spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХ10.36107/spfp.2021.217spfp-217Research ArticleТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕTECHNOLOGICAL PROCESSES, MACHINES AND EQUIPMENTИсследование процесса замораживания вторичного сырья предприятий пищевой промышленностиПанченкоСергей ЛеонидовичPanchenkoSergey L. Ppsl84@mail.ruЯщенкоСергей МихайловичYashchenkoSergey M.serge3y@mail.ruФГКВОУ ВО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»РоссияFederal State Official Military Educational Institution of Higher Education “Military Educational and Scientific Centre of the Air Force N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin Air Force Academy”Russian Federation20210608202102176185Copyright © Панченко С.Л., Ященко С.М., 20212021Панченко С.Л., Ященко С.М.Panchenko S.L., Yashchenko S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spfp-mgupp.ru/jour/article/view/217

В статье поднимается актуальный вопрос, связанный с переработкой вторичных ресурсов предприятий пищевой промышленности. Основной целью является разработка методики исследования процессов охлаждения и замораживания. Проведен анализ источников загрязнения и состав стоков. Приведены виды современной очистки сточных вод. Рассмотрены характеристики процессов переработки – концентрирования экстрактов плодово-ягодного сырья вымораживанием c целью извлечения полезного для человека вещества – пектина, а также вымораживания жиросодержащего сырья предприятий переработки мяса, молока и растительных масел из сточных вод. Изготовление полезных продуктов из отходов производства не только решает проблему неполного использования входящих в сырье веществ, но и позволяет улучшить экологическую ситуацию, так как утилизация отработанного материала наносит огромный вред окружающей среде. Приведен экологический мониторинг отраслей пищевой промышленности с прогнозом использования вторичных ресурсов. Проведен эксперимент кинетики процесса замораживания настоев плодово-ягодного сырья с целью проведения процесса коагуляции и осаждения пектиновых веществ в виде осадка, после чего они легко удаляются фильтрованием. Получены температуры кристаллизации и начала образования кристаллов. Отмечено влияние параметра температуры на механическую очистку. Проведены исследования вымораживания жиров методом криогенного барботирования инертных газов. Приведена методика расчета энергетических показателей. Указаны характеристики фазового перехода экзотермического процесса охлаждения. Для получения кривых охлаждения и замораживания использовали хромель-копелевые термопары, связанные с потенциометром. Данная методика позволяет изучить широкий спектр других пищевых продуктов. Экспериментальные исследования направлены на создание новых видов оборудования холодильной техники, их расчета и конструирования.

вторичные ресурсыплодово-ягодное сырьежирыпектиновые веществазамораживаниекривые охлажденияReferencesАдилов, О. К., Джиянбаев, С. В., & Каршибаев, Ш. Э. (2015). Вторичные продукты масложирового производства. Молодой ученый, 2, 118-121.Adilov O.K., Jiyanbaev S.V., Karshibaev Sh.V. Vtorichnye producty maslozhirovogo proizvodstva [Secondary productions of oil and fat production]. Molodoy ucheniy [Young scientist], 2015, no. 2 (82), pp. 118–121.Акулов, П. (2013). Современные технологии очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий. Все о мясе, 1, 30-31.Akulov P. Sovremennye tekhnologii oshistki stochnykh vod measopererabatyvayushchikh predpriyatiy [Modern technologies of meat processing enterprises waste water treatment]. Vse o myase [All about meat], 2013, no. 1, pp. 30–31.Антипов, С. Т., Добромиров, В. Е., & Овсянников, В. Ю. (2004). Тепло- и массообмен при концентрировании жидких сред вымораживанием: Монография. Воронеж: ВГТА.Antipov S.T., Dobromirov V.E., Ovsyannikov V.Yu. Teplo- i massoobmen pri kontsentrirovanii zhidkikh sred vymorazhivaniem: monografiya [Heat and mass exchange during concentration of the liquid substances by freezing: monograph]. Voronezh: VGTA, 2004, 208 p.Антипов, С. Т., & Журавлев, А. В. (2006). Тепло- и массообмен при сушке послеспиртовой зерновой барды с закрученным потоком теплоносителя: Монография. Воронеж: ВГТА.Antipov S.T., Zhuravlev A.V. Teplo- i massoobmen pri sushke poslespirtovoy zernovoy bardy s zakruchennym potokom teplonositelya: monografiya [Heat and mass exchange during drying of the distilled grain stillage wizh twisting coolant flow: monograph]. Voronezh: VGTA, 2006. 