Современное состояние производства пищевых порошков из растительного сырья

 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Казанский национальный исследовательский 
технологический университет» 
 
 
 
 
 
 
Н. З. Дубкова, В. В. Харьков 
 
 
 
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ 
ПРОИЗВОДСТВА 
ПИЩЕВЫХ ПОРОШКОВ 
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2018 

 

УДК 664.02.67
ББК 36

Д79

 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, проф. А. В. Дмитриев 
д-р техн. наук, проф. Г. Р. Мингалеева 
 
 
 
 

Д79

Дубкова Н. З.
Современное состояние производства пищевых порошков из растительного 
сырья : монография / Н. З. Дубкова, В. В. Харьков; Минобр-
науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2018. – 92 с.

ISBN 978-5-7882-2508-1
 
Представлен обзор существующих способов получения пищевых порошков. 
Разработана новая технология переработки растительного сырья в 
пищевые порошки с сохранением всех питательных свойств путем совмещения 
в одном аппарате вакуумной сушки и вибрационного измельчения. 
Предназначена для студентов факультета пищевой инженерии, изучающих 
дисциплины «Технология продуктов длительного хранения» и «Рациональное 
использование отходов пищевых производств» в рамках бакалаврской 
подготовки по направлению 19.03.02 «Продукты питания из растительного 
сырья». 
Подготовлена на кафедре оборудования пищевых производств. 
 

 
 
 
 

ISBN 978-5-7882-2508-1
© Дубкова Н. З., Харьков В. В., 2018
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018

УДК 664.02.67
ББК 36

 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
Введение ...................................................................................................... 4 
1. Растительное сырье как объект для переработки на пищевые 
порошки ....................................................................................................... 6 
2. Традиционные способы хранения и переработки растительного 
сырья .......................................................................................................... 24 
3. Современное состояние техники и технологии производства 
пищевых порошков из растительного сырья ......................................... 31 
4. Технологические линии получения пищевых порошков  
в вибрационных сушилках- мельницах .................................................. 56 
4.1. Технологическая схема получения пищевых порошко  
образных продуктов из растительного сырья .................................... 56 
4.2. Технологическая схема переработки отходов  
ликероводочного производства в пищевые порошкообразные 
продукты ................................................................................................ 59 
5. Аппаратурное оформление способов получения пищевых 
порошкообразных продуктов .................................................................. 64 
5.1. Вакуумная вибрационная сушилка-мельница  
периодического и непрерывного действия ......................................... 64 
5.2. Области применения пищевых порошков из растительного 
сырья ...................................................................................................... 70 
6. Исследование физико-химических показателей качества  
порошков из растительного сырья .......................................................... 73 
6.1. Оценка качественных показателей порошков ............................. 73 
6.2. Эффективность производства и использования пищевых 
порошков ............................................................................................... 77 
Заключение ................................................................................................ 80 
Cписок использованной литературы ...................................................... 83 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Качество пищевых продуктов и интенсификация технологиче-
ского процесса их переработки тесно взаимосвязаны и являются зада-
чами современной пищевой промышленности. Разработка новых вы-
сокоэффективных технологических процессов возможна путем созда-
ния новых способов переработки растительного сырья. В основе его 
обработки лежат тепловые процессы (сушка, варка, пастеризация 
и т. д.). Интенсификация тепловых процессов за счет температурного 
воздействия имеет свои ограничения, связанные с температурной ус-
тойчивостью отдельных компонентов растительного сырья.  
Основной целью пищевой промышленности является снабже-
ние населения качественными натуральными продуктами питания. 
Овощи и фрукты должны круглый год присутствовать в рационе пита-
ния человека как незаменимый источник витаминов, органических 
кислот, минеральных веществ, необходимых для полноценной жизне-
деятельности. Поэтому хранение и переработка этих классов расти-
тельного сырья с сохранением всех его питательных свойств является 
основной задачей пищевой и перерабатывающей промышленности. 
Важным фактором, определяющим эффективность перера-
ботки растительного сырья, является сезонность его поступления на 
хранение и обработку, а также урожайность, изменяющаяся из года в 
год. Сезонность поступления скоропортящихся продуктов обуслав-
ливает сжатые сроки их переработки. Это приводит к необходимости 
разработки и внедрения такой технологии, при которой у расти-
тельного сырья вырабатывается способность к длительному хранению 
при сохранении состава исходного сырья.  
Традиционные 
формы 
хранения 
и 
транспортирования 
растительного сырья предполагают ограниченные сроки и сложные 
условия хранения продукции. Большой объём сельскохозяйственного 
сырья делает его хранение и транспортировку сложными, дорого-
стоящими, громоздкими и энергоемкими. Кроме того, неизбежны 
потери как самого сырья, так и его ценных компонентов при 
воздействии влагии высоких температур, например при консерви-
ровании.  
Порошковый 
способ 
является 
наиболее 
перспективным, 
эффективным и компактным способом длительного хранения без 
потерь и транспортировки растительного сырья. Кроме того, в 
качестве сырья для этой технологии могут использоваться как цельные 

