Разработка технологии производства, оценки органолептических, физико-химических свойств съедобных стаканов

Содержание

Слайд 2

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ В конце ХХ века произошла смена технологической парадигмы и

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

В конце ХХ века произошла смена технологической парадигмы и диверсификация

производства в сторону малоотходных «Зеленых технологий». Во многих странах правительство ставит задачу по защите окружающей среды и человека от вредного воздействия.
«Зелёные-технологии» по существу охватывают все области деятельности человека и нацелены на устойчивое развитие современного общества для блага будущих поколений с решением глобальных задач:
предотвращение истощения ресурсов;
налаживание разумного природопользования;
исключение токсичности производства;
максимальное сокращение отходов за счёт инноваций в технологиях и в структуре потребления;
замена не возобновляемых природных ресурсов на альтернативные возобновляемые источники сырья.
Слайд 3

Цель работы: разработка технологии производства и оценка физико-химических свойств съедобных стаканов

Цель работы:
разработка технологии производства и оценка физико-химических свойств съедобных стаканов

на основе фруктовых (овощных) пюре, разных типов пластификаторов
Слайд 4

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: Анализ литературных источников,

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
Анализ литературных источников,

выявление химического состава сырья (яблоки, томаты, тыква, морковь и др) и пластификатора (пектин, крахмал, каррагинан, КМЦ, сухое молоко, сухие сливки и тд);
Исследование влияния используемого сырья на физико-химические свойства съедобных стаканов;
Изучение влияния используемых пластификаторов на физико-химические и органолептические свойства съедобного стакана ;
Анализ режимов сушки съедобных стаканов. Теоретическое обоснование выбранного технологического режима, обеспечивающего максимальную сохранность биологически активных компонентов исходного сырья на основании анализа физико-химических показателей;
Разработка технологии производства съедобных
стаканов с оптимальными свойствами;
6) Расчет рентабельности производства
съедобных стаканов.
Слайд 5

Слайд 6

Этап 1 Анализ литературных источников, выявление химического состава сырья и пластификаторов

Этап 1
Анализ литературных источников,
выявление химического состава
сырья и пластификаторов

Слайд 7

Объекты исследования

Объекты исследования

Слайд 8

Основные методы исследований Микроструктура образцов съедобной посуды исследовалась микроскопированием на микроскопе


Основные методы исследований

Микроструктура образцов съедобной посуды исследовалась микроскопированием на микроскопе марки

«Микромед 3- 20М».
Показатель влажности - ГОСТ 5900-2014.
Коэффициент водопоглощения определили для каждого вида образца съедобной посуды. Исследуемый образец помещали в воду при температуре 20-25 °С и выдерживали в течение 30 мин. Коэффициент водопоглощения рассчитали как отношение массы образца по окончании эксперимента к его первоначальной массе.
Устойчивость к нейтральным жидкостям и органическим растворителям. Исследование проводили в соответствие с ГОСТ Р 50962-96 п. 5.5. Растворителями в данном случае выступили: вода 20 °С и 100 °С, 5%-ый раствор лимонной кислоты и 5%‑ый раствор соли NaCl.
Органолептический метод - ГОСТ ISO 6658-2016, ГОСТ ISO 11036-2017, ГОСТ 31986-2012, ГОСТ ISO 11037-2013, ГОСТ ISO 16779-2017, ГОСТ ISO 13299-2015
Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Изучение влияния используемых структурообразователей и сырья на физико-химические свойства съедобного стакана Этап 2

Изучение влияния используемых
структурообразователей и сырья
на физико-химические свойства
съедобного стакана


Этап 2

Слайд 14

Результаты исследования влажности образцов съедобных стаканов на основе тыквенного, морковного и

Результаты исследования влажности образцов съедобных стаканов на
основе тыквенного, морковного и

яблочного пюре

Результаты эксперимента доказывают тот факт, что пластифицирующие вещества, в составе образцов съедобных стаканов, оказывают влияние на содержание влаги. Это может быть объяснено гидрофильной природой дубильных веществ. В таком случае образец с 20% пектина имеет максимальное значение влажности среди исследуемых образцов.

Слайд 15

Результаты исследования водопоглощения образцов съедобных стаканов на основе тыквенного, морковного и

Результаты исследования водопоглощения образцов съедобных стаканов
на основе тыквенного, морковного и

яблочного пюре

Обнаружена закономерность снижения количества поглощенной жидкости при увеличении концентрации пластифицирующего компонента. Таким образом, пластификатор и выжимки в составе съедобной посуды обеспечивают формообразующие свойства посуды, кроме того препятствуют быстрому проникновению влаги во внутренние слои и, как следствие, замедляют процесс деструкции.