251 p.Баутин, В. М., & Мычка, С. Ю. (2015). Направления развития системы переработки отходов промышленно- производственных подсистем АПК. Теория науки, 6, 91-95.Bautin V.M., Mychka S.Yu. Napravleniya razvitiya sistemy pererabotki othodov promyshlenno-proizvodstvennykh system APK [Directions for the development of the waste processing system of industrial production subsystems of AIC ]. Teoriya nauki [Theory of science], 2015, no. 4, pp. 91–95.Брындина, Л. В., Полянский, К. К., & Бакланова, О. В. (2018). Перспективное использование осадков сточных вод в экологическом земледелии. В Материалы V Международной научно-практической конференции «Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение» (с. 337-341). Воронеж: ВГУИТ.Berg L.G. Vvedeniye v termografiyu [Introduction to termography]. Moscow: Nauka, 1969, 256 p.Быстранова, А. О., Теплых, С. Ю., & Теплых, Е. А. (2018). Очистка сточных вод масложировой промышленности. Градостроительство и архитектура, 8(4), 24-28. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2018.04.5Bryndina L.V., Polyanskiy K.K., Baklanova O.V. Perspektivnoe ispolzovanie osadkov stochnykh vod v ecologicheskom zemledelii [Prospective use of sediments of waste water in ecological agriculture] Materialy V Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Prodovolstvennaya bezopasnost’: nauchnoe, kadrovoe I informatsionnoe obespechenie», 23 noyabrya 2018 g. [Materials of V Intern. scientific and practical conf. «Food safety: scientific, personnel and informational procuring», November 23. 2018]. Voronezh: OOO «Ritm», 2018. pp. 337–341.Волотка, Ф. Б., & Богданов, В. Д. (2013). Технологическая и химическая характеристика пивной дробины. Вестник ТГЭУ, 1, 114-124.Bystranova A.O., Teplykh S.Yu., Teplykh E.A. Ochistka stochnykh vod maslozhirovoy promyshlennosti [Oil and fat industry waste water treatment]. Gradostroitelstvo i arkhitektura [Urban planning and architecture], 2018, vol. 8, no. 4, pp. 24–28.Гаджиева, А. М., Абасова, З. У., & Муртазалиева, З. А. (2020). Ресурсосберегающие технологии комплексной переработки плодоовощного сырья для перерабатывающей промышленности Дагестана. В Материалы Международной научно-практической конференции «Биотехнологические, экологические и экономические аспекты создания безопасных продуктов питания специализированного назначения» (с. 359-365). Краснодар: Изд. КубГТУ.Volotka F.B., Bogdanov V.D. Tekhnologicheskaya i khimicheskaya kharakteristika pivnoy drobiny [Brewer’s grain technological and chemical characteristic]. Vestnik TGEU [Bulletin of Pacific State economical university], 2013, no. 1, pp. 114–124.Голубева, Л. В., Пожидаева, Е. А., Болотова, Н. В., & Илюшина, А. В. (2016). Изучение влияния условий замораживания на микроструктуру творожных полуфабрикатов. В Материалы Международной научно-практической конференции «Явления переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств» (с. 207-210). Воронеж: ВГУИТ.Gajieva A.M., Abasova Z.U., Murtazalieva Z.A. Resursosberegayushchie tekhnologii kompleksnoy pererabotki plodoovoshchnogo syrya dlya pererabatyvayushchey promyshlennosti Dagestana [Resource-saving technologies for complex processing of fruit and vegetable raw materials for Dagestan processing industry]. Materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Biotekhnologicheskie, ekologicheskie i ekonomicheskie aspekty sozdaniya bezopasnykh productov pitaniya spetsializirovannogo naznacheniya», 22 maya 2020 g. [Materials of Intern. scientific and practical conf. «Biotechnological, ecological and economical aspects of specialized purpose safety food products creation», May 22. 2020]. Krasnodar: Publ. KubSTU, 2020. pp. 359–365.Губайдуллина, А. М. (2010). Теоретические и прикладные аспекты применения методов термического анализа при изучении природных неорганических систем. Вестник Казанского технологического университета, 8, 250-256.Golubeva L.V., Pozhidaeva E.A., Bolotova N.V., Ilyushina A.V. Izuchenie vliyaniya usloviy zamorazhivaniya na microstructuru tvorozhnykh polufabrikatov [Study of effect of freezing conditions on microstructure of curd semi-finished products]. Materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Yavleniya perenosa v protsessakh I apparatakh khimicheskikh I pishchevykh proizvodstv», 16-17 noyabrya 2018 g. [Materials of Intern. scientific and practical conf. «Transfer phenomena in processes and apparatus of chemical and food industries», November 16-17. 