научная статья по теме АКТИВИРОВАНИЕ ПИВОВАРЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «АКТИВИРОВАНИЕ ПИВОВАРЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ»

Естественные и технические науки, № 6, 2015

Михайлова О.В., доктор технических наук

Иванова Н.М., соискатель Морозова О.А., соискатель Васильева З.В., соискатель (Академия технологии и управления)

АКТИВИРОВАНИЕ ПИВОВАРЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ

Приведено описание установки, позволяющей активировать бродильные процессы пивоваренных дрожжей с использованием энергии электромагнитных излучений сверхвысокочастотного диапазона.

Ключевые слова. Электромагнитное поле сверхвысокой частоты, тепловая обработка, пивоваренные дрожжи, сферические резонаторные камеры.

ACTIVATING OF THE BREWING YEAST

Describes the installation, allowing to activate the fermentation process of brewing yeast using the energy of electromagnetic radiation of microwave range.

Keywords: The electromagnetic field of microwaves, thermal treatment, yeast, spherical resonator chamber.

В ходе предварительных исследований было установлено, что электромагнитное излучение сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона способно влиять на изменение активности дрожжей, причем, как повышать ее, так и деактивировать. Известно, что в процессе хранения пивоваренных дрожжей (12 суток при температуре 2...4оС) их бродильные свойства снижаются, что отрицательно влияет на качество конечного продукта. Оптимизация жизнедеятельности микроорганизмов, в частности повышение активности дрожжей, способствующих повышению качества продукции, является актуальной задачей.

При проектировании установок с СВЧ энергоподводом большое значение имеет равномерность распределения электромагнитного поля в резонаторной камере. Причем значение удельной энергии, выделяемой в элементарных объемах камеры, может колебаться в 10.20 раз. Суммарный коэффициент поглощения энергии достигает максимального значения в тех зонах резонаторной камеры, где падающий, отраженный и боковой потоки энергии соизмеримы. Поток отраженных параллельных лучей от верхней полусферы должен фокусироваться на измельченном сырье, находящихся внутри нижней полусферы резонаторной камеры. Поэтому в работе, пользуясь известной методикой К.К. Пономарева, обоснована форма резонаторной камеры. Выявлена форма меридиана поверхности вращения, при которой поток падающих лучей на эту поверхность, параллельных оси вращения, после отражения сходились на оси вращения (в центре сырья, находящегося внутри нижней полусферы).

Разработанная установка содержит внутри экранирующего цилиндрического корпуса сферическую резонаторную камеру СВЧ генератора, выполненную из двух полусфер. Нижняя перфорированная вращающаяся полусфера насажена на вал электродвигателя поверх горизонтально расположенной лопастной мешалки. На крышке корпуса установлен генераторный блок, излучатель которого направлен внутрь верхней полусферы, жестко закрепленной с внутренней стороны крышки. Через боковую поверхность корпуса в верхнюю полусферу вмонтирован волчок. На стыке боковой поверхности и нижнего основания корпуса имеется прорезь для выгрузного патрубка (запредельного волновода). Верхняя полусфера жестко закреплена с внутренней стороны крышки корпуса и в центре имеет отверстие, предназначенное для монтажа излучателя.

Техническая новизна установки для активации пивоваренных дрожжей заключается в сочетании процессов измельчения прессованных дрожжей, эндогенного нагрева, аэрации и

Естественные и технические науки, № 6, 2015

выгрузки дрожжевой муки в поточном режиме. Для этого через центр верхней неподвижной полусферы направлен излучатель в сферическую резонаторную камеру и предусмотрено вращение нижней перфорированной полусферы с достаточно большой скоростью, обеспечивающей центрифугирование измельченных и эндогенно нагретых частиц дрожжей. Для сочетания процессов перемешивания, аэрации и выгрузки готовой дрожжевой муки предусмотрена двухлопастная мешалка, вращающаяся с той же скоростью, что и перфорированная полусфера [1, 2].

Активация бродильных процессов дрожжей происходит следующим образом. Прессованные дрожжи измельчаются и в виде гранул попадают в сферическую резонаторную камеру. За счет токов поляризации измельченное сырье эндогенно нагревается. Благодаря центробежной силе в процессе вращения нижней части перфорированной резонаторной камеры происходит тонкое измельчение гранул, которые просачиваются через перфорированные отверстия, и попадают в корпус. Далее дрожжевая мука при помощи лопастей мешалки перемещается к выгрузному патрубку и выводится за пределы установки. Известно, что добротность резонаторной камеры будет тем выше, чем меньше ее поверхность при заданном объеме. Такой конструкцией обладает сферическая резонаторная камера, поэтому объемный резонатор выполнен из двух полусфер диаметром, равным целому числу полуволн. Выявлена критическая напряженность электрического поля для измельченных дрожжей, позволяющая добиться примерного равенства между поглощаемой и отдаваемой за счет теплопередачи и теплового излучения энергии. При воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) напряженностью до 300 В/см происходит активирование бродильных процессов дрожжей.

Выводы. Активация пивоваренных дрожжей происходит за счет специфического действия энергии электромагнитного поля сантиметрового диапазона, определенной напряженности и за счет аэрации. Для этого определена критическая напряженность электрического поля, обеспечивающая превышение температуры продукта на 15...25оС. Напряженность электрического поля согласована с объемом резонаторной камеры, добротностью и удельной мощностью СВЧ генератора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент № 2543156 РФ, МПК А21В 2/00. Сверхвысокочастотный активатор дрожжей / Д.В. Лукина, М.В. Белова, Г.В. Новикова, А.А. Белов, Н.К. Кириллов; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (ЯИ). - № 2012100555; заявл. 10.01.2012 г. Бюл. № 6 от

20.07.2013. - 7 с.

2. Патент № 2517842 РФ, МПК А21С 13/00. Установка для тепловой обработки хлебопекарных дрожжей / Д.В. Лукина, М.В. Белова, Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (ЯИ). - № 2012154676; заявл.17.12.2012. Бюл. № 16 от

10.06.2014. - 10 с.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»