Оптимизация планирования эксперимента при обработке растительного сырья

Методы планирования эксперимента, используемые в научных исследованиях, помогают сократить количество проводимых лабораторных опытов и значительно ускорить достижение желаемого результата. Цель исследования - оптимизация планирования процесса обработки растительного сырья - яблочных выжимок для достижения наибольшего выхода конечного продукта - пектина. Задачи исследования: определение химического состава яблочных выжимок, содержания и фракционного состава пектиновых веществ; выбор оптимальных параметров обработки растительного сырья ферментным препаратом. В качестве объектов исследования использовались сушеные яблочные выжимки смеси сортов яблок, районированных в Краснодарском крае. При определении фракционного состава пектиновых веществ установлено высокое содержание нерастворимой фракции - протопектина, для извлечения которого в современных технологиях применяют растворы неорганических кислот. Предлагаемая технология позволит использовать более щадящие приемы воздействия на растительное сырье, не снижая эффективности технологического процесса. Расчет оптимальных условий обработки проводился на основе полученных опытных данных с использованием метода наименьших квадратов и последующего решения алгебраических линейных уравнений. В результате проведенной математической обработки получено соотношение для массовой доли пектина в зависимости от времени обработки, температуры обработки и концентрации ферментного препарата. На основе полученной математической модели процесса определены оптимальные значения времени обработки, температуры обработки и концентрации ферментного препарата. Определено максимальное значение массовой доли пектина, соответствующее экспериментальному значению с погрешностью менее 1 %. При этом выход пектиновых веществ из яблочных выжимок повышается до 85 %, что повышает эффективность и экономичность проведения процесса.