Кинетика и технология электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений из органического сырья

• Автор: Оробинская, Валерия Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пятигорск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Основные принципы и преимущества нетепловых технологий
1.2. Формы электроимпульсной волны и схемы формирования импульсов
1.3. Применение электроразрядной технологии для сохранения целевых компонентов
1.4. Механизмы микробной инактивации
1.5. Воздействие электроимпульсных полей на ферменты органического сырья
1.6. Использование электроразрядная технологий для извлечения и сохранения биологически активных компонентов органического сырья
1.7. Воздействие электроразрядной обработки на структурные характеристики органического сырья
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ
2.1. Экспериментальная аппаратура
2.2. Устройства для регистрации тока и напряжения
2.3. Методы идентификации и количественного определения биологически активных соединений в сырье
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
3.1. Изучение химического состава томатов, использованных для исследования процессов ЭРО
3.2. Влияние ЭРО на химический состав, на выход сока из плодов томатов, содержание ликопена и сохранение аскорбиновой кислоты
3.3. Исследование влияния способа обработки на микробиологические характеристики сока Выводы по 3-й главе

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ МАССООБМЕНА ПРИ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОМ ЭКСТРАГИРОВАНИИ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ ИЗ КОРНЕПЛОДОВ СКОРЦОНЕРА ИСПАНСКОГО
4.1. Определение химического состава скорцонера испанского
4.2. Выделение комплекса врпс из корнеплодов скорцонера 87 методом ЭРЭ
4.3. Исследование ВРПС, полученных из корней скорцонера
4.4. Кинетика ЭРЭ полисахаридов при варьировании соотношением загрузки фаз
4.5. Влияние параметров процесса ЭР на кинетику экстрагирования целевого компонента из растительного сырья
4.6. Обобщение экспериментальных данных по коэффициентам массопередачи по твердой фазе при ЭРЭ
4.7. Критериальное уравнение для расчета коэффициентов массопередачи по жидкой фазе
4.8. К определению средней движущей силы электроразрядного экстракционного процесса
Выводы по 4-й главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Современное производство биологически активных соединений для химической, фармацевтической, пищевой промышленности основано, как правило, на использовании технологий с применением высоких температур, которые зачастую приводят к значительной потере свойств биологически активных соединений (БАС), а также образованию целого спектра побочных веществ.
Современные тенденции в этих отраслях промышленности направлены на разработку новых процессов и аппаратов, которые позволяют в максимальной степени сохранить качество продуктов, экстрагируемых из органического сырья. В последние годы в ряду подобных технологий выделяются способы экстрагирования и обработки органического сырья, с применением электрического разряда, обеспечивающие полноту извлечения биологически активных соединений, сокращение длительности процесса обработки и увеличение сроков хранения водных экстрактов. Эти способы представляют собой альтернативу термическим процессам химико-технологических производств. Причем в процессе водного экстрагирования и обработки обеспечиваются экологическая чистота процесса, минимизация отходов и ресурсосбережение растительного сырья.
Несмотря на преимущества способа процессы электроразрядного экстрагирования и обработки (ЭРЭ и ЭРО) изучены недостаточно: требуется более детально исследовать механизм воздействия электрического разряда на скорость экстрагирования компонентов, уточнить кинетические закономерности этого процесса для различных видов органического сырья, разработать инженерные методы расчета и масштабирования промышленных аппаратов, провести экономическую оценку эффективности процесса применения электрического разряда.
В связи с этим разработка экономичной, ресурсосберегающей, экологически чистой технологии экстрагирования и обработки различных видов органического сырья с применением электрического разряда как интенсифицирующего фактора является актуальной задачей.

раствором вещества, содержащегося в клетках и межклеточных структурах растений. Диффузионный процесс условно делят на 4 стадии: 1) проникновение экстрагента внутрь растительного сырья и растворение веществ, находящихся в нем; 2) вымывание раствора или клеточного сока из разрушенных клеток и открытых пор; 3) массоперенос вещества через клеточные стенки (молекулярная диффузия) к поверхности; 4) массоперенос веществ от поверхности растительного сырья в раствор. Эти стадии трудно разграничить т.к. они протекают последовательно - параллельно [111, 141-146].
Интенсификация процессов экстракции направлена на ускорение массооб-мена в системе твердое-жидкость. По этому пути осуществляется поиск и внедрение новейших методов интенсифицирующих массообмен, в основе которых, как показывает анализ, - передача системе твердое тело - жидкость вибраций, пульсаций, колебаний различных частот и амплитуд [56]. При всех положительных качествах основным недостатком методов является высокие энергозатраты, так как в большинстве случаев интенсификации массообмена подводимая энергия преобразуется в кинетическую энергию жидкости многоступенчато, к.п.д. таких установок меньше, чем одно ступенчатых. Среди методов, обладающих минимумом ступеней преобразования энергии, метод обработки твердых тел, расположенных в жидкости, с помощью электрических разрядов [57].
Разряд в жидкости вызывает скачкообразный рост температуры канала, образование парогазовой полости и ее расширение с огромной скоростью, что приводит к формированию импульса давления (гидравлический удар) [58-62].
При расширении полости в жидкости образуются разрывы сплошности, развивается импульсная кавитация. При отражении от стенок аппарата ударные волны интерферируют, создавая дополнительную турбулентность. Энергия расходящейся жидкости и ударной волны - фактор, который используется в различных технологических процессах: разрушении, диспергировании, прессовании, растворении.
Первые публикации в области извлечения веществ из растительного сырья показали возможность применения электрических разрядов в жидкости для ин-