Слайд 16

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов на основе тыквенного, морковного и

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов
на основе тыквенного, морковного и

яблочного пюре

Стойкость образцов к воде при 20 °С

Результаты анализа по выявлению стойкости к жидкостям, в том числе органическим растворителям, позволяют сделать вывод о затруднении гидролиза внутренних слоев посуды при высокой концентрации пластифицирующего компонента во внешнем слое.

Слайд 17

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов на основе тыквенного, морковного и

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов
на основе тыквенного, морковного и

яблочного пюре

Стойкость образцов к воде при 100 °С

Слайд 18

Результаты исследования влажности образцов съедобных стаканов на основе яблочного пюре с

Результаты исследования влажности образцов съедобных стаканов на
основе яблочного пюре с

добавлением пектина, крахмала, КМЦ

Результаты эксперимента доказывают тот факт, что пластифицирующие вещества, в составе образцов съедобных стаканов, оказывают влияние на содержание влаги. Причем происхождение и вид пластификатора способны изменять его свойства.

Слайд 19

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов на основе яблочного пюре с

Результаты исследования стойкости образцов съедобных стаканов
на основе яблочного пюре с

добавлением пектина, крахмала, КМЦ

Стойкость образцов к воде при 20 °С

Результаты анализа по выявлению стойкости к жидкостям, в том числе органическим растворителям, позволяют сделать вывод о затруднении гидролиза внутренних слоев посуды при введении в массу образцов карбоксиметилцеллюлозы. Пластификатор в количестве 5% позволяет увеличить стойкость образцов на 15 и 30 минут соответственно.

Слайд 20

Результаты микроскопирования съедобных стаканов на основе тыквенного, морковного и яблочного пюре

Результаты микроскопирования съедобных стаканов
на основе тыквенного, морковного и яблочного пюре


Выявлена закономерность снижения гомогенности образцов.
Количество и размер микропустот и уплотнений увеличивается прямо пропорционально возрастанию концентрации пластификатора и выжимок. Внешний вид среза образцов подтверждает однородность образцов с низкой концентрацией пектина и полную гетерогенную природу съедобной посуды с 20 % концентрацией пектина. Данный факт может быть объяснен недостаточным количеством влаги в образцах с высокой концентрацией пластифицирующих веществ, что затрудняет процесс гомогенизации.

Слайд 21

Результаты микроскопирования съедобных стаканов на основе яблочного сырья с добавлением пектина,

Результаты микроскопирования съедобных стаканов
на основе яблочного сырья с добавлением пектина,

крахмала, КМЦ

Выявлена закономерность снижения гомогенности образцов.
Количество и размер микропустот и уплотнений увеличивается / уменьшается зависимо от используемого пластификатора.
КМЦ способна сформировать более плотную по текстуре материал, что, соответственно, увеличивает прочностные характеристики.

Слайд 22

Этап 3 Изучение влияния используемых пластификаторов и сырья на органолептические свойства съедобного стакана

Этап 3
Изучение влияния используемых
пластификаторов и сырья
на органолептические свойства
съедобного

стакана
Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

По результатам органолептического исследования было выявлено, что образцы стаканов из тыквенного,

По результатам органолептического исследования было выявлено, что образцы стаканов из тыквенного,

морковного и яблочного пюре с добавлением 5%, 10%, 15%, 20% пектина обладают приемлемыми сенсорными характеристиками. Было установлено:
80% образцов имеет приемлемые характеристики по показателю «внешний вид». Нарушена целостность образцов с 5 % содержания пластификатора, ввиду высокой влажности массы. Образцы съедобного стакана концентрацией пластификатора 20% имеет высокую степень неоднородности массы, бугристую поверхность. Данный недостаток связан с высокой степенью вязкости массы;
Цвет 100 % образцов находится в пределах допустимой нормы: от желто-оранжевого до красно-коричневого.
Обнаружена зависимость снижения интенсивности аромата образцов при увеличении процентного содержания пластификатора. Данный факт объясняется снижением концентрации вкусо-ароматических веществ в составе образцов, ввиду увеличения процента пластификатора;
Установлена тенденция к увеличению степени кислого послевкусия с повышением концентрации пластификатора в массе исходного сырья;
Наблюдается прямая зависимость увеличения прочности съедобного стакана от концентрации пластификатора. При этом ломкость образцов также увеличивается. Данный факт вызван повышением связывания влаги пектином в образцах с 15% и 20% содержанием пластификатора, ввиду чего наблюдается снижение и утрата эластичности образцов.
Слайд 26

Результаты органолептического исследования стаканов с заменой пектина на пластифицирующий / инертный

Результаты органолептического исследования стаканов с заменой пектина на пластифицирующий / инертный

