяться только для неподвижной кавитирующей жидкости, например в ультразвуковых ваннах [7]. На результаты химических, гидродинамических и технологических методов могут оказать влияние неучтенные или неконтролируемые факторы и исказить их [4]. Фотоэлектрический метод исследования кавитации технически может быть реализован для роторных диспергаторов, однако низкая его чувствительность (сонолюминисценция наблюдается при высокой интенсивности кавитации) затрудняет его использование [5].

Прямые методы исследования кавитации (визуальные и акустические) одинаково применимы как в условиях неподвижной жидкости [7], так и для аппаратов роторного типа [4, 6]. Визуальное исследование кавитации дает хорошее представление о физике процесса, однако определение его интенсивности только по таким параметрам, как количество, размер и расположение пузырьков, невозможно. Например, увеличение размеров пузырьков при повышении температуры воды приводит не к повышению, а наоборот – к снижению давления ударных волн, поскольку растет упругость пара в полостях и снижается их кинетическая энергия [7].

Таким образом, акустический метод, основанный на измерении кавитационного давления, является наиболее подходящим для проведения исследований рабочего процесса роторного измельчителя-диспергатора кормов с целью определения его оптимальных конструктивно-технологических параметров.

Существует ряд стандартных приборов (кавитометров) для измерения величины кавитационного давления [8]. Однако, их применение для регистрации гидродинамической кавитации в роторно-импульсных аппаратах затруднено тем, что данный тип приборов рассчитан на определение усредненных значений звукового давления за отрезок времени в 1-2 сек., в течении которого процесс кавитации в ванне принимает устойчивый характер [7]. В роторных диспергаторах невозможно получить устойчивую кавитацию, так как она в них образуется не в одном и том же объеме жидкости, как это происходит в ультразвуковой ванне, а в разных, сменяющихся с каждым новым циклом. Кроме того, частота циклов образования и схлопывания кавитационных пузырьков для роторных аппаратов значительно ниже, чем для ультразвуковых генераторов, и составляет не более 1…3 кГц против 20…60 кГц у последних [4, 9]. Таким образом, необходимо использование иных измерительных приборов и разработка методики обработки получаемых данных.

Результаты и их обсуждение. Для решения вышеуказанной задачи, был предложен измерительный комплекс [3], состоящий из пьезокерамического датчика Bosch 0231231007, цифрового осциллографа ВМ8020, подключенного по шине USB к персональному компьютеру. Данные, поступающие с осциллографа, записывались на жесткий диск компьютера в виде осциллограмм при помощи программного обеспечения USB DiSco 3.04.

123

Основной задачей при обработке экспериментальных осциллограмм является определение амплитуды звукового давления (в относительных величинах), снимаемого пьезокерамическим датчиком. На рисунке 1 показана типичная осциллограмма звукового давления, создаваемого схлопывающимися кавитационными пузырьками. Пики на осциллограмме, образующиеся в момент перекрытия канала статора, представляют собой экстремальные значения ударного звукового давления.

Рисунок 1 – Схема обработки осциллограмм

Анализируя осциллограмму на рисунке 1 можно заметить, что амплитуды напряжения, за каждый отдельно взятый цикл открытия-закрытия канала статора, не равны между собой. Причиной этому является сама природа кавитации, которая не позволяет гарантировать одинаковое развитие кавитационной каверны для отдельно взятого рабочего цикла. Дополнительное влияние на разброс показателей оказывает также конструкция рабочих органов лабораторного диспергатора [9], которые представляют собой статор с одним каналом и ротор с 20-ю каналами. Таким образом, за один оборот ротора происходит последовательное сопряжение канала статора с 20-ю разными каналами в роторе, которые могут иметь отклонения в своей геометрии вследствие того, что ротор выполнен по технологии литья и имеет характерные для нее допуски.

С целью снижения влияния вышеуказанных случайных факторов был разработан следующий метод обработки данных с осциллограмм, сущность которого состоит в том, что осциллограмма делится на равные временные диапазоны Т=2 /ω (ω – угловая скорость ротора, с–1), по продолжительности соответствующие одному обороту ротора (рисунок 1).

124

В пределах каждого диапазона определялась амплитуда напряжения Ui, равная разнице максимального +Ui и минимального –Ui значений сигнала. Для общей оценки интенсивности кавитации использовали среднее значение

амплитуды напряжения U .

