vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2018-4-19-24vguit-2084Research ArticleПроцессы и аппараты пищевых производствProcesses and equipment for food industryИсследование процессов замораживания и вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов для молочной отраслиInvestigation of the processes of freezing and freeze-drying of bacterial concentrates for the dairy industryПоймановВ. В.PoymanovV. V.

к.т.н., доцент, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, apparatus and devices of food productions department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

v-poymanov@yandex.ruГришановаД. С.GrishanovaD. S.

магистрант, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

master student, apparatus and devices of food productions department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

deidara4.12@mail.ruАнтиповС. Т.AntipovS. T.

д.т.н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, apparatus and devices of food productions department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

ast@vsuet.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh state university of engineering technologies2018231220188041924Copyright © Пойманов В.В., Гришанова Д.С., Антипов С.Т., 20192019Пойманов В.В., Гришанова Д.С., Антипов С.Т.Poymanov V.V., Grishanova D.S., Antipov S.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2084

Данный проект посвящен разработке финишного оборудования для производства сухих бакконцентратов. Одними из основных объектов являются скороморозильный аппарат, предназначенный для замораживания бактериальных концентратов, а также вакуум-сублимационная сушилка непрерывного действия. На этом рынке отечественная продукция занимает около 9–12%. Создание наукоемкого оборудования нового поколения для производства бактериальных концентратов для предприятий молочной отрасли позволит решить проблему импортозамещения данного вида продукции. Выявлены основные направления использования бактериальных концентратов в молочной отрасли. Приведен анализ используемых стартовых культур, ассортимента продукции, выпускаемой с использованием бактериальных концентратов. Приведена классификация бактериальных концентратов по способу хранения и применения. Рассмотрены методы использования бактериальных концентратов на предприятиях молочной отрасли. Предложены пути совершенствования технологии производства бакконцентратов. Для изучения влияния технологических параметров вакуум-сублимационной сушки на качество готового бакконцентрата выполнена серия экспериментов. Сушка осуществлялась до конечной влажности материала 3,0–3,2%, при этом остаточное давление в камере изменялось в диапазоне 10–50 Па, плотность теплового потока – от 1,2 до 1,8 кВт/м2. Обоснована целесообразность создания отечественного производства бакконцентратов в промышленных масштабах. Приведены результаты исследования кинетики процесса замораживания бактериальных концентратов. Предложены рациональные параметры процесса замораживания и оптимальный состав криопротекторной среды. Проведены исследования процесса вакуум-сублимационного обезвоживания бактериального концентрата в слое и гранулированном виде. Приведены качественные показатели сухих бактериальных концентратов. Полученные результаты позволят проводить инженерные расчеты и проектирование оборудования для замораживания и вакуум-сублимационных установок с различными способами энергоподвода.

This project is dedicated to the development of finishing equipment for the production of dry bacterial concentrates. One of the main objects is a quick-freezing apparatus designed for freezing bacterial concentrates, as well as a continuous vacuum freeze dryer. In this market, domestic production takes about 9 ... 12%. Creation of high-tech equipment of a new generation for the production of bacterial concentrates for dairy enterprises will allow to solve the problem of import substitution of this type of product. The main directions for the use of bacterial concentrates in the dairy industry. The analysis of used starter cultures, the range of products manufactured using bacterial concentrates. The classification of bacterial concentrates according to the method of storage and use is given. The methods of using bacterial concentrates at dairy enterprises are considered. The ways to improve the production of bacterial concentrates are proposed. To study the effect of technological parameters of vacuum freeze-drying on the quality of the final bacterial concentrate, a series of experiments was performed. Drying was carried out to a final moisture content of 3.0–3.2%, while the residual pressure in the chamber varied in the range of 10–50 Pa, and the heat flux density ranged from 1.2 to 1.8 kW / m2. The expediency of creating domestic production of baconconcentrates on an industrial scale is substantiated. The results of the study of the kinetics of the freezing of bacterial concentrates are given. The rational parameters of the freezing process and the optimal composition of the cryoprotective medium are proposed. Investigations of the process of vacuum-sublimation dehydration of bacterial concentrate in a layer and granulated form have been conducted. The quality indicators of dry bacterial concentrates are given. The results will allow to carry out engineering calculations and design of equipment for freezing and vacuum sublimation plants with various methods of energy supply.

