Топинамбур туганаги ва наъматак меваси таркибидаги биофаол моддаларни сақлаган ҳолда қайта ишлаш технологиясини ишлаб чиқиш

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. БМТнинг озиқ-овқат ва қишлоқ хўжалиги ташкилотининг бахолашича 2050 йилга бориб дунёда аҳолини қишлоқ хўжалиги ва чорвачилик маҳсулотларига бўлган талабини қондириш учун 2006 йилга нисбатан 60%гача ўсиши кераклигини маълум қилмокда1. Ҳар Йили дунё микёсида доили махсулотлар 30%, туганакли ва мева-сабзавотлар 40-50%, ёғ берадиган экинлар, гўшт ва сут махсулотлари 20% ва балиқ маҳсулотларининг 35% нобуд бўлиши натижасида чиқитга чиқарилмоқда2.
Мустакиллик йилларида озиқ-овқат махсулотларини етиштириш ва қайта ишлаш соҳасини самарали ривожлантиришга алохида эътибор қаратилди. Мазкур йўналишда амалга оширилган дастурий чора-тадбирлар асосида муайян натижаларга, жумладан, кишлоқ ва ўрмон хўжалиги махсулотларини сифатли қайта ишлаш оркали импорт ўрнини босувчи хамда экспортга йўналтирилган озиқ-овқат ва фармацевтика махсулотлари ишлаб чиқариш борасида сезиларли натижаларга эришилди. 2015 йилда республикамизда 200,3 тонна топинамбур туганаги ва 199,2 тонна наъматак меваси етиштирилди3. Ушбу махсулотларини қайта ишлашнинг кенг тарқалган усулларидан бири куритиш ҳисобланади.
Бугунги кунда жахон миқёсида янги технологияларни қўллаш орқали кишлоқ ва ўрмон хўжалиги махсулотларини қайта ишлаш усулларини такомиллаштиришга алоҳида эътибор каратилиб, бу борада амалга оширилаётган илмий изланишларда хомашё таркибидаги биофаол моддаларини сақлаган ҳолда куритадиган техника ва технологияларни ишлаб чикиш муҳим вазифалардан бири хисобланади. Хомашёни қуритиш усулларини такомиллаштириш ва юкори сифатли махсулот олиш технологиясини ишлаб чиқишда қатор, жумладан, қуйидаги йўналишларда тегишли илмий ечимларни асослаш зарур: топинамбур ва наъматакни кайта ишлаш жараёнида махсулот таркибидаги биофаол моддаларни саклаб қоладиган техника ва технологияни ишлаб чикиш, куритиш жараёнида микроэлементлар таксимланишининг математик моделини ишлаб чиқиш, куритиш жараёнида инфрақизил (ИҚ) нур орқали қиздиришда иссикликнинг ўзгариши ва ночизиқли кўринишлари хамда маҳсулотни иссиклик фаоллигини хисобга олган холда иссиқлик алмашинув жараёнларини аниқлаш, ИҚ нур ёрдамида вакуумда куритиш курилмасини ва куритилган махсулотдан кукун олиш тегирмонини ишлаб чикиш. Диссертация мавзусининг долзарблиги ушбу йўналишларда илмий изланишларни амалга ошириш билан изохланади.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2009 йил 26 январдаги ПҚ-1047-сон «Озиқ-овқат махсулотлари ишлаб чиқаришни кенгайтириш ва ички бозорни тўлдириш юзасидан кўшимча чора-тадбирлар тўғрисида»ги хамда 2011 йилнинг 31 октябридаги ПҚ-1633-сон «2012-2015 йилларда Республика озиқ-овқат саноатини бошкаришни ташкил этишни янада такомиллаштириш ва ривожлантириш чора-тадбирлари тўғрисида»ги Қарорлари ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадкиқоти муайян даражада хизмат килади.