2016]. Voronezh: VSUET, 2016. pp. 207–210.Донченко, Л. В., & Фирсов, Г. Г. (2007). Пектин: Основные свойства, производство и применение: Монография. М.: ДеЛи принт.Gubaydullina A.M. Teoreticheskie I prikladnye aspekty primeneniya metodov termicheskogo analiza pri izuchenii prirodnykh neorganicheskikh system [Theoretical and applied aspects of use of thermal analysis methods when studying of natural inorganic systems]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University], 2010, no. 8, pp. 250–256.Овсянников, В. Ю., Кондратьева, Я. И., Бостынец, Н. И., & Денежная, А. Н. (2014). Исследование криоскопических температур и вымораживания влаги из плодовых соков. Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания, 4, 34-40.Donchenko L.V., Firsov G.G. Pektin: osnovhye svoystva, proizvodstvo i primenenie: monografiya [Pektin: the main properties, production and appluing: monograph]. Moscow: DeLi Print, 2007. 275 p.Овсянников, В. Ю., & Панченко, С. Л. (2010). Замораживание и размораживание спиртованных настоев. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, 23-26.Ovsyannikov V.Yu., Kondratieva Ya.I., Bostynets N.I., Denezhnaya A.N. Issledovanie krioskopicheskikh temperature i vymorazhivaniya vlagi iz plodovikh sokov [Research of cryoscopic temperatures and freezing of moisture from fruit juices]. Tekhnologii pishchevoi I pererabatyvayushchey promyshlennosti APK – producty zdorovogo pitaniya [Technologies of food and processing industry AIC – healthy food products], 2014, no. 1, pp. 23–26.Панченко, С. Л. (2010). Исследование процесса концентрирования творожной сыворотки методом вымораживания (Дисс. канд. техн. наук). Воронеж: ГОУВПО «ВГТА».Ovsyannikov V.Yu., Panchenko S.L. Zamorazhivanie i razmorazhivanie spirtovannykh nastoev [Freezing and thawing alcoholic infusions]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2010, no. 1, pp. 23–26.Панченко, С. Л., Горшков, А. Г., & Бочаров, А. И. (2017). Пути решения проблемы загрязнения сточных вод на примере переработки отходов молочной промышленности. В Материалы V Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (с. 226-227). Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский институт ГПС МЧС России.Panchenko S.L. Issledovaniye protsessa kontsentrirovaniya tvorozhnoy syvorotki metodom vymorazhivaniya. Diss. kand. techn. nauk [Research of the process of concentration of curd whey by freezing. Ph.D. (Tech. Sci.) thesis]. Voronezh, 2010, 187 p.Попов, А. М., Турова, Н. Н., Стабровская, Е. И., Васильченко, Н. В., & Коняев, А. В. (2015). Особенности использования прямого нагрева при концентрировании сыворотки. Фундаментальные исследования, 2, 2124-2128.Panchenko S.L., Gorshkov A.G., Bocharov A.I. Puti resheniya problemy zagryazneniya stoshnykh vod na primere pererabotki otkhodov molochnoy promyshlennosti [Ways of decision of problem pollution of waste water on the example of processing dairy industry waste]. Materialy V Vseros. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uch. «Problemy obespecheniya bezopasnosti pri likvidatsii posledstviy chrezvychaynikh situatsiy», 15-16 dekabrya 2016 g. In 2 volumes. Volume 2. [Materials of All-Russ. scientific and practical conf. with intern. part. «Problems of ensuring safety in liquidation of the consequences of emergency», December 15-16. 2017. In 2 volumes. Volume 2.]. Voronezh: FGBOU Voronezh institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia, 2017. pp. 226-227.Рябчиков, Б. Е. (2004). Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М.: ДеЛи принт.Popov A.M., Turova N.N., Stabrovskaya E.I., Vasilchenko N.V., Konyaev A.V. Osobennosti ispolzovaniya pryamogo nagreva pri concentrirovanii syvorotki [Features of use direct heating when concentration whey]. Fundamentalnye issledovaniya [Fundamental recearching], 2015, no. 2-10, pp. 2124-2128.Сатыбалдиева, Д. К., Калманбетова, Г. К., Шаршеева, Э. Б., & Егембердиева, Г. А. (2014). Очистка сточных вод консервного производства. Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. И. Исанова, 4, 73-77.Ryabchikov B.E. Sovremennye metody podgotovki vody dlya promyshlennogo I bytovogo ispolzovaniya [Modern methods of water preparation for industrial and domestic use]. Moscow: DeLi Print, 2004. 