Ручная обработка осциллограмм путем непосредственных курсорных измерений в программе USB DiSco 3.04 [3] по предложенной методике является достаточно трудоемкой операцией. В связи с чем, с целью экономии времени на обработку экспериментальных данных и исключения ошибок ручных измерений, был предложен метод автоматической обработки осциллограмм. Осциллограммы, записанные в программе USB DiSco в виде двоичного файла данных, с использованием программного обеспечения MT Pro [3] конвертировали в файл электронной таблицы. После данной операции сигнал был представлен в виде таблицы из двух столбцов: время, с шагом 5∙10–6 с, что соответствует частоте дискретизации 200 кГц, и уровень сигнала в вольтах. Полученную таблицу данных подвергали математической обработке по вышеописанной методике.

В качестве окончательного результата, получали значение амплитуды звукового давления, выражаемое в относительных величинах и характеризующее интенсивность кавитации для текущих значений конструктивно-технологических параметров диспергатора.

Заключение. Предлагаемая методика обработки экспериментальных осциллограмм позволяет производить сравнительный анализ различных режимов работы измельчителя-диспергатора с целью определения оптимальных значений его параметров и обеспечения максимальной интенсивности воздействия кавитации на обрабатываемую кормовую смесь.

Литературные источники

1. Шаршунов, В.А. Биохимические и биофизические предпосылки для внедрения технологий углубленной переработки сырья при производстве комбикормов / В.А. Шаршунов, А.В. Червяков, С.В. Курзенков [и др.] // Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь. – 1999. – №2. – С. 6–10.

2.Червяков, А.В. Повышение качества обработки плющеного зерна при производстве жидких кормовых смесей / А.В. Червяков, П.Ю. Крупенин // Наука. Образование. Технологии-2009: материалы II Междунар. научно-практической конф., Барановичи, 10—11 сентября 2009 г. / УО "БарГУ". – Барановичи: РИО БарГУ, 2009. - Ч. 1. - С. 237-239.

3.Шаршунов, В.А. Методика определения ударного давления кавитационных пузырьков в роторном измельчителе-диспергаторе // В.А. Шаршунов, А.В. Червяков, П.Ю. Крупенин // Вестник Могилевского государственного университета продовольствия. – 2011.

–№ 2. – С. 67–72.

4.Промтов, М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика / М.А. Промтов. – М.: Издательство машиностроение-1, 2001. – 247 с.

5.Маргулис, М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция / М.А. Маргулис.

–Москва: Химия, 1986. – 288 с.

6.Курочкин, А.К., Смородов Е.А. Эспериментальные исследования кавитации в роторных гидродинамических излучателях / А.К. Курочкин, Е.А. Смородов // Акустический журнал – 1987. – № 4. – С. 707-711.

125

7.Ланин, В.Л. Технология и оборудование ультразвуковой очистки изделий электроники / В.Л. Ланин, В.С. Томаль // Технологии в электронной промышленности. – 2007. – № 8. – С. 60–64.

8.Кавитометр // Научно-технологический парк БНТУ «Политехник» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.exhibit.metolit.by/node/6726. – Дата доступа: 08.09.2011.

9.Шаршунов, В.А. Основы расчета кавитационного роторного диспергатораизмельчителя / В.А. Шаршунов, А.В. Червяков, П.Ю. Крупенин // Вестник Могилевского государственного университета продовольствия. – 2011. – № 1. – С. 80–87.

A.V. Chervyakov, P.U. Krupenin

THE METHOD OF DETERMINING THE INTENSITY OF CAVITATION

IN THE ROTARY GRINDER-DISPERSER OF FEED

Belarusian State Agricultural Academy, Horki

Summary

The article includes the choice of optimization criterion, which characterizes the intensity of cavitation, for experimental studies of the working process of the rotary grinder-disperser. In the article done a suggestion for the computer processing of the cavitation noise in the oscillogram.

126

УДК 663.44

Н.А. Шелегова, Е.М. Моргунова, Е.Л. Михаленко

СОЗДАНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ НАПИТКОВ БРОЖЕНИЯ – ОДНО ИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Могилевский государственный университет продовольствия

Развитие перерабатывающих отраслей промышленности Республики Беларусь требует разработки новых технологий и расширения ассортимента выпускаемых пищевых продуктов функциональной направленности с использованием местного сырья.

