Термодинамический анализ статических закономерностей влагопоглощения биополимером на базе его гигроскопических характеристик

В настоящее время мировое сообщество серьезно обеспокоено быстрым и непредсказуемым ростом применения синтетической пищевой упаковки, что приводит к постоянному накоплению биологически не разлагаемых отходов, технология утилизации которых сложна и дорогостояща. Это обусловливает рациональность замены таких упаковочных материалов биоразлагаемыми съедобными пленками, в частности, на базе пектиновых веществ природного происхождения, которые являются природными структурообразователями, полученными из неутилизируемых отходов при переработке растительного сырья. В этом аспекте интересно использование корки арбузов, существенная часть урожая которых не доходит до потребителя по причине ее недостаточной кондиции или просто (около 150 тыс. т) остается на полях неубранной. Причем в арбузной корке содержится до 13,4 % пектиновых веществ, 8,1 % которых являются протопектином, обусловливающем прочностные параметры ягодной ткани. Для решения поставленных в работе задач, в частности, выбора рациональных режимных параметров и моделирования сушки, проведено исследование ее статики путем определения гигроскопических характеристик и термодинамических закономерностей влагосорбции пектиновым гелем из корки арбуза, что позволило определить энергию связи влаги с сухим остатком и, как следствие, в полной мере оценить энергозатраты при процедуре его обезвоживания, а также рекомендовать конечную рациональную влажность готовой продукции в итоге процесса сушки для ее долговременной сохранности при использовании и хранении и, кроме того, определить целесообразные параметры окружающей среды, которые необходимо поддерживать в торговых, производственных и складских помещениях.

1. Хатко З. Н. Ашинова А. А Пектиносодержащие пленочные структуры: монография. Майкоп: Изд-во МГТУ, 2019. 110.

2. Внукова Т. Н., Влащик Л. Г. Технология функционального десерта с использованием натуральных ингредиентов // Молодой ученый. 2015. № 5.1 (85.1). С. 73–77.

3. Арбузы в цифрах. [Электронный ресурс]. URL: https://www.rbc.ru/own_business/24/08/2017/599c39f09a794755c7c0e49c (Дата обращения: 17.06.2021).

4. Алексанян И. Ю. Развитие научных основ процессов высокоинтенсивной сушки продуктов животного и растительного происхождения: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.18.12. М., 2001. 52 с.

5. Массообменные процессы в химической и пищевой технологии: учеб. пособие / И. Ю. Алексанян [и др.]. Санкт-Петербург: Лань. 2014. 222 с.

6. Гигроскопические свойства водорастворимых антоциановых комплексов, выделяемых из плодово-ягодного сырья / Е. В. Андреева, С. С. Евсеева, А. Х.-Х. Нугманов, И. Ю. Алексанян // Вестник Международной академии холода. 2020. № 4. С. 45–52.

7. Определение гигроскопических свойств и десорбционных параметров в технологии гранулирования пшеничной клейковины / Е. В. Фоменко, И. Ю. Алексанян, О. А. Петровичев, В. Н. Лысова // Вестник Международной академии холода. 2019. № 2. С. 86–94.

8. Васильев В. Н., Куцакова В. Е., Фролов С. В. Технология сушки. Основы теплои массопереноса: учебник для вузов. Санкт-Петербург: ГИОРД, 2013. 224 с.

9. Лыков А. В. Сушка в химической промышленности. Москва: Химия. 1970. 499 с.

10. Максименко Ю. А. Развитие научно-практических основ и совершенствование процессов сушки растительного сырья в диспергированном состоянии: дис. … докт. техн. наук: 05.18.12. Астрахань, 2016. 502 с.

11. Алексанян И. Ю., Буйнов А. А. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование: монография. Астрахань: АГТУ, 2004. 380 с.

12. Bazardeh M. E. Esmaiili M. Sorption isotherm and state diagram in evaluating storage stability for sultana raisins. Journal of Stored Products Research, 2014, no. 59, pp. 140–145.

13. Blahovec J., Yanniotis S. Modified classification of sorption isotherms. Journal of Food Engineering, 2009, no. 91(1), pp. 72–77.

14. Henderson D., Snook I. K. Adsorption of gases and vapors on a solid surface. Journal of Physical Chemistry. 1983, no. 87(15), pp. 2956–2959.

15. Никитина Л. М. Гигроскопические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М.: Энергия, 1967. 499 с.

16. Вычисление энергии на испарение связанной влаги из джекфрута / Т. С. Нгуен, А. Х.-Х. Нугманов, З. М. Арабова, А. А. Нугманова // Известия КГТУ. 2019. № 55. С. 214–225.