продукты, так и остатки других производств по переработке ягод, 
фруктов, овощей, которые содержат немало ценных компонентов. 
Пищевые порошки освобождены от значительной части влаги, 
содержащейся в обычных продуктах, в связи с чем, имеют 
незначительный объем, массу и высокую концентрацию питательных 
веществ. 
Низкая 
влажность 
порошков 
благоприятствует 
их 
длительному хранению при максимальной степени сохранения 
питательных свойств исходного продукта.  
Существующие 
способы 
получения 
пищевых 
порошков 
являются громоздкими в аппаратурном оформлении, энергоёмкими, 
продолжительными по времени, поэтому проблема создания новых 
высокоэффективных технологий переработки растительного сырья 
является актуальной задачей пищевой индустрии.  
В современных условиях внедрение энергосберегающих технологий 
является одним из важных направлений повышения эффективности 
производства и умелого ведения технологических процессов в рыночных 
условиях хозяйствования предприятий. Одним из самых энергоемких 
процессов на многих предприятиях является сушка. В частности, 
продолжительность сушки растительного сырья, являющегося наи-
более ярким представителем термолабильных капиллярно-пористых 
материалов, занимает до нескольких часов в зависимости от физико-
химических свойств, что обусловлено невозможностью повышения 
температуры процесса, приводящей к снижению качества продукта.  
Значительно сократить продолжительность процесса, а зна-
чит, и снизить его себестоимость, позволяет проведение сушки и из-
мельчения в одном аппарате для постоянного обновления поверхности 
испарения свободной влаги. Однако данные технологии до сих пор не 
имеют расчетной базы, позволяющей получить оптимальные режим-
ные параметры процесса.  
Кроме того, нет четких рекомендаций по выбору той или иной 
технологии сушки с одновременным измельчением применительно к 
различным видами растительного сырья.  
Разработка методов расчета технологических процессов суш-
ки растительного сырья при сопутствующем измельчении, совершен-
ствование действующих и создание новых высокоэффективных ресур-
со- и энергосберегающих технологий и их аппаратурного оформления 
является актуальной задачей, имеющей важное хозяйственное значение. 

1. РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ КАК ОБЪЕКТ  
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НА ПИЩЕВЫЕ ПОРОШКИ 
 
Технология 
обработки 
растительного 
сырья 
и 
качество 
полученного продукта в значительной степени зависят от свойств 
исходного материала и его химического состава. Коллоидно-
химические и структурные свойства плодов и овощей обусловлены 
особенностями строения и свойствами растительных клеток и тканей. 

Высушиваемые плоды и овощи, как и всякая ткань растительно-

го происхождения, представляют собой капиллярно-пористый матери-
ал, состоящий из разнородных по строению и структуре составляю-
щих [1–3]. В состав плодов и овощей входят самые разнообразные хи-
мические соединения: углеводы, органические кислоты, биологиче-
ски-активные вещества (витамины, ферменты), минеральные, арома-
тические и красящие вещества и т. д.  

Как объект сушки овощи и фрукты отличаются содержанием 

большого количества воды (до 90 %) [1, 4], что является одной из при-
чин недостаточной стойкости их при хранении и различных методах 
консервирования.  

Известно [1, 5], что в растительном сырье основная часть влаги 

находится в более или менее свободном состоянии и только 4–8 % её 
химически связано в клеточных коллоидах и прочно удерживается. 
По этой причине легко высушивать фрукты и овощи до равновесной 
влажности (18–20 %). Дальнейшее удаление влаги, особенно после 
влажности 5 %, сопряжено с определенными трудностями и может 
быть достигнуто в случае необходимости использования специальных 
методов сушки. 

В воде, находящейся в растительной клетке, растворены углево-

ды, азотистые вещества, микроэлементы, аминокислоты, витамины, 
минеральные соли. Физико-механические свойства и химический со-
став плодов и овощей приведены в табл. 1–4 [5, 6].  

Кроме воды фрукты и овощи содержат 10–15 % сухих веществ. 