328 p.Степанова, Е. Г., Хомутов, М. П., & Печерица, М. А. (2020). Применение электрокавитации для очистки сточных вод. В Материалы VII Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: Наука, образование и производство» (с. 316-319). Воронеж: ВГУИТ.Satybaldieva D.K., Kalmanbetova G.K., Sharsheeva E.B., Egemberdieva G.A. Ochistka stochnykh vod konservnogo proizvodstva [Canning production waste water treatment]. Vestnik KGUCTA imeni N.I. Isanova [Proceedings of KSUCTA n.a. N.I. Isanova], 2014, no. 4, pp. 73-77.Харитонова, Л. А., Лисицкая, Р. П., Мокшина, Н. Я., & Гончаров, Д. В. (2017). Получение адсорбента на основе отходов хлебопекарного производства. В Материалы VI Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений» (с. 98-99). Воронеж: ВГУИТ.Stepanova E.G., Khomutov M.P., Pecheritsa M.A. Primeneniye electrokavitatsii dlya ochistki stochnykh vod [Electrocavitation using for treatment of waste water]. Materialy Mezhdunar. nauch.-techn. konf. «Innovatsionnye tekhnologii v pishchevoy promyshlennosti: nauka, obrazovanie i proizvodstvo», 20 noyabrya 2020 g. [Materials of Intern. scientific and technical conf. «Innovation technologies in food industry: science, education and production», November 20. 2020]. Voronezh: VSUET, 2020. pp. 316–319.Щуклин, П. В., Ромахина, Е. Ю., & Ручкинова, О. И. (2012). Анализ основных направлений обработки осадков городских сточных вод. Вестник ПНИПУ. Урбанистика, 4, 119-133.Kharitonova L.A.., Lisitskaya R.P.., Mokshina N.Ya., Goncharov D.V. Polucheniye adsorbenta na osnove otkhodov khlebopecarnogo proizvodstva [Obtaining an adsorbent based on bakery waste] // Materialy VI Mezhdunar. nauch.-techn. konf. «Novoiye v tekhnologii I tekhnike funktsionalnykh productov pitaniya na osnove medico-biologicheskikh vozzreniy», 11-12 dekabrya 2017 g. [Materials of Intern. scientific and technical conf. «New in technology and technique of functional food products based on biomedical views», December 11-12. 2017]. Voronezh: VSUET, 2017. pp. 98–99.Ященко, С. М. (2001). Исследование и разработка процесса криогенного вымораживания растительных масел (Дисс. канд. техн. наук). Воронеж: ВГТА.Shchuklin P.V., Romakhina E.Yu., Ruchkinova O.I.. Analiz osnovnykh napravleniy obrabotki osadkov gorodskikh stochnykh vod [Analysis of the main directions of urban waste water sludge treatment] // Vestnik PNIPU. Urbanistika [Bulletin of PNRPU. Urbanism], 2012, no. 4. pp. 119–133.Ященко, С. М. (2017). Комплексная переработка сырья и вторичных ресурсов при производстве растительных масел. В Материалы III Международной научно-практической конференции «Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья» (с. 333-336). Воронеж: ВГУИТ.Yashchenko S.M. Issledovaniye i razrabotka protsessa kriogennogo vymorazhivaniya rastitelnykh masel. Diss. kand. techn. nauk [Research and design of process of cryogen freezing of vegetable oils. Ph.D. (Tech. Sci.) thesis]. Voronezh, 2001, 155 p.Bolzonella, D., Cavinato, C., Fatone, F., Pavan, P., & Cecchi, F. (2012). High rate mesophilic, thermophilic, and temperature phased anaerobic digestion of waste activated sludge: A pilot scale study. Waste Management, 32(6), 1196-1201. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.01.006Yashchenko S.M. Kompleksnaya pererabotka syrya I vtorichnykh resursov pri proizvodstve rastitelnikh masel [Complex processing of raw materials and secondary resources in the production of vegetable oils]. Materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Innovatsionnye resheniya pri proizvodstve productov pitaniya iz rastitelnogo syrya», 26-27 oktyabrya 2017 g. [Materials of Intern. scientific and practical conf. «Innovative decisions in the production of plant-based foods», October 26-27. 2017]. Voronezh: VSUET, 2017. pp. 333-336.Bolzonella A., Cavinato C. Fatone F. et al. High rate mesophilic, thermophilic, and temperature phased anaerobic digestion of waste activated sludge: A pilot scale study // Waste Management. 2012. V. 32. P. 1196–1201.Bolzonella A., Cavinato C. Fatone F. et al. High rate mesophilic, thermophilic, and temperature phased anaerobic digestion of waste activated sludge: A pilot scale study // Waste Management. 2012. V. 32. P. 1196–1201.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.