Сельское хозяйство/4. Технология хранения и переработки сельскохозяйственной продукци

К.т.н., доцент Катусов Д.Н., аспирант Шатов А.А.

Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, Россия

Перспективы применения электростатического поля при производстве продуктов питания

Основание электростатики еще в конце 18 века положили работы Кулона и с тех пор это направление непрерывно развивается. К концу 20 века электростатическое явление стало активно использоваться в технике, медицине, и других хозяйственных отраслях для разных целей и задач – для электросепарирования твердых веществ, электроочистки газов, электростатического нанесения покрытий, коптильных веществ, и т.п.

Все эти процессы объединяются общностью применяемого метода, сущность которого заключается в том, что ионизированный газ, перемещаясь в электрическом поле, сообщает заряд тонкодисперсным частицам вещества (пыль, краска, коптильный дым и др.), при этом частицы так же совершают упорядоченное направленное движение от одного электрода к другому.

Кроме этого, под действием электростатического поля высокого напряжения на микроорганизмы происходит разрыв их клеточных структур, нарушение питания бактериальной клетки и её гибель.

По мнению ученых, можно выделить два основных механизма действия электростатического поля на микроорганизмы: термический и нетермический. При последнем механизме происходит избирательное разрушение мембран клеток на микроуровне, не приводя к значительному нагреву среды [1]. Электростатическое поле высокого напряжения подавляет рост общего количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов. После обработки кормовой муки в поле напряженностью Е=3.6*10⁵-3.9*10⁵ В/м при температуре t=15-17°С в течение часа уничтожаются все патогенные микроорганизмы.

Электрофоретический перенос веществ под действием электростатического поля высокого напряжения перспективно использовать при электросепарировании, панировке, копчении, внесении в продукты вкусоароматических добавок.

Электросепарирование в настоящее время находит применение при разделении продуктов помола зерна на фракции, удалении из пищевых продуктов посторонних примесей, (очистка подсолнечника, чая, желатина и т.д).

В машинах для панировки в электростатическом поле мука, осажденная на поверхности продукта силами электрического поля, глубоко проникает в поры продукта, что дает качественную панировку при низком расходе муки [1].

Внесением различных вкусоароматических веществ в продукты при помощи электрофоретического эффекта можно корректировать их вкус, цвет и аромат [1]. Вкусоароматические добавки распыляются при помощи форсунок, проходя через электростатическое поле, электризуются, за счет приобретенного электропотенциала осаждаются на поверхность продукта, и под воздействием электрического поля быстро диффундируют внутрь.

Компоненты коптильного дыма под действием электростатических сил интенсивно осаждаются на поверхности продукта, а затем, в соответствии с законом диффузии, проникают в продукт. Копчение продукта в электростатическом поле даёт возможность экономичнее использовать древесину, значительно сократить время технологического процесса, снизить энергозатраты, что в итоге позволяет снизить себестоимость и повысить качество готового продукта [1-4].

Однако, несмотря на очевидные преимущества использования электростатического поля для выполнения вышеперечисленных технологических операций, в настоящее время абсолютно не проработаны методики и четкие, научно обоснованные рекомендации для его промышленного применения. С целью решения данных вопросов исследователями СГАУ им. Н.И. Вавилова была создана экспериментальная электростатическая установка для обработки продуктов питания, позволяющая эмпирическим путем выявить оптимальные режимно-технологические параметры процесса электрофоретической обработки продуктов питания различного происхождения. Это, в свою очередь, даёт возможность обосновать конструктивно-режимные параметры производственных установок.

Литература

1. Катусов, Д.Н. Перспективы использования электростатического поля при производстве продуктов питания / Д.Н. Катусов, Э.А. Алимова // Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: Сборник статей и докладов пятнадцатой международной научно-практической конференции. Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул, 2013.

2. Ангелюк, В.П. Экспериментальная электростатическая коптильная установка периодического действия / В.П. Ангелюк, Д.Н. Катусов, А.А. Шатов, М.В. Бирюков // Наука о питании: технологии, оборудование и безопасность пищевых продуктов: Материалы Международной научно-практической конференции / под ред. Ф.Я. Рудика. – Саратов: ИЦ «Наука», 2013. – С.6-7.

3. Ангелюк, В.П. Классификация и анализ установок для копчения / В.П. Ангелюк, Д.Н. Катусов, А.А. Шатов // Современные тенденции в образовании и науке: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 октября 2013г.: в 26 частях. Часть 9; М-во обр. и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука_Общество», 2013. С.8-9.

4. Ангелюк, В.П. Совершенствование экспериментальной установки копчения в электростатическом поле / В.П. Ангелюк, Д.Н. Катусов, А.А. Шатов // Современные тенденции в образовании и науке: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 октября 2013г.: в 26 частях. Часть 9; М-во обр. и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука_Общество», 2013. С.8-9.