Науково-практичне обґрунтування інноваційних технологій переробки насіння олійних культур

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми – розробці науково обґрунтованих технологій переробки насіння соняшнику сучасної селекції з одержанням безлушпинного ядра, пресової харчової олії, комплексної переробки соняшникової макухи та технології обрушування сафлору вітчизняних сортів для виробництва харчової олії. На основі інноваційних рішень зазначених проблем сформульовано нову концепцію переробки насіння соняшника, засновану на новій технології якісного обрушування насінин в охолодженому стані, принципах максимальної селективності проведення основних процесів переробки; зміни послідовності їх проведення з урахуванням принципу поступового накопичення концентрацій супутніх речовин для полегшення їх виділення; відмови від проведення технологічних операцій, пов'язаних з підвищеною температурою переробки; використання хімічних реагентів та нехарчових розчинників, а також суміщення окремих операцій. На основі розробленого нового способу обрушування олійного насіння при мінусових температурах експериментально виявлені нові закономірності по процесу обрушування насінню соняшника високоолійного і кондитерського сортів, а також насіння сафлору сортів вітчизняної колекції; можливістю якісного обрушування всіх фракцій; виявлено вплив відношення вологість : мінусова температура обрушування на якісний склад рушанки і показники якості обрушування олійного насіння. Визначено органолептичні властивості, жирнокислотний і ацілгліцеріновий склад одержуваних олій, склад стеринової фракції. Показана можливість видавлювання якісної олії на шнекових пресах з сирого безлузгового ядра без його попереднього подрібнення і волого-теплової обробки. Визначені ефективні параметри процесу пресування. Науково обґрунтовано та розроблено перспективну технологію комплексної переробки соняшникової макухи з безлузгового ядра, за якою можна отримати: олію екстракційну, шрот (або борошно) та жиророзчинний рослинний антиоксидант. Розроблено структурні схеми основних технологічних стадій інноваційної технології переробки насіння соняшнику. Доведено, що ефективне отримання безлузгового ядра з насіння соняшника сучасної селекції і ядра з насіння сафлору вітчизняних сортів і гібридів може здійснюватися за схожою технологією по одній і тій же технологічній схемі. Розроблена технологія і технологічна схема є універсальними для переробки насіння і інших плодів, що мають досить пластичне ядро і крихку оболонку. Створено теоретичну модель, що розкриває складний механізм впливу базових і ефективних пластично-міцнісних властивостей насіння різного ступеню вологості, умов обрушування на ступінь обрушування насіння і збереження цілого ядра. Виконано економіко-екологічну оцінку запропонованих технологій. Результати дисертаційної роботи пройшли випробування на підприємствах олійно-жирової та суміжних галузей, а саме: основні наукові здобутки використовує підприємство "Завод Фадєєв Агро" під час розробки початкових даних для проектування нових насіннєрушок соняшнику сучасних гібридів та ліній; технологію одержання харчового соняшникового шроту впроваджено на підприємстві НВ ПП "Інститут "ТЕКМАШ". Результати досліджень дисертаційної роботи Перевалова Л. І., які було проведено в період 2015-2017 рр., використовуються в наукових розробках Інституту рослинництва імені В. Я. Юр'єва НААН України (м. Харків). Здобувач приймав участь у держбюджетних науково-дослідних роботах Українського науково-дослідного інституту олій та жирів Національної академії аграрних наук України (УкрНДІОЖ НААН). Наукові досягнення дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі кафедри технології жирів і продуктів бродіння НТУ «ХПІ», а також при виконанні дисертаційних робіт по спеціальності 05.18.06. Розроблено та узгоджено Технічні умови ТУУ 10.4-3199908465-001:2020 "Олія сафлорова харчова".Dissertation for obtaining the scientific degree of doctor of technical sciences in specialty 05.18.06 – technology of fats, essential oils and perfumery and cosmetic products. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2021. The dissertation work is devoted to solving of scientific-applied problem – the development of science-based technologies for processing sunflower seeds of modern selection to obtain a husk-free kernel, pressed edible oil, complex processing of sunflower cake and safflower seeds dehulling technology from domestic varieties for production of edible vegetable oil. On the basis of developed new method of oilseeds dehulling at subzero temperatures, new regularities in the dehulling process of high-oil and confectionery varieties of sunflower seeds, as well as safflower seeds varieties of domestic collection, have been experimentally revealed. Possibility of squeezing out high-quality oil on screw presses from a crude husk-free kernel is shown. Scientifically substantiated and developed a promising technology for sunflower cake complex processing from a husk-free kernel. Block schematic diagrams of the main technological stages of innovative technology for sunflower seeds processing have been developed. It has been proved that effective production of a husk-free kernel from sunflower seeds of modern selection and kernel from safflower's seeds domestic varieties and hybrids can be carried out using a similar technology using the same technological scheme. Theoretical model, which reveals complex influence mechanism of basic and effective plastic-strength seed's properties of different moisture degree, as well as influence of dehulling conditions on seed's dehulling degree and on preservation of whole kernel, has been created. Economic-environmental evaluation of proposed technologies has been carried out. Results of dissertation work were tested at the enterprises of fat and oil industry and related branches. Applicant took part in state budget research works of the branch research institution. Results of dissertation researches were introduced in educational process of the Department of technology of fats and products of fermentation of NTU "KPI", as well as in implementation of dissertations in specialty 05.18.06. Tentative specifications of TCU 10.4–3199908465–001:2020 "Safflower edible oil" was developed and agreed.