Разработка интенсивной технологии получения купажированных CO2-экстрактов из растительного сырья методами до- и сверхкритической экстракции

• Автор: Силинская, Светлана Михайловна
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Аналитический обзор патентноинформационной литературы 7 по проблеме извлечения ценных компонентов из растительI ного сырья

1.1 Теоретические основы суб и сверхкритической экстракции.

1.2 Классификация и обзор существующего технологического оборудования для до и сверхкритической СОгэкстракции.
1.3 Методы математического планирования эксперимента и математической статистики в технологии до и сверхкритической экстракции.

1.4 Задачи исследования.

Глава 2 Методы исследования, лабораторная аппаратура, характеристика сырья.

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Методы анализа и схема исследований.

2.3 Методы планирования эксперимента

2.4 Оценка растворимости веществ в сверхкритических растворителях.
Глава 3 Экспериментальная часть.
3.1 Выбор сырья и оценка качества плодов облепихи, лимонника китайского, шиповника яблочного, хвои пихты сибирской и пихты кавказской
3.2 Определение коэффициентов молекулярной диффузии.
3.3 Разработка математической модели СОгэкстракции.
3.4 Изучение особенностей до и сверхкритической СОгэкстракции компонентов из каротинсодержащего сырья
3.5 Разработка технологии совмещенной до и сверхкритической СО2экстракции
Глава 4 Практическая реализация результатов исследований
4.1 Разработка усовершенствованной схемы установки с целыо осущест 4 вления процесса до и сверхкритической экстракции.
4.2 Химический состав СОгэкстрактов.
4.3 Разработка технической документации на новые виды СОгэкстрактов
и расчет экономической эффективности их производства.
Выводы.
Литература


Анализ научно-технической и патентной литературы показывает, с одной стороны перспективность использования сжиженных и сжатых инертных газов в качестве экстрагентов ценных компонентов из витаминосодержащего растительного сырья, с другой стороны отсутствие единой системы научно обоснованного применения в пищевой промышленности сжиженного и сжатого газа -диоксида углерода/6, 9, ,/. Фазовые состояния диоксида углерода позволяют рассматривать его в качестве перспективного экстрагента, антисептика и т. Помимо технологических преимуществ, применение ЖИДКОГО СО2 как растворителя экономически выгодно, так как он является сравнительно дешевым и доступным летучим растворителем. Диоксид углерода является побочным продуктом многих технологических процессов (в процессе брожения, при производстве минеральных удобрений, при сжигании воздуха, при сжигании топлива) и может быть получен на месте потребления /8/. Среди большого числа сжиженных и сжатых газов диоксид углерода наиболее подходящий экстрагент для большинства растительного сырья. Он* занимает особое положение среди остальных растворителей - сжиженных газов, используемых как самостоятельно, так и в смесях СО2//. Газ, который при нормальных условиях (Р=1,ЗкПа, t=°C) находится только в газообразном состоянии, а в жидкое переходит при охлаждении его ниже температуры насыщения при данном давлении, при °С и выше может находиться в жидком состоянии, но только при избыточном давлении, сугубо индивидуальном, определяется как сжиженный /1/. Физико-химические свойства диоксида углерода (химическая формула СО2) приведены в таблице 1. Таблица 1. Наименование показателя Ед. Температура плавления, 1пл. Температура сублимации, ^г. Плотность: - р г. Р ТВ. Критические параметры: -Ц,. Ркр. ШР кр. Для разработки экстракционной технологии большое значение имеют РУТ-данные (удельный объем в зависимости от давления и температуры), вязкость, коэффициенты диффузии, растворимость, зависимость плотности от V и Т. При °С плотность газа резко изменяется в пределах до МПа, она воз-растает до5, кг/м , т. С и Р=5,9МПа). Свыше ЗОМПа плотность повышается более плавно (при МПа - 4, кг/м3, при МПа -» кг/м3) //. Плотность зависит не только от давления, но и от температуры. При давлении МПа и температуре °С - р =5, кг/м3, при 0°С -р = 1,3 кг/м3, а при 0°С - р =8, кг/м3. Таблица 1. Плотность газообразного и жидкого СО2, р, кг/м3/7/. Для описания термодинамических свойств диоксида углерода в жидком состоянии очень важно знать уравнение состояния. Статистическая теория газов дает возможность получить практически ценные результаты в ограниченной области плотностей /1, 2, 5 /. Развитие вириального представления уравнения состояния на область жидкости или плотного газа позволяет получить во многих случаях удовлетворительные результаты с теоретической точки зрения, но для проведения практических числовых расчетов при высоких плотностях в настоящее время не имеет значение //. Эти причины обусловили широкое распространение эмпирических и полуэмпирических форм, как для локальных, так и для единых уравнений состояния. Известно несколько уравнений, описывающих состояние жидкого диоксида углерода //. В , ———, Ор ехр(Кр)- корректировочные функции. Расчет коэффициентов уравнения (1) производился с контролем получаемых значений мольных объемов по графической интерполяции между данными от 1 до бОМПа и данными свыше 0МПа. Графически интерполяция проводилась для первой корректировочной функции а (рис. Рисунок 1. Зависимость первой корректировочной функции а от р. Вторая корректировочная функция /? А - - ? Д = ? V -V г §='_жш тай! Уэкст ~ сравниваемые значения. Наиболее пригодным из существующих является уравнение Путилова, которое в отличие от остальных, дает горизонтальную касательную к критической изотерме в критической точке. А и В - функции температуры. На рис. С в широком диапазоне давлений и температур. Рисунок 1. Зависимость плотности жидкого диоксида углерода от Р и и линия равновесия ж. Так же интерес представляет единое уравнение, разработанное на основании статистической обработки опытных данных //.