Обезвоживание семян конопли методом высокотемпературной микронизации

В ряде случаев для снижения влажности, инактивации некоторых ферментов, повышения сохраняемости и эффективности переработки зернопродукты необходимо термообработать. Одним из методов термообработки является высокотемпературная микронизация — нагрев в потоке инфракрасного излучения.

Метод удобен в условиях малых и средних предприятий. Целью работы являлось получение фактографического материала по нагреву и обезвоживанию семян конопли при нагреве в потоке инфракрасного излучения, а также моделирование процессов нагрева и обезвоживания. Получены экспериментальные зависимости температуры семян и влажности от времени нагрева при различных режимах инфракрасной термообработки. Предложены математические модели изменения температуры семян в функции времени и влагосодержания в зависимости от температуры семян и исходной влажности. Модели обезвоживания основывались на упрощенных решениях системы дифференциальных уравнений тепломассообмена, полученных академиком В. А. Лыковым и его учениками. По результатам экспериментов были идентифицированы коэффициенты моделей. Анализ полученных коэффициентов показал, что в рассмотренных моделях без существенной потери прогностической точности можно ограничиться одним коэффициентом. При постоянных условиях ИК-нагрева семян конопли (облученность и температура в зоне обработки) предложенные модели довольно хорошо подтверждаются экспериментальными данными. Однако на зависимость относительной влажности W/W₀ и приращения температуры ΔT(t) от времени существенно влияют условия нагрева. В то же время исходя из результатов обработки и имеющихся экспериментальных данных следует, что характер зависимости W(ΔT) определяется исходной влажностью и является инвариантным к условиям нагрева, т. е. слабо от них зависящим.

1. Зверев, С.В. (2009). Высокотемпературная микронизация в производстве зернопродуктов. — М.: ДеЛи принт, 2009.

2. Ilyasov, S. G., Krasnikov, V. V. (1991). Physical principles of infrared irradiation of food products. New York: Hemisphere Publishing House, 1991.

3. Pan, Z., Atungulu, G.G. (2010). Infrared heating for food and agricultural processing. New York, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010.

4. Yadav, K., Gupta, N., Sood, M., Anjum, N., Ankita Chib, A. (2020). Infrared heating and its application in food processing. Pharma Innovation Journal, 9(2), 142-151.

5. Brandao, R. J., Borel, L. D. M. S., Marques, L. G., Prado, M. M. (2016). Heat and mass transfer, energy and product quality aspects in drying processes using infrared radiation. Advanced Structured Materials, 63, 111-130. https://doi.org/10.1007/978-3-319-19767-8_6

6. Зверев, С.В., Ставцев, А.Э., Цыгутин, А.С. (2019). Белый люпин: обрушение и термообработка зерна. — М.: Сам Полиграфист, 2019.

7. Rahmawati, L., Saputra, D., Sahim, K., Priyanto, G. (2018). Effect of infrared radiation on chemical and physical properties on duku's peel. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 12(1), 744-755. https://doi.org/10.5219/985

8. Zverev, S., Sesikashvili, O. (2018). Heating and dehydration of grain and cereals at a combined energy supply. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 12(1), 79-90. https://doi.org/10.5219/840

9. Зверев С. В., Зубцов В. А. (2018). Высокотемпературная микрониза-ция семян льна. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 2-3(362-363), 78-81.

10. Zverev, S., Sesikashvili, O. (2018). Modeling of urease thermal inactivation processes in soybean at high-temperature micronization. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 12(1), 512-519. https://doi.org/10.5219/940

11. Мышкис, А.Д. (2007). Элементы теории математических моделей. — М.: КомКнига, 2007.

12. Pujianto, A., Sidhi, S. D. P., Nurfauzi, A. (2019). Mathematical modeling of thin layer drying of salted yellowtail fish under open sun and greenhouse drier. Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences, 7(91), 391-400. https://doi.org/10.18551/rjoas.2019-07.46

13. Ismail, N. F., Mat Nawi, H. N., Zainuddin, N. (2019). Mathematical modelling of drying kinetics of oven dried hibiscus sabdariffa seed. Paper presented at the Journal of Physics: Conference Series, 1349(1), Article 012144. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1349/1/012144

14. de Almeida, F. N. C., Johann, G., Siqueira, N. W., Souza, G. K., Pereira, N. C. (2021). Convective drying of moringa oleifera seeds: Kinetics modelling and effects on oil yield from different extraction techniques. Biomass Conversion and Biorefinery. https://doi.org/10.1007/s13399-020-01198-8 (unpublished data)

15. Лыков, А.В., Михайловю Ю. А. (1963). Теория тепло- и массопереноса. — М.-Л.: Государственное энергетическое издательство. — 1963.

16. Серков, В.А., Александрова, М.Р., Смирнов, А.Д. (2018). Развитие коноплеводства в России и мире. Сурский вестник. 3(3), 29-36.

17. Динамика коноплеводства отдельных стран мира. Электронный ресурс: http://tku.org.ua/ru/view-news. Дата обращения 12.01.2021.

18. ГОСТ 9158-76 «Семена конопли. Промышленное сырье. Технические условия». М.: Стандартинформ, 2010. —6 с.

19. Зверев, С.В., Зубцов, В. А., Росляков, Ю.Ф., Ефремов, Д.П., Янова, М.А. (2020). Физико-технологческие свойства семян конопли. Вестник КрасГАУ, 11(164), 240-247. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-11-240-247

20. Leonard, W., Zhang, P., Ying, D., Fang, Z. (2020). Hempseed in food industry: Nutritional value, health benefits, and industrial applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(1), 282-308. https://doi.org/1010.1111/1541-4337.12517

21. ГОСТ 10856-96 «Семена масляничные. Методы определения влажности». М.: Стандартинформ, 2010. —6 с.