Совершенствование процесса диоксид-углеродного экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья

• Автор: Новокшонов, Виталий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Экстракция сжиженными и сжатыми

газами.

1.2. Диоксид углеродные экстракты.

1.3. Технология и аппаратурное оформление процессов диоксидуглеродного экстрагирования .
1.4. Математическое моделирование процессов диоксидуглеродного экстрагирования растительного сырья
1.5. Выводы
2. Методы совершенствования процесса СО 2 экстрагирования биологически активных веществ
2.1. Разработка критерия совершенствования процесса диоксид углеродного экстрагирования растительного
сырья Пс
2.2. Разработка математической модели процесса
СО 2 экстрагирования растительного сырья
2.3. Выводы
3. Результаты экспериментальных исследований процесса СО 2 экстрагирования.
3.1. Методика исследования и экспериментальная установка
3.2. Результаты экспериментальных исследований.
3.3. Рационализация экспериментальных исследований
при переменной повторности
3.4. Определение числовых характеристик математического описания процесса СО 2 экстрагирования.
3.5. Выводы
4. Исследование адекватности математического описания
процесса С экстрагирования.
4.1. Разработка критерия адекватности математического описания
процесса СО 2 экстрагирования.
4.2. Выводы.
5. Приложения результатов исследования.
5.1. Совершенствование процесса СО 2 экстрагирования растительного сырья по критерию С1е.
5.2. Определение рационального времени ведения процесса
СО 2 экстрагирования растительного сырья
5.3. Экономический эффект совершенствования процесса
СО 2 экстрагирования по критерию ПС,.
5.4. Оценка стабильности процесса экстрагирования биологически активных веществ
5.5. Выводы.
Общие выводы.
Литература


Эксперименты проводили на специальной установке для экстракции растительного сырья жидким диоксидом углерода. Математическое моделирование, обработку результатов исследований и проверку адекватности математических описаний выполняли с использованием ЭВМ. Научная новизна работы. С -экстрагирования, т. Практическая ценность работы. С-экстрагирования по разработанному критерию заключается в увеличении процентного приращения прибыли в среднем на %. Развитие рыночных отношений вынуждает перерабатывающую промышленность производить высококачественные и экологически безопасные конкурентоспособные продукты питания [1]. В связи с этим в настоящее время широко применяется экстракционный способ извлечения биологически активных веществ из растительного сырья. Развитые ранее такие методы экстрагирования, как перколяция, достигли своего естественного предела и не дают возможности повысить скорость переработки растительного сырья, увеличить выход целевого продукта [2]. Поэтому в последнее время широкое распространение получила экстракция сжиженными и сжатыми газами. Щадящая обработка термочувствительного растительного сырья в среде инертного газа является одной из предпосылок получения продукции высокого качества. Данный метод относится к одному из направлений интенсификации процессов переработки плодоовощного сырья. Приоритет в области извлечения ценных компонентов из растительного сырья в нативных условиях (без теплового воздействия за счет экстракции сжиженными и сжатыми газами) принадлежит Б. С. Алаеву (). Научно-практические предпосылки Б. С. Алаева развиты отечественными учеными A. B. Пеховым, Г. И. Касьяновым, Е. П. Кошевым, В. А. Карамзиным, A. C. Гинзбургом, Э. С. Гореньковым, С. М. Гребенюком, «• H. H. Липатовым, Б. И. Леончиком, Б. Н. Стабниковым, О. Г. Бруннером, Р. В. Шульцем. Наиболее перспективным инертным газом в пищевой промышленности является уже широко применяемый диоксид углерода, обладающий существенными достоинствами: нетоксичность, гарантия полного удаления из продукта, пожаровзрывобезопасность. К тому же, изменяя температуру растворителя, можно изменять селективность извлечения компонентов из сырья. Диоксид углерода (двуокись углерода, углекислый газ), представляет собой бесцветный газ с кисловатым вкусом и запахом. При температуре * С и давлении ,5 атмосфер диоксид углерода сгущается в бесцветную жидкость с плотностью 0,4 г/см3, которая с понижением температуры превращается в бесцветную снегообразную массу [3]. Главной особенностью получения диоксид-углеродных экстрактов является ведение процесса при невысокой температуре и давлении в аппаратах, существенно превышающем атмосферное [4]. Проводить экстракцию при минусовых температурах, если это не вызвано необходимостью повышения селективности жидкой СО 2, нецелесообразно, так как это приводит к ощутимому снижению эффективности процесса извлечения экстрактивных веществ. Исследования показали, что наибольший выход экстрактивных веществ достигается при температуре экстракции в пределах -* С и соответствующем давлении паров растворителя. С, хотя и не вызывает распада термолабильных веществ, но приводят к снижению выхода экстрактивных веществ, что объясняется агрегатной неустойчивостью жидкофазного состояния растворителя в зоне его критической температуры, снижением величины изотермической молекулярной диффузии извлекаемых компонентов в растворителе [5]. Полученные с помощью СО 2 экстракты, по вкусу и аромату идентичны исходным пряностям, экономичны и обладают антисептическими качествами, передавая эти свойства продуктам, в которые вносятся. Разрабатываемые технологические основы применения диоксида углерода позволяют значительно ускорить процессы переработки растительного сырья, тем самым давая предпосылку к разработке принципиально новых видов оборудования [7]. Диоксид углерода является естественным метаболитом клеток, не поддерживает жизнедеятельности бактерий и плесневелых грибов, способствует стабилизации лабильных компонентов клеток за счет вытеснения кислорода-воздуха и ингибирования окислительных процессов [8].