бактериальный концентратзамораживаниевакуум-сублимационная сушкаэнергосбережениеbacterial concentratefreezingfreeze-dryingenergy savingReferencesШахов С.В., Мосолов Г.И., Барыкин Р.А. Разработка вакуум-сублимационной сушилки для обезвоживания жидких продуктов // Вестник Международной академии холода. 2014. № 3. С. 58–60.Shakhov S.V., Mosolov G.I., Barykin R.A. Development of the vacuum freeze-dryer for dehydration of liquid products. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda [Proceedings of the International Academy of Refrigeration]. 2014. no. 3. рр. 58–60. (in Russian)Пойманов В.В., Ященко С.М., Барыкин Р.А. Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов для мясной отрасли с использованием криозамораживания // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2016. № 1. С. 25–30. doi: 10.20914/2310–1202–2016–1–25–30.Poymanov V.V., Yaschenko S.M., Barykin R.A. Investigation of the process of vacuum freeze drying of bacterial concentrates for the meat industry with cryogenic freezing. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2016. no. 1. рр. 25–30. (in Russian). doi: 10.20914/2310–1202–2016–1–25–30.Семенов Г.В. Вакуумная сублимационная сушка. Москва: Дели плюс, 2013. 264 с.Semenov G.V. Vacuum freeze drying. Moscow, Delhi plus. 2013. 264 p. (in Russian)Игнатов В.Е., Пойманов В.В., Нестеров Д.А. Исследование процесса вакуум-сублимационной сушки бактериальных концентратов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. № 1. С. 27–29. doi: 10.20914/2310–1202–2016–1–25–30.Ignatov V.E., Poymanov V.V., Nesterov D.A. Research of bacterial concentrates freeze-drying process. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2013. no. 1. рр. 27–29. (in Russian).Семенов Г.В., Краснова И.С., Петков И.И. Выбор режимных параметров вакуумной сублимационной сушки сухих термолабильных материалов с заданным уровнем качества // Вестник Международной академии холода. 2017. № 1. С. 18–24. doi: 10.21047/1606–4313–2017–1–18–24.Semenov G.V., Krasnova I.S., Petkov I.I. The choice of parameters for vacuum freeze-drying of dry heat-sensitive material with predetermined properties. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda [Proceedings of the International Academy of Refrigeration]. 2017. no. 1. рр. 18–24. (in Russian). doi: 10.21047/1606–4313–2017–1–18–24.Барыкин Р.А, Пойманов В.В., Шахов С.В. Разработка вакуум-сублимационных сушилок с использованием термоэлектрических модулей // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2014. № 1. С. 47–50. doi: 10.20914/2310–1202–2014–1–47–50.Barykin R.A., Poymanov V.V., Shakhov S.V. Development of vacuum sublimation dryers using thermoelectric modules. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2014. no. 1. рр. 47–50. (in Russian). doi: 10.20914/2310–1202–2014–1–47–50.Белозерцев А.С., Прибытков А.В. Комплексное исследование процесса вакуум-сублимационного обезвоживания продукта на основе форменных элементов крови убойных животных с применением СВЧ-энергоподвода // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. № 2. С. 20–24. doi: 10.20914/2310–1202–2013–2–20–24.Belozertsev A.S., Pribytkov A.V. A comprehensive study of the process of vacuum sublimation dehydration product based on blood cells of slaughtered animals with the use of microwave energy supply. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2013. no. 2. рр. 20–24. (in Russian). doi: 10.20914/2310–1202–2013–2–20–24Потапов А.И., Рязанов А.Н., Белозерцев А.С., Прибытков А.В. Разработка конструкции лиофильной сушилки для термолабильных продуктов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. № 3. С. 44–48. doi: 10.20914/2310–1202–2013–3–44–48.Potapov A.I., Ryazanov A.N., Belozertsev A.S., Pribytkov A.V. Development of the construction freeze dryers for heat-sensitive products. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2013. no. 3. рр. 44–48. (in Russian). doi: 10.20914/2310–1202–2013–3–44–48.Титов Е.И., Семенов Г.В., Кидяев С.Н., Литвинова Е.В. Получение высококачественных сухих модифицированных коллагенсодержащих продуктов с использованием сублимационной сушки // Вестник Международной академии холода. 2016. № 3. С. 27–30. doi: 10.21047/1606–4313–2016–3–27–30.Titov E.I., Semenov G.V., Kidyaev S.N., Litvinova E.V. Production of high-quality dry modified collagen products by means of freeze-drying. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda [Proceedings of the International Academy of Refrigeration]. 2016. no. 3. рр. 27–30. (in Russian). doi: 10.21047/1606–4313–2016–3–27–30.Раскошная Т.А., Семенихина В.Ф., Рожкова И.В., Бегунова А.В. Разработка питательной среды и режимов культивирования Lactobacillus reuteri для получения бактериального концентрата // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 42. № 3. С. 56–62.Raskoshnaya T.A., Semenikhina V.F., Rozhkova I.V., Begunova A.V. Development of nutrient medium and cultivation regimes of Lactobacillus reuteri for bacterial concentrate production. Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv [Food Processing: Techniques and Technology]. 2016. vol. 42. no. 3. рр. 56–62. (in Russian).Каухчешвили Н.Э., Харитонов А.Ю., Сорокина Н.П., Смирнов Е.А. Вакуумная сушка бактериальных концентратов и заквасок молочнокислых бактерий // Молочная промышленность. 2011. № 5. С. 30–31.Kauhcheshvili N.E., Haritonov A.Yu., Sorokina N.P., Smirnov E.A. Vacuum drying of the bacterial concentrates and lactic acid bacteria starter cultures. Molochnaya promy-shlennost’ [Dairy Industry]. 2011. no. 5. рр. 30–31. (in Russian).Крумликов В.Ю., Остроумов Л.А., Сухих С.А., Кригер О.В. Подбор параметров стабилизации (замораживание и сушка) симбиотического консорциума с целью получения закваски прямого внесения // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 42. № 3. С. 25–30.Krumlikov V.Yu., Ostroumov L.A., Sukhikh S.A., Kriger O.V. Choice of stabilization parameters (freezing and drying) of symbiotic consortium to obtain a starter of direct inoculation. Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv [Food Processing: Techniques and Technology]. 2016. vol. 42. no. 3. рр. 25–30. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.