Весьма актуальными являются исследования по разработке натуральных напитков нового поколения, которые характеризовались бы не только хорошими органолептическими показателями, но и обладали бы антиоксидантным действием за счет высокого содержания биологически активных веществ, что позволило бы оказывать позитивное действие на организм человека.

На рынке многих стран мира, и Республики Беларусь в том числе, представлен широкий ассортимент напитков, в составе которых присутствуют синтетические компоненты – ароматизаторы, красители, стабилизаторы, консерванты. И хотя еще глубоко не изучено, как именно ведут себя эти синтетические компоненты в организме человека, многие ведущие ученые однозначно заявляют – употребление подобной продукции противопоказано и несет огромный вред здоровью потребителя.

На базе Могилевского государственного университета продовольствия проводятся исследования, целью которых является разработка сброженных напитков на основе местного натурального плодово-ягодного сырья и экстрактов лекарственных трав.

Основная идея, которая реализуется при разработке напитков данной группы – это формирование их состава таким образом, чтобы потребитель получал наслаждение не от количества, а от качества напитка. Поэтому разработка новых технологий натуральных сброженных напитков премиумкласса на основе местного сырья является важным и актуальным научным направлением.

При разработке натуральных сброженных напитков использовались соки прямого отжима ягод калины обыкновенной и черной смородины, а перспективным лекарственным сырьем с профилактической точки зрения, обладающим рядом полезных свойств и приятным ароматом, выбран ряд лекарственных трав: мята перечная, шалфей лекарственный, зверобой продырявленный, эхинацея пурпурная и др.

Выбор сырья осуществлялся с учетом его доступности и распространенности, органолептических свойств и фармакологического действия.

127

Одним из основных методов выделения биологически активных веществ из природных растительных материалов является процесс экстрагирования.

В процессе приготовления натуральных слабоалкогольных напитков экстракция проводилась по технологическим параметрам, которые установлены в работе в результате изучения, оптимизации и интенсификации процесса экстрагирования растворимых сухих веществ лекарственных трав. Отличительной особенностью разработанной технологии является использование соков прямого отжима в качестве экстрагента лекарственного сырья.

Установленные в процессе исследований режимы экстракции позволяют максимально сохранить высокие антиоксидантные свойства сырья и получить соковые экстракты лекарственных трав, обладающие богатым химическим составом и хорошими органолептическим показателями.

Учитывая, что основной технологической стадией получения сброженных напитков является процесс брожения, сбраживанию подвергали полученные соковые экстракты лекарственных трав. В результате сбраживания происходит значительное повышение антиоксидантной способности напитков и накопление целого ряда вкусо-ароматических соединений, которые придают напитку уникальный, неповторимый, приятный вкус и аромат.

Сброженные калиновые экстракты использованы в качестве основы для получения натуральных напитков. Разработанные натуральные напитки брожения отличаются сбалансированным составом, имеют кисло-сладкий вкус с легкой горчинкой и обладают гармоничным, сложным, приятным ароматом, характерным для основного сырья. Новые напитки брожения характеризуются высокой антиоксидантной активностью и по основным физико-химическим показателям соответствуют требованиям стандарта.

Для продвижения на рынке разработанных сброженных натуральных напитков должно обеспечиваться сочетание пользы и удовольствия. Натуральные компоненты способствуют формированию гармоничного, полного, пикантного вкуса напитков. При употреблении этих продуктов покупатель будет ощущать комфорт и наслаждение.

Создание новых натуральных сброженных напитков отвечает одному из важнейших направлений государственной политики в области здорового питания населения Республики Беларусь – ликвидации пищевых веществ, наносящих существенный ущерб здоровью человека.

E.M. Morgynova, N.A. Shelegova, Е.L. Michalenko

CREATION OF NEW PREMIUM-CLASS NATURAL DRINKS IS ONE OF PERSPECTIVE TRENDS

OF FOOD INDUSTRY

Mogilev State Foodstuffs University

Summary

The design of a technology of fermented drinks on the base of juice and medicative herbs are described. Equations to regressions allowing changing parameters of extraction of medicative herbs and of fermentation of extracts. The new low alcohol drinks of fermentation are developed. Quality indicators of drinks are determined, data on the optimum modes of their stabilization are obtained.

