Совершенствование технологии получения ценных компонентов из растительного сырья с использованием экологически безопасных физических методов

• Автор: Савин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Содержание

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНОИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Факторы, влияющие на процесс экстрагирования.

1.2 Существующие способы интенсификации технологических процессов

1.3 Влияние ЭМП НЧ на биологические ткани

1.4 Выбор эффективного метода получения и применения ценных компонентов из растительного сырья.

1.5 Задачи исследования

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Характеристика объектов исследования.

2.2 Схема и методы исследования
2.3 Методы планирования эксперимента.
2.4 Основы математической теории эксперимента
2.5 Планы второго порядка, планы БоксаБенкена.
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Усовершенствование лабораторной и пилотной экстракционных установок
3.2 Электрохимические процессы в клетке
3.3 Проведение экстракции с наложением ЭМП НЧ
3.4 Использование ССЬэкстрактов в продуктах функционального назначения
3.5 Санитарногигиеническая оценка полученных Сэкстрактов
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Совершенствование промышленных СОгэкстракторов за счт подвода энергии ЭМП НЧ
4.2 Анализ безопасности усовершенствованной СОгэкстракционной установки для обслуживающего персонала и окружающей среды.
4.3 Расчт экономической эффективности
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Проведение экстрагирования и отгонка растворителя при низких температурах (докритическая экстракция) исключает тепловые воздействия на лабильные экстрагируемые вещества, благодаря чему сохраняются почти все БАВ находящиеся в исходном сырье. Таким образом, для извлечения ароматических и вкусовых веществ, БАВ, содержащихся в растительном сырье, целесообразно применять экстрагирование жидким диоксидом углерода, позволяющее вести процесс при низких плюсовых температурах (0-° С). В основе процесса экстрагирования лежит растворение и перенос веществ из одной фазы в другую, поэтому подбор и растворяющая способность экстрагента играют решающую роль. Растворяющая способность экстрагента зависит от полярности его молекул. Полярность растворителя характеризуется его диэлектрической постоянной (е). Эта величина показывает, во сколько раз по сравнению с вакуумом (е = 1) меньше сила притяжения или отталкивания между двумя расположенными в данной среде электрическими зарядами []. Па и соответствующих температурах от +, до -,6°С и отгонка растворителя не 1 представляет затруднения при температуре +°- +°С. При снижении давления до атмосферного жидкий диоксид углерода полностью улетучивается из мисцеллы и остаётся чистый экстракт. Современные представления о механизме и кинетике экстрагирования из растительного сырья сформировались в связи с многоплановыми исследованиями, выполненными для решения технологических задач масложировой, сахарной и фармацевтической промышленности. По существующей теории растворитель проникает в сырьё и смачивает вещества, находящиеся внутри клеток [, 9]. Затем происходит растворение веществ, находящихся внутри клеток и на клеточных стенках, а также смыв ценных компонентов из разрушенных клеток и открытых пор. После чего внутренний и внешний растворы объединяются и образуют единую систему. Под действием молекулярной диффузии происходит массоотдача веществ от поверхности сырья в раствор. В целях совершенствования процесса, повышения производительности работы оборудования и выдач рекомендаций по улучшению технологии получения С-экстрактов из различного растительного сырья были тщательно изучены факторы, влияющие на процесс экстрагирования. Для интенсификации процессов растворения и экстрагирования используют повышение температуры растворителей в соответствие с правилом фаз Гиббса, которое позволяет определить число степеней свободы, или независимых параметров, необходимое для однозначного определения условий равновесия системы [, , , 6]. При экстрагировании система чаще всего состоит из двух компонентов (извлекаемого, или целевого, компонента и твёрдого тела - носителя) и одного растворителя. Таким образом, в этой системе число степеней свободы равно 3 и можно произвольно менять (не нарушая равновесия) три параметра (например, температуру, давление и одну концентрацию). В = -—? То - период колебаний молекулы равновесного положения; Бает- энергия активации; к-постоянная Больцмана. D|j D - коэффициенты диффузии при разных температурах; Ць р - вязкость жидкости при разных температурах; Т|, Т - температура. В результате анализа уравнений диффузии для частиц твёрдой фазы различной формы при D = const, т. Вблизи экстремальных точек (температуры замерзания и кипения) зависимость скорости экстрагирования от температуры отклоняется от прямой. При повышении температуры увеличивается скорость экстрагирования. Известны экспериментальные зависимости процесса экстрагирования и коэффициента диффузии от температуры. Для обеспечения минимальности затрат на единицу продукции в пищевой промышленности нужно проводить экстракцию при оптимальных температурных условиях. Для этого требуется ограничить область возможных значений температуры таким образом, чтобы они не превышали некоторых предельных для данной системы значений, при которых могут происходить нежелательные побочные эффекты (разложение продукта, побочные реакции, коррозия и т. Изменение температуры процесса может быть вызвано, например, нагреванием (или охлаждением) растворителя. Горячий растворитель будет иметь меньшую вязкость и большую селективность. Растворение веществ сопровождается тепловыми эффектами [].