Тадқиқотнинг мақсади вакуумда инфрақизил нур ёрдамида қуритиш курилмасида топинамбур туганаги ва наъматак мевасини қайта ишлаш технологиясини такомиллаштириш ҳамда қурилманинг энерготехнологии самарадорлигини ошириш ва биологии фаол моддаларни санлашдан иборат.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги қуйидагилардан иборат:
ИҚ-қиздириш оркали вакуумда-қуритиш курилмасида топинамбур туганаги ва наъматак меваларини қуриш жараёнининг кинетикаси аниқланган;
капилляр ғовак материалда намликнинг ҳаракатланиш модели ва қуритиш жараёнини бошкариш орқали маҳсулотда микроэлемент-ларни тақсимланиши натижасида юқори сифатли маҳсулот олиш асосланган;
ИҚ-қиздириш орқали паст вакуум шароитида материалнинг ички қатламларида иссиқлик ва намликни узатилиши ҳамда қуритиш жараёнида дискрет режим учун иссиқликнинг ночизикли таркалишини ўзига хос афзалликлари аниқланган;
сорбция ва десорбция изотермасини қайта ишлаш усуллари орқали таҳлилий солиштирилган ва ортогонал регрессия усули Поснов тенгламаси кўринишида асосланган;
таркибида қанд моддалари бўлган маҳсулотлардан кукун олиш учун совутиш системасига эга бўлган майдалагич конструкцияси ишлаб чиқилган;
топинамбур туганаги ва наъматак меваси таркибидаги биологик фаол моддаларни сақлаган ҳолда вакуумда ИҚ-қиздириш оркали қуритиш жараёни учун оптимал босим ва ҳарорат аниқланган.
«Топинамбур туганаги ва наъматак меваси таркибидаги биофаол моддаларни сақлаган холда кайта ишлаш технологиясини ишлаб чикиш» мавзусидаги докторлик диссертацияси бўйича олиб борилган тадкиқотлар натижасида куйидаги хулосалар такдим этилди:
1. Топинамбур туганаги ва наъматак меваларини қуритиш ва иссиқликни фаоллаштиришни замонавий ҳолати таҳлил қилиш натижасида инновацион гояни ривожлантириш ва такомиллаштириш имконини берди. Топинамбур туганаги ва наъматак меваларни вакуумда ИҚ қиздириш орқали куритиш асосий усуллардан бири хисобланади.
2. Ўрганилаётган махсулотнинг капиллярларида намлик жойлашишини математик моделини ишлаб чиқилиши ва татбик этилиши, эриган моддаларнинг ички тарқалишини ҳисобга олиш зарур эканлиги кўрсатилди ҳамда берилган бошланғич шароитларда қуритиш жараёни қонуниятлари динамикаси ички деворларнинг капилляр каналларида сорбция ва десорбция кўриниши билан изоҳланади. Ўрганилаётган маҳсулотнинг капиллярлари ички босими орасидаги ночизиқ боғланишлар, ҳаракатнинг гидродинамик тезлиги, температура ҳамда маҳсулот зичлиги билан боғлик эканлиги келтирилди.
3. Математик моделлаштириш ўзгармас микдор ўхшашликлари корреляцией коэффициентлари ва тажрибадаги статистик маълумотлар келтирилди.
4. Сувсизлантирилаётган манбага нурлантириш кучи таъсир этиши манба ва нурлантирувчи орасидаги масофага боғлиқлиги аникланди ҳамда нурлатувчилар оралиғи ва вакуумда ИҚ қиздириш орқали куритиш курилмасида инфрақизил нурларни сувсизлантирилаётган маҳсулот юзасига бир текисда тарқалишига махсус жойлаштирилган конфигурацияли нур кайтаргич элемента ёрдамида эришилди.
5. Топинамбур туганагининг сорбция ва десорбция тавсифлари келтирилди, капиллярларнинг солиштирма юзаси 18,38 м2/г эканлиги кўрсатилди. Бу ҳолда вакуумда ИҚ қиздириш орқали куритиш шароитида топинамбур ғоваклари йиғинди микдори 0,440 см3/г ташкил этди. Наъматак меваси учун сорбция ва десорбция тавсифлари: капиллярларини солиштирма юзаси 12,30 м2/г, ғовакларнинг йиғинди микдори 0,390 см3/г экани тасдиқланди.