компонент

Было выявлено, что введение отличного от пектина пластификатора / инертного наполнителя, позволяет несколько изменить органолептическую характеристику.
Эксперимент по замене пектина показал высокую степень влияния на параметр вкуса. Овощная, фруктовая и злаковая составляющие введенного наполнителя изменяют вкус образцов в сторону своего происхождения.
Параметр «внешний вид» также способен изменяться, образовывая при этом поверхность от ровной матовой, до бугристой глянцевой.
Ввиду характеристики продукции как пищевой, параметр пережевываемости вносит ключевое значение. В данном эксперименте было установлено, что в зависимости от использованного наполнителя пережевываемость изменяется от хорошо пережевываемой до не пережевываемой. Подобное наблюдение позволяет сделать вывод, что стаканы с добавлением пивной дробины или томатных выжимок могут использоваться как одноразовая посуда из класса биоразлагаемых, в то время как стаканы с добавлением семян чиа, сухого молока / сливок, семян льна и др. возможно отнести к съедобной посуде.

Слайд 27

Этап 4 Анализ режимов сушки съедобных стаканов. Теоретическое обоснование выбранного технологического режима

Этап 4
Анализ режимов сушки съедобных
стаканов. Теоретическое обоснование
выбранного технологического режима

Слайд 28

Пластификаторы

Пластификаторы

Слайд 29

Инертные наполнители

Инертные наполнители

Слайд 30

Сырье

Сырье

Слайд 31

Выводы Проведенные исследования позволили установить оптимальный режим сушки. На основе опытных

Выводы

Проведенные исследования позволили установить оптимальный режим сушки.
На основе опытных данных было

выявлено:
При режиме сушки при температуре 70°С все виды образцов утрачивают эластичность, приобретают хрупкость, что связано с пониженным содержанием влаги. Кроме того данный режим способствует интенсивному удалению влаги, что снижает количество гидролизованных молекул пектина, отвечающих за гелеобразования и обеспечивающих необходимую эластичность.
При режиме сушки при температуре 50-60°С все виды образцов сохраняют эластичность, что обусловлено оптимальным температурным и временным параметром для пектина в его гидролизованное состояние.
Режим сушки при 60°С является оптимальным, ввиду сокращения времени сушки, в среднем, на 10 минут.
Слайд 32

Этап 5 Разработка технологии производства съедобных стаканов с наилучшими эксплуатационными характеристиками

Этап 5

Разработка технологии производства съедобных стаканов с наилучшими эксплуатационными характеристиками

Слайд 33

Для получения рабочей массы – пюре овощного – плоды подвергались отбору,

Для получения рабочей массы – пюре овощного – плоды подвергались отбору,

мойке, сортировке. После чего осуществлялось удаление несъедобных частей (плодоножка, семенная камера, кожура), измельчение, тепловая обработка, протирка до образования гомогенной массы. Для достижения необходимой вязкости рабочей массы (пюре из тыквы, моркови и яблока) использовался пластифицирующий компонент – пектин. Добавление пектина осуществлялось в количестве 5, 10, 15 и 20 % от массы овощного пюре. Формовка изделия осуществлялась по принципу композитного материала, путем поэтапного нанесения массы на форму и непрерывной сушке изделия при температуре равной 75 °С в течение 1 ч. Объем полученного съедобного стакана – 40 мл.
Слайд 34

Этап 5 Расчет рентабельности производства съедобных стаканов

Этап 5

Расчет рентабельности производства съедобных стаканов

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Результаты

Результаты

Слайд 38

Выводы Проведенные исследования позволили установить, что анализ съедобной посуды на основе

Выводы

Проведенные исследования позволили установить, что анализ съедобной посуды на основе

овощных пюре, а также с добавлением пластифицирующих веществ и инертных наполнителей, в качестве замены полимерной посуды, позволяет утверждать об экологической ценности продукта, характеризующегося быстрой биоразлагаемостью в условиях окружающей среды.
Анализ органолептических показателей позволил установить, что 80% образцов съедобных стаканов имеют приемлемые потребительские качества.
Анализ микроструктуры съедобной посуды установил, что степень плотности и неоднородности увеличивается с повышением содержания пластификатора в составе сырья.
Исследование водостойкости образцов съедобных стаканов выявило закономерность увеличения показателя водостойкости прямопропорциональную увеличению доли пластификатора в составе образцов.
Слайд 39

Выводы Анализ кривых сушки позволил определить оптимальный режим высушивания съедобных стаканов.

Выводы

Анализ кривых сушки позволил определить оптимальный режим высушивания съедобных стаканов.

Высушивание в течение 60 мин при температуре 60°С – подобранный технологический режим.
Определена технология изготовления съедобных стаканов. Составлена технологическая схема.
Определена рентабельность производства, кроме того выявлено направление сокращение себестоимости продукции. Рассчитано, что себестоимость возможно сократить на 85% при переходе с ручного производства на промышленное.