Исследование физико-химических свойств маслосодержащего сырья и масел и разработка инновационных процессов извлечения растительных масел, установление влияния природных и техногенных факторов на локализацию масла в семенах и качественные показатели семян, масел, жмыхов и шротов с разработкой методов и методических руководств контроля их качества и прогнозирования их дальнейшего использования.

Отчет состоит из 6 разделов: Раздел 1. Провести производственную апробацию прогностического метода оценки качества семян. Раздел 2. Разработать блок-схемы переработки выбранных для глубокой переработки семян. Раздел 3. Разработать принципы интеллектуальных систем управления технологичес-кими потоками при многоступенча¬той дистилляции в перспективных масложировых производствах и исходные требования на энерго¬эффективную многоступенчатую дистилляционную установку. Раздел 4. Разработать исходные требования на оборудование для отжима масла с применением сверхкритического диоксида углерода. Раздел 5. Разработать справочно-методические пособия «Методы и средства аналитических измерений в пищевой и перерабатывающей промышленности». Раздел 6. Разработать методические указания по методологии и порядку проведения оценки пищевой ценности масложировой продукции. Объекты исследования: семена подсолнечника, белковые препараты, жмых и шрот подсолнечный, масло растительное, мисцелла, растворитель, плотность и вязкость растворов сверхкритического диоксида углерода (СКДУ) в растительном масле в условиях высокого давления, вязкость и плотность, не извлекаемая часть масла в жмыхе, Федеральные законы, ГОСТы, РМГ, стандарт СЭВ, рекомендации по стандартизации, метрологические законы и постановления, масложировая продукция. Цель работы: - провести в производственных условиях проверку тенденций окислительной порчи масла во взаимосвязи с показателем относительной доли свободного масла в семенах (масла, поменявшего локализацию), установленных в лабораторных условиях; - разработать схемы процессов глубокой переработки семян подсолнечника с получением концентратов белка и белковых дисперсий для использования на пищевые цели; - создание перспективного оборудования для реализации перспективных технологий дистилляции мисцеллы; - разработать Исходные требования на оборудование для отжима масла с применением сверхкритического диоксида углерода, упрощенные методы расчета физических показателей раствора СКДУ в растительном масле (плотности и вязкости), определить возможности снижения не извлекаемой части масла в жмыхе при отжиме масла; - разработать справочно-методическое пособие «Методы и средства аналитических измерений в пищевой и перерабатывающей промышленности»; - разработать методические указания оценки пищевой ценности масложировой продукции. Научная новизна состоит: - в получении в лабораторных и производствен¬ных условиях новых данных об изменении природной локализации масла в семенах в зависимости от условий их хранения и разработке на их основе но¬вого метода оценки качественных показателей масла в хранящихся семенах; - в применении водноспиртовой обработки, обеспечивающей удаление фенольных соединений, придающих окраску целевому продукту с последующей обработкой ультразвуком, повышающим скорость экстракции; - в применении мультисенсорной потенциометрии для анализа содержания фосфатидов в подсолнечных маслах; - в получении новых данных по теплоемкости и реологическим свойствам подсолнечного масла в зависимости от содержания фосфатидов; - в установлении связи между теплофизическими и реологическими свойствами и их влиянии на структурные и гидродинамические свойства подсолнечных масел; - в разработке методов упрощенного расчета физических показателей раствора СКДУ в растительном масле и определении возможности снижения не извлекаемой части масла в жмыхе. Такие методы необходимы при расчетах физических показателей в случае невозможности их прямого измерения, в частности, имеет место при разработке Исходных требований на маслопресс с применением СКДУ и при дальнейшем изучении процессов по данной тематике; - в разработке алгоритма вычисления результатов аналитических измерений; - в разработке методического пособия по оценке пищевой ценности масложировой продукции, разработанное в соответствии с новыми Федеральными законами. Методология исследований: В процессе работы проводились: - аналитические исследования отобранных проб семян, хранящихся в силосах на производстве, определение показателей окислительной порчи масла и относительной доли свободного масла, также массовых долей масла в различных морфологических частях семени, массовой доли влаги методами, описанными в Руководстве по методам исследования [1]; - исследования процессов комплексной переработки семян подсолнечника с получением белковых продуктов светлой окраски из обезжиренного растворителем подсолнечного шрота и из жмыха холодного отжима; - изучение влияния стадии водноспиртовой обработки обезжиренного и полуобезжиренного подсолнечного материала на окраску получаемых белковых концентратов и белковых дисперсий; - в лабораторных условиях получали из семян подсолнечника белковые препараты светлой окраски; изучение изменения растворимости основных белковых фракций и функциональные свойства готовых продуктов; - исследования влияния ультразвуковой (УЗ) обработки на экстрагируемость белков после водноспиртовой обработки в процессе получения белковых дисперсий; - подобран и апробирован метод определения фенольных соединений в продуктах переработки подсолнечника. Аналитические исследования проводили методами, опубликованными в ГОСТах. Применена аналитическая методология. Она включает комплекс методов: - логический анализ, сопоставление и гармонизацию положений законодательства и подзаконных нормативно-технических документов; обобщение современных научных данных; - математический анализ и расчёты с применением стандартизованных и оригинальных алгоритмов; - при разработке Методического указания использовались положения Федерального закона «О качестве и безопасности пищевых продуктов», технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию», ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части её маркировки» и стандартов, регулирующих производство, идентификацию и подтверждение соответствия масложировой продукции в Российской Федерации. В результате исследований: - получены данные и зависимости, позволяющие выбрать способ хранения семян, оценить очерёдность переработки партий семян по силосам (или складам). Предложен приборный способ определения и расчёта значения показателя относительной массовой доли свободного масла (или массовой доли масла, изменившего локализацию). Полученные результаты показали достоверность и действенность разработанного метода оценки качества семян, основанного на определении показателя относительной массовой доли свободного масла, (или массовой доли масла, изменившего локализацию). Проведена производственная апробация метода. Недостаток метода – длительное время пробоподготовки; - разработаны схемы процессов глубокой переработки семян подсолнечника с получением концентратов белка и белковых дисперсий для использования на пищевые цели; проведен сравнительный анализ функционально-технологических свойств полученных концентратов по сравнению с промышленно выпускаемыми соевыми и подсолнечными белками; получены белковые дисперсии светлой окраски, не темнеющие при хранении, путем водноспиртовой обработки материала с последующей обработкой на ультразвуковом генераторе марки И100-6/4 при рабочей частоте ультразвука 22,00±1,54 кГц для улучшения экстрагируемости белков после контакта с гидрофобным растворителем; показано, что после применения ультразвуковой обработки содержание сырого протеина в экстрактах, полученных из разных партий сырья, резко возрастало – на 65 % и 94 % по сравнению с концентрацией сырого; - создана ПЛС-модель для прогнозирования содержания фосфатидов (logC) в образцах нерафинированного подсолнечного масла; - показана возможность применения мультисенсорной потенциометрии в качестве ключевого звена в системе интеллектуального управления процессами, позволяющая трансформировать в цифровую информацию сложных физико-химических показателей; исследованы реологические свойства нерафинированного подсолнечного масла получены новые теоретические представления, позволяющие проводить более точные, чем ранее, тепловые и гидродинамические расчеты оборудования; получены данные по процессам переноса масла, которые могут быть использованы при создании и модернизации оборудования для переработки и использования растительных масел в динамично развивающихся областях – пищевой промышленности и общественном питании; проведена предпроектная проработка и обоснование идеологии конструкции для дистилляции мисцеллы; - разработана установка для исследования барботажа при высокотемпературной обработке растительного масла для энергоэффективных дистилляторов и испытана в реальных условиях, показала работоспособность и выявлены необходимые доработки; - получены новые данные по проводимости пленок растительного масла на теплопередающих поверхностях; - обоснован выбор общей схемы дистилляции мисцеллы в виде моноблочной конструкции; - разработаны упрощенные методы расчета основных физических показателей плотности и динамической вязкости для такой сложной смеси как раствор сверхкритического диоксида углерода в растительном масле. Предложенные методы расчета актуальны при решении проблем, периодически возникающих, например, при извлечении масла прессованием с применением СХДУ. На основе выявленных особенностей внутренней структуры маслосодержащего материала, подвергающегося воздействию в маслопрессе определены дополнительные возможности снижения не извлекаемой части масла из жмыха. Разработанные исходные требования на оборудование для отжима масла с применением сверхкритического диоксида углерода являются начальными на важном этапе в создании отечественного маслопресса для производства растительных масел с применением СХДУ; - разработано справочно-методическое пособие «Методы и средства аналитических измерений в пищевой и перерабатывающей промышленности»; сформирована структура пособия, включающая 8 глав. Пособие охватывает основные физико-химические и некоторые физико-технические методы и средства измерения; разработан алгоритм вычисления результатов аналитических измерений, реализующий требования Государственной системы обеспечения единства измерений. В процессе работы проведена теоретико-методическая оценка особенностей и значимости аналитических измерений в пищевых производствах; - разработаны Методические указания по оценке пищевой ценности масложировой продукции; процедура оценки пищевой ценности масложировой продукции, которая представляет собой анализ и документирование показателей пищевой ценности пищевой продукции, информация о которых будет размещена на этикетках. Методические указания определяют номенклатуру показателей пищевой ценности масложировой продукции, процедуру и методы оценки её соответствия установленным показателям и состоит из следующих разделов: введение, область применения, нормативные ссылки, методические принципы оценки пищевой ценности масложировой продукции, порядок определения пищевой ценности масложировой продукции, обработка и документирование полученных результатов. Результаты проведенных исследований могут быть использованы: Метод оценки качества семян по изменению локализации масла, содержащегося в семенах, может быть использован в масложировой промышленности для оценки качества сырья, его хранимости и сроков по переработке. Метод найдет широкое применение на предприятиях, перерабатывающих маслосодержащее сырье, хранящееся в силосах. Разработанная технология получения пищевого белка из подсолнечника, не темнеющего при его введении в пищевые продукты, может быть использована для получения продуктов с введением в них растительного белка для производства продуктов общего и лечебно-профилактического назначения. Работа по созданию перспективного оборудования может быть использована для реализации в новейшей технологии дистилляции растительных масел. Разработка маслопресса для отжима масла с помощью сверхкритического диоксида углерода является новейшим направлением в масложировой отрасли. Справочно-методическое пособие необходимо в области метрологического обеспечения для специалистов пищевой и перерабатывающей промышленности. Разработанное методическое руководство по оценке пищевой ценности масложировой продукции рекомендуется использовать специалистам ла¬бораторных центров, осуществляющих анализ качества и безопасности масложировой продук¬ции при ввозе, производстве и обращении на территории Российской Федерации.