Сухие вещества подразделяются на растворимые и нерастворимые. 
Нерастворимые сухие вещества составляют клеточные стенки и меха-
нические элементы тканей: клетчатку, протопектин, а также нераство-
римые азотистые и минеральные вещества, липиды и др. Они опреде-
ляют структурно-механическую прочность тканей, целостность и их 
консистенцию. 

 

Таблица 1 
Физико-механические свойства исходного сырья 

Продукт

Картофель

Морковь 

Свекла 

столовая 

Черноплодная 

рябина

Лук репчатый 

Смородина 

черная

Плотность, кг/м3
–
970–1000
1016
1075–1090
–
1040

Насыпная плот-
ность, кг/м3

650–730
650
650–780
650–700
650–740
650–700

Удельная теплоем-
кость, кДж/кгК

3,43–3,68 3,40–3,90 3,55–3,90
3,44
2,64–3,64
3,45

Коэффициент теп-
лопроводности, 
Вт/мК

0,58–0,66
0,6–0,64
0,6–0,62
0,17
0,17
0,35

Коэффициент тем-
пературопроводно-
сти, 106

0,15–0,17 0,11–0,27 0,08–0,02
0,7
0,081
0,6

Вода, %
80
89
86
84
86
88

Содержание сухих 
веществ, %

25
11,5
13,5
–
14
12

Углеводы, %
19,7
7,0
10,8
–
9,5
–

Крахмал, %
29
0,2
–
1,5
–
–

Моно- и дисахари-
ды, %

1,5
6,0
9
–
9
–

Клетчатка, %
1,0
1,2
0,9
2
0,7
–

Органические ки-
слоты, %

0,55
0,10
0,10
–
0,10
2,50–4,50

Зола
1,1
1
1
–
1,0
–

Белки, %
2
1,3
1,7
–
1,7
–

Азотистые вещест-
ва

1,3
–
–

Минеральные ве-
щества

0,69
0,37
0,49
1,16
0,29
–

Кислоты
–
–
0,1
0,5
–
–

Сахар, %
2,5
6–7
8
11
–
16,8

Витамины
0,02
0,01
0,01
0,01
0,03

Пектиновые веще-
ства, %

1,0
2,9
–
2,1
–
0,5

Таблица 2 
Химический состав исходного сырья, на 100 г продукта 

Показатели

Овощи
Ягоды

Картофель

Лук репчатый

Морковь

Свекла

Рябина черно-

плодная

Смородина 

черная

Вода, г
80
86
89
86
86
88

Белки, г
2,0
1,4
1,3
1,5
1,5
1,0

Жиры, г
0,4
–
0,1
0,1
0,1
0,2

Углеводы, г:
Моно- и ди-
сахариды
Крахмал

1,3

15

9,0

0,1

6,0

0,2

9,0

0,1

10,8

0,1

6,7

0,6

Клетчатка, г
1,0
0,7
0,8
0,9
2,7
3,0

Органиче-
ские кислоты 
в расчете на 
яблочную, г

0,2
0,2
0,2
0,1
1,3
2,3

Зола, мг
1,1
1,0
0,7
1,0
1,5
0,9

Минераль-
ные вещест-
ва, мг:
Na
К
Са
Mg
P
Fe

28
568
10
23
58
0,9

18
175
31
14
58
0,8

30
234
46
26
40
0,6

86
288
37
22
43
1,4

–
–
–
–
–
–

32
350
36
31
33
1,3

Витамины, 
мг:
-каротин
В1
В2
РР
С

0,02
0,12
0,07
1,30
20,0

Сл,
0,05
0,02
0,20
10,0

1,10
0,10
0,02
1,00
5,0

0,01
0,02
0,04
0,20
10,0

1,20
0,01
0,02
0,30
15

0,10
0,03
0,04
0,30
200

Таблица 3 
Белки, мг на 100 г продукта 

Показатели
Картофель
Лук 

репчатый
Морковь 
Свекла

Белок, %
Незаменимые аминокис-
лоты, в том числе:
Валин
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Треонин
Триптофан
Фенилаланин
Заменимые аминокисло-
ты, в том числе:
Аланин
Аргинин
Аспаригиновая кислота
Гистидин
Глицин
Глутаминовая кислота
Пролин
Серин
Тирозин
Цистин
Общее количество ами-
нокислот