6. Қуритилаётган маҳсулотнинг иссиқликтехник ва сорбцияланиш хусусиятларини таткиқ қилиш натижасида ИҚ нурланишли вакуум-қуритиш қурилмасида керакли иссиқлик даражаси ва қуритиш вақти маълум бўлди. Лаборатория қурилмасида ўтказилган тадкикот натижаларига асосан вакуумда ИҚ нур ёрдамида қуритиш курилмаси ҳисоблаш усули бажарилди.
7. Маҳсулотларни вакуумда ИҚ қиздириш оркали куритиш жараёни учун берилаётган кувват катталиги муқобиллаштириш зарурлиги кўрсатилди. Маҳсулотнинг макбул калинлиги ўртача 2-2,5 мм эканлиги, мақбул тўлқин узунлиги 3 мкм эканлиги белгиланди, ушбу ҳолатда вакуум -0,8 атм ташкил қилади, маҳсулотни куритиш ҳарорати 65-70°Сдан ошмади, маҳсулотнинг сувсизланиш вақти мумкин бўлган катталикни ташкил қилиши кераклиги белгилаб берилди.
8. Технологик жараёнда титраш таъсирини тажриба изланишларда ўрганиш натижаларига кўра сувсизлантиришнинг самарадорлиги маълум частота ва ампилитудада узлуксиз қиздириш шароитида 4-5%гача ошди. Топинамбур майдаланган ҳолатда вакуумда ИҚ қиздириш оркали қуритишда инулиннинг сакланиши 45,4 мг%гача ва топинамбур туганаги бўлакларида 38,75 мг%гача ташкил қилиши ва ушбу ҳолатда наъматак меваси эти таркибида вакуум ИҚ қиздириш оркали куритилганда 0,77 мг%гача аскорбин кислотаси сақланиши наъматакнинг меваси уруғида 4,0 мг%гача аскорбин кислота сақлананиши маълум бўлди.
9. Қуритиш жараёнида вакуумда ИҚ қиздиришни 60-70 °C оширмаган ҳолда нур қайтаргичдан фойдаланиш оркали ишлаб чиқариш қувватининг ошишига ва энергия сарфини 10-12%гача камайтиришга эришилди, витаминлар таркибини ва бошқа биологик фаол моддаларни 80-90%гача (инулин ва аскорбин кислота) махсулот таркибида сакланиши аникланди.
10. Вакуумда ИҚ киздириш оркали куритиш курилмаси ва болгали тегирмонни қўллаш оркали топинамбурдан кукун оладиган технологик тизим модернизициялаштирилди. Майдаланган наъматак мевасини кисмларга (эти, уруги, туки) ажратиш учун аэродинамик сепаратор ишлаб чикилди ва жорий килинди. Олинган натижалар асосида топинамбур туганагининг «Мўъжиза» навидан ва наъматак мевасидан кукун ишлаб чиқаришнинг технологик регламенти ишлаб чикилди ва саноатга тавсия этилди.
11. Диссертацияда яратилган ва олинган натижаларни татбик этишнинг иқтисодий самарадорлиги топинамбур туганаги ва наъматак меваси таркибидаги биофаол моддаларни сақлаган ҳолда кайта ишлаш технологияси «Ўзфармсаноат» давлат акциядорлик концерни ҳамда Қишлоқ ва сув хўжалиги вазирлиги тизимига кирувчи корхоналарга жорий этилди («Ўзфармсаноат» давлат акциядорлик концернининг 11.30.2015 йилдаги №МД-06/1868-сонли ҳамда Қишлок ва сув хўжалиги вазирлигининг 10.09.2015 йилдаги №06/14-893-сонли маълумотномалари). Вакуумда ИҚ нур ёрдамида куритиш технологиясини кўллаш натижасида ишлаб чиқариш куввати 1,2 мартагача ошиши ҳисобига умумий ўртача йиллик иқтисодий самара 233 млн. сўмни ташкил этди.