Интенсификация процессов извлечения биологически активных веществ из растительного сырья при переменном давлении в системе

• Автор: Швырев, Михаил Валерьевич
• Шифр специальности: 15.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Теоретические основы экстрагирования
1.2. Факторы, влияющие на процесс экстрагирования
1.3. Методы интенсификации процесса экстрагирования
1.4. Аппараты, применяемые для экстрагирования
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Плоды боярышника (Fructus Crataegi)
2.1.2. Корни солодки (Radices Glycyrrhizae)
2.1.3. Цветки бессмертника песчаного (Flores Helichrysi Arenarii)
2.1.4. Трава зверобоя (Herba Hyperici)
2.2. Определение числовых и технологических показателей
сырья
2.2.1. Определение числовых показателей сырья
2.2.2. Определение технологических характеристик сырья
2.2.3. Приготовление рабочих растворов
2.3. Используемые реактивы и приборы
Глава 3. Экстрагирование растительного сырья при периодическом изменении давления в системе
3.1. Физическая модель и математическое описание движения экстрагента в частице растительного сырья
3.2. Описание установки для экстрагирования растительного сырья в пульсационном режиме
3.3. Изучение особенностей экстрагирования ЛРС в пульсационном режиме
3.4. Описание процесса методом математического планирования эксперимента Бокса-Уилсона

Глава 4. Экстрагирование растительного сырья в режиме кипения экстрагента
4.1. Экстрагирование в режиме вакуумного кипения
4.2. Дискретно-импульсный ввод энергии и экстрагирование в вакуум осциллирующем режиме
4.2.1. Лабораторная установка
4.2.2. Экспериментальное изучение зарождения и схлопывания паровых пузырьков в вакуум осциллирующем режиме
4.2.3. Изучение влияния различных факторов на кинетику экстрагирования растительного сырья в вакуум осциллирующем режиме
4.2.4. Описание процесса методом математического планирования эксперимента Бокса-Уилсона
Глава 5. Интенсификация процесса за счет кратковременных воздействий на сырье
5.1. Теоретическое обоснование необходимости
перераспределения вещества
5.2. Изучение интенсификации экстрагирования растительного сырья при помощи механического отжима или СВЧ обработки
5.3. Применение планетарного аппарата для экстрагирования растительного сырья
Заключение
Выводы
Литература
Приложения

Введение
Спрос на продукты, полученные на основе извлечений из растительного сырья, постоянно растет. Рынок фитоэкстрактов только в качестве пищевых добавок в 2003 году составил 6,7 млрд. евро в Европе и
17,5 млрд. в мире. Постоянное увеличение объемов производства диктует необходимость разработки новых высокоинтенсивных способов экстрагирования и аппаратов для их осуществления.
Традиционные способы извлечения биологически активных веществ (БАВ) из лекарственного растительного сырья (ЛРС), как правило, малоэффективны, т.к. не обеспечивают достаточную полноту истощения сырья, характеризуются высокой длительностью и непродуктивными затратами подведенной энергии. Большинство способов, предлагаемых для интенсификации процесса (например, вихревое экстрагирование или экстрагирование с применением роторно-пульсационных аппаратов) позволяют сократить длительность процесса, но, за счет измельчения сырья и вымывания высокомолекулярных веществ из разрушенных клеток, извлечения загрязняются балластными веществами и тонкодисперсной твердой фазой растительного материала. Для очистки таких извлечений требуется длительное отстаивание (в течение нескольких суток) или разделение на отстойных суперцентрифугах. Кроме того, наличие большого количества балластных веществ снижает стабильность и сроки годности фитопрепаратов, затрудняет очистку при получении новогаленовых препаратов и индивидуальных веществ (алкалоидов, гликозидов, кумаринов и т.д.).
Актуальность темы
Результаты новейших исследований, проводимых как в нашей стране, так и за рубежом, свидетельствуют о перспективности таких способов экстрагирования, в которых тем или иным образом реализуется замена молекулярной диффузии внутри частиц растительного сырья на

пищевой промышленностях при экстрагировании растительного сырья [115,120]. В аппаратах непрерывного действия с промежуточным отжимом эффективные коэффициенты диффузии и массоотдачи на порядок, а критерий Био - в четыре раза выше соответствующих значений в аппаратах без отжима
Аппараты с промежуточным отжимом выполняют секционными. Для каждой стадии процесса подбирается свой оптимальный режим. Например, на "свежем" сырье проводится 0,2-0,5 отжима в минуту с удельным давлением 0,01-0,03 МПа, а на истощенном сырье - 0,1-0,3 отжим в минуту с удельным давлением 0,05-0,1 МПа [115].
Экстрагирование двухфазной системой экстрагентов.
Одним из развивающихся направлений является изучение процесса экстрагирования растительного сырья системами несмешивающихся растворителей различной полярности - двухфазными системами экстрагентов. Рядом исследователей было установлено, что таком способе экстрагирования увеличивается выход БАВ и расширяется их спектр [87,88,112,128,191].
Ионизирующее излучение.
На кинетику экстрагирования также воздействует предварительная обработка сырья ионизирующим излучением, вносящим изменения в структуру твердых тел. Например, доза облучения 1,5-5 мрад увеличивает скорость поглощения экстрагента растительным сырьем и коэффициенты диффузии в 3-8 раз, сокращает время наступления равновесия в 2-8 раз и повышает выход экстрактивных веществ [63,196].
1.4. Аппараты, применяемые для экстрагирования.
Аппараты, применяемые для экстрагирования растительного сырья, подразделяют в соответствии с режимом их работы на периодические и непрерывные. Аппараты периодического действия проще и дешевле аппаратов непрерывного действия, и в них, как правило, легче реализуется