128

СЕКЦИЯ «БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ»

УДК 579.2+579.6

И.И. Алешкевич, А.В. Кантерова, Г.И. Новик

СОЗДАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ДРОЖЖЕВЫХ ГРИБОВ МИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Институт микробиологии НАН Беларуси, Минск, Беларусь

Устойчивое функционирование коллекций микроорганизмов предполагает реализацию программы последовательных действий по изучению и сохранению микробного генофонда – от отбора природного материала, выделения микроорганизмов, их изучения, таксономического описания, определения биотехнологической ценности. В связи с этим актуальным является дальнейшее развитие Белорусской коллекции непатогенных микроорганизмов, пополнение коллекционного фонда новыми культурами – потенциальными объектами фундаментальных и прикладных исследований.

Важнейшим показателем стабильного состояния экосистем является видовое разнообразие организмов. Роль той или иной группы микроорганизмов

вбиогеоценозах зависит от типа метаболизма, характеристик роста, особенностей размножения, конкурентоспособности и устойчивости к факторам среды. Совокупность указанных характеристик позволяет популяциям занимать ту или иную экологическую нишу. Положение дрожжевых грибов в биоценозах определяется тем, что эта группа хемоорганотрофных организмов, колонизирующих субстраты с доступными источниками органического вещества [1]. Дрожжи – это одноклеточные грибы, не имеющие типичного мицелия и размножающиеся почкованием или делением [2]. Данная группа организмов довольно широко распространена в природе, однако большинство видов имеет специализированные места обитания.

Известно, что дрожжи и дрожжеподобные грибы широко распространены

вфилосфере растений различных географических широт [3, 4, 5]. Однако многие сведения об эпифитных микроорганизмах были получены лишь при однократных или редких анализах, а численность к тому же определяли разными методам, что не позволяет сопоставить результаты и сделать общие выводы. Мало данные имеется о смене видового состава дрожжей в течение вегетативного периода в зависимости от погодных условий и стадий развития растения и о их функциональной роли для растений.

Установлено, что на листьях растений в умеренной полосе доминируют базидиомицетовые дрожжи. Основную долю среди них составляют филобазидиевые и тремелловые криптококки (Cryptococcus albidus, Cr. laurentii); краснопигментированные виды рода Rhodotorula; баллистоспоровые дрожжи (Sporobolomyces roseus). Среди аскомицетовых дрожжей в филосфере наиболее обильны анаморфные виды рода Candida [6-10].

129

Особенно обильны дрожжи в сопряженных с филосферой субстратах, характеризующихся высоким содержанием сахаров, особенно в нектароносных цветках, сочных плодах [10, 11]. В отличие от листьев, здесь доминируют аскомицетовые дрожжи.

В то же время, особенности экологии эпифитных дрожжей изучены далеко не достаточно, особенно с учетом необходимости таких знаний для эффективного скрининга дрожжевых штаммов, представляющих ценность для биотехнологии.

Перед нами стояла задача создания региональной коллекции дрожжевых грибов – представителей микробного разнообразия.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования служили дрожжи, отобраны на территории Минской области из различных образцов филлосферы растений на протяжении их малого жизненного цикла. Образцы отбирали еженедельно. Для выделения дрожжей листья, цветки измельчали, отбирали из каждого образца 3-4 навески, заливали аликвотным количеством стерильной воды и обрабатывали на приборе «Bio Vortex» в течение 10 мин. Образцы помещали на глюкозо-пептонную среду (5 г/л дрожжевого экстракта; 10 г/л пептона; 20 г/л глюкозы; 20 г/л агар-агара), подкисленную для предотвращения роста бактерий молочной кислотой до рН 4-4.5. Опыты проводили в трех повторностях. Посевы инкубировали при температуре 2526ºС в течение 2-4 суток. Выросшие колонии дрожжей изучали с помощью бинокулярной лупы для разделения их по морфологическим признакам.

Результаты исследования и обсуждение. Из природных источников

(поверхность вегетативных частей растений) получено 45 изолятов дрожжей, из которых в чистую культуру выделено 7, таблица 1.

Таблица 1 – Морфологическое описание выделенных культур