2,0
720

122
86
128
135
26
97
28
98
1172

97
100
250
30
100
262
92
128
90
23
1892

1,4
286

25
40
50
60
10
40
20
41
663

58
160
70
14
41
220
30
27
30
13
949

2,3
312

43
35
44
38
9
32
8
31
595

48
41
135
14
29
235
30
33
18
12
907

1,5
410

53
60
67
92
20
53
13
45
942

40
73
328
14
38
274
47
63
50
15
1345

 
Таблица 4 
Углеводы и органические кислоты, г в 100 г продукта 

Показатели
Карто-

фель

Лук реп-

чатый
Морковь 
Свекла
Смородина 

черная

Моносахариды:
Глюкоза
Фруктоза
Дисахариды:
Сахароза
Полисахариды:
Гемицеллюлоза

0,6
0,1

0,6

0,3

1,3
1,2

6,5

0,2

2,5
1,0

3,5

0,3

0,3
0,1

8,6

0,7

1,5
4,2

1,0

0,1

Окончание табл. 4

Показатели
Картофель


Лук репчатый

Морковь 
Свекла
Смородина 

черная

Моносахариды:
Глюкоза
Фруктоза
Дисахариды:
Сахароза
Полисахариды:
Гемицеллюлоза
Клетчатка
Крахмал
Лектин
Органические 
кислоты:
Винная
Лимонная
Щавелевая
яблочная

0,6
0,1

0,6

0,3
1,0
15,0
0,5

0

0,12
0,03
0,05

1,3
1,2

6,5

0,2
0,7
0,1
0,4

0

0,01
0,01
0,20

2,5
1,0

3,5

0,3
1,2
0,2
0,6

0

0,01
0,01
0,23

0,3
0,1

8,6

0,7
0,9
0,1
1,1

0

0,02
0,01
0,03

1,5
4,2

1,0

0,1
3,0
0,6
1,1

0

2,00
0,06
0,25

 

В растительных тканях содержится большое количество минеральных 
веществ – важнейших составляющих полноценного питания 
(табл. 5) [6]. Минеральные вещества растительного сырья поступают 
из почвы. Они входят в состав структурных элементов всех живых 
клеток, тканей и даже ферментов. Общее содержание минеральных 
веществ в сырье при анализе устанавливается как количество золы. 
Содержание золы является важным показателем для оценки качества 
готовой продукции. Концентрация минеральных веществ в растворе 
влияет на температуру его кипения и замерзания, кислотность (pH) 
среды и протекание процессов ферментации в растительной клетке.  

Основным макроэлементом является калий. Он отвечает за водно-
солевой обмен в организме, его кислотно-щелочное состояние, активизирует 
выработку ферментов. Соли калия (50 % всех солей в организме) 
способствуют выведению излишков воды, уменьшают отеки, 
борются с задержкой мочи. От его количества зависит нормальное 
функционирование всех мягких тканей: сосудов и капилляров, желез 
системы внутренней секреции, мышц, клеток печени, почек, мозга. 
В частности, калий очень важен для правильной работы сердечной 
мышцы, при пролапсе митрального клапана и при нарушении обменных 
процессов улучшает работу миокарда.  

Все внутриклеточные жидкости содержат калий. Этот макроэлемент 
предупреждает возникновение атеросклероза, нормализует 
артериальное давление, препятствует спазмам. При достаточном количестве 
калия в организме мозг лучше снабжается кислородом, благодаря 
чему снижается утомляемость и падает риск возникновения синдрома 
хронической усталости. 

 
Таблица 5 
Минеральные вещества, в 100 г продукта 

Показатели
Картофель


Лук репчатый

Морковь 
Свекла
Смородина 

черная

Зола, %
Макроэлементы, 
мг:
Калий
Кальций
Кремний
Магний
Натрий
Сера
Фосфор
Хлор
Микроэлементы, 
мкг:
Алюминий
Бор
Ванадий
Железо
Иод
Кобальт
Литий
Марганец
Медь
Молибден
Никель
Рубидий
Фтор
Хром
Цинк

1,1

568
10
–
23
28
32
58
58

860
115
149
900
5
5
77
170
140
8
5
500
30
10
360

1,0

175
31
–
14
18
65
58
25

400
200
–
800
3
5
–
230
85
–
3
476
31
2
850

1,0

200
51
–
38
21
6
55
63

323
200
99
700
5
2
6
200
80
20
6
–
55
3
400

1,0

288
37
–
22
86
7
43
43

–

280
70
1400

7
2
–

660
140
10
14
453
20
20
425

0,9

350
36
–
15
6
47
89
22

–
55
–

1300

1
4
–

180
130
24
–
–
17
–

130