автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Массообмен при экстрагировании фосфолипидов из органического сырья

ДгРЗАВКИЙ УН1БЕРСИ7ЕТ " ЛШВСЬКА П0Л1ТЕХН1КА"

На правах рукопису УДК 6*15.012.014

ЯЯЧОК ВАСИЛЬ ВОЛОДИМЙРОЗНЧ

МАС00БМ1Н ПРИ ЕКСТРАГУВАННI Ф0СФ0ЛШ1Д1В 13 ОРГАНI4H0Í СИРОВИНИ

05.17.08 - процеси 1 апарати xímí4hoí технологи

Автореферат дисертацП на здобутта наукового «упеня

кандидата техя!чяих наук

Льв1в - 1994

Дисег,тац1ею е рукопис.

Робота виконана на кафедр! хШчно! 1нженерП та прожслово\ егаэлогП Державного ун!верситету "Льв1Еська лсштехшка"

Науковий керХвник

заслужении ддяч наук^1 техн!ки

Укра1ни, доктор техн1чнкх наук, пройесор Аксельруд Григорий Абрамович

0ф1ц1йн1 споненти

доктор техн!чних наук, пройесср Радченко Леснгд Борисович

кандидат техн!чних наук Маль ований Мирослав Степанович

Пров1дна установа - ЛьЕ1вське пХдприемстЕО л'карських

препарат1в "Ль в 1 вл 1 кпрепарзт;:"

Захист в1дбудеться -^¿кЧгА----

о 15°° на заспданн! спещалхэовано! вчено! ради Л 068.35.03 при Державному ун!верситеп "Льв1вська пол1техн1ка" за адресою: 290046, Лье1в-13, пл. Св. Юра 2/4, корп. 8, ауд. 339.

3 дисертац1ею можна ознайомитись в б1Сл1отец1 Державного ун1-верситету "Льв1вська пол!техн1ка" за адресою: Льв1в-13, вул. Про-фесорська 1.

Автореферат роз!слано " 1994 Р-

Вчений секретар спе"*ал1зовано1 вчено!

р^ди Д 068.36.03 доктор х1М1чних наук, професор

-.М.Жизневський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

~ Актуальность теш;. Фосфол!п1ди (фосфатиди) - скзадн! лШдгк, до складу моле|сул яких рходять багатогхтокзий спирт, затопки жирьмх кислот (пальм1тииово1 ,огеаоиново1,олешово1...),азотистих основ i'a фосфату.В природi фосфолШди Шстяться у вс!х ткгхянах росдинного та тваринного походжекня. Але особливо багато 1х в нагЛннях ыасха-BMicHO't рослинно! сяровини 1 ТЧ к1льк1сть мсже-?осягг.ти '¿-l.BX.a в 1,аниках тваринного органi.->ay - чо 10% (яечнт: довток, мо&ск твари.:. ..). 0дн1ею ia вэжливих функц1й фосфсшп1д1в е по%рхвева ак-тивнЮть, цим обумлвлено ix використанкя в косметологи та медащн-Hi, як речовин, щр водод1ють гисокоа емулъгуичою здатн1схю. Фосфо-лхтт зходять до складу ряду л!карських препарат^ '.'Л1поста51л", "Fcsmnaje" та 1нш1. Але нлйб1льш ц1ня!сть полагая 1х у вдатност! в пркс'/1йост1 води утворпвати гамкнут! иембрзчл! структури - л1по-соми.В медицин! л!посома - цэ контейнер для цШнаправленого транспорту лхкарсько! речовиня г,о Miens перажеаня. Використачня л1по-сом, як м!кро капсул для введения л1карських рёчоаик мае ряд пере-ваг: мембрана л!посом формуеться з природных фосфол1п1д!з, rati, потрапляючи в орган1зы, включззться в обм1нн! процеси 1 в« да-копичуються в тканинах; речовина внесена в середину jtinbcosM захи-ваеться в!д швидкого ферментативного поручения; аавдаки здатвоет! фосфслШШв вааемодгяти з мембранами кл1тик, стае иожливим введения веере дину кл1тин речовин, проникнуть яких ойыежеаа (ДНК); с гае можливим перекос л!карсьгак' речовик, як! саключен! у jjipoccaiy через mKipy при використапн! Ix.y аааях чи компресах. Ьюсодячи а цъого, доелгдження питания розкиренЕЛ природяьо! о«рсв'шно1 баги, зизначення оптимальыи параметр! в процесу екстратуваняя i розд1-лення cyuimi фэсфал1п1ди - екстрагевт б дуке вакдаыш.

Дксертац1йна робота е скяадозоо ^истиною наукоао-досл1дйо! ро-боти Кофедрн xiM'.vHoi irateaepiT та пртглм оаоТ екологИ Державного ун1зерс»яету ''Льв^вська пол1техн1ка-'* з проблем "РогроСха безв1д-ходних технолог1й х1м1чних вироСнкцтв" I виконана у в1нпов1даост1 з нзуксго-техя1чноп програмов МШстерстья осв!ти УкраТзи (N дерх, реестраЩ! 0186005Р909;.

Мета ооботи. Теоретачне сбгрунтуланья та експгрикентальне дсс-л!дження закономерностей яроцесу '.acooCMiay при ексграгуквия1 фосфолШд1в 1з орган! чно! сирогши, встановлзнн! оптлильних п&г рзметр1в екстрагувгння та розроСленв! технолог1чно! схема сш?ржа»г-ня ^осфся.лШй в щхягделових умсвах.

\

Наукыв.4 новизда роботи. Досл1дяэно механ!зм процесу екстрагу-вашм фосфол!п1д1в з орган1чяо! сировини, який ке совпадав г традкц1йними уявленяяки про х!д масообм1ну в систем! -тверда т!ло-р!дяна; побудовано математичну модель про'лесу ексграгуванкя та встаиовлено умови максимального вилучення фосфолгпшв 1г орга-н1чно! сировини; оц!нено значения коеф!ц1ент1в дифузН фссфол!-1ПД1В з роашш!й сировин!; вперше гастосовано ыембранну технолог^ та посл1довюга адсор&дйн'о - десорбщйний процес для концентрування розчику фосфол1гид1л. (

Ррактичне значения роботи. На садов 1 отриманих експериментиль-них та теоретичаих даних розроблена технолог1чна схема ексграгу-вання фоифол1п1д!в 1з орган!чно! сировини та проект техн1чних умов на кзнцевий продукт виробнщтва; на баз! математично! модел! роз-робле/дй метод розрахунку процеоу екгтрагувакня 1з подр!бненого та 1Цдьного агсХяня; доведено необх!дг.1сть проводите прочее при малому аначеи;:1' з-М/И для максимального вилучення фоссо^1п1д!в; одержана досл1дна парт!я рсзчину фосфол1П1д!в на а'т "Таличфарм" зг1дно розробаено! технолог!!, оч!етваний економ!чний ефект в ц1-нах 1990 року складас один млн. карбованц!в.

Атюбац1я роботи. Матер!ади дисертац!йно! роботи обговаривались на 1-конгрес1 св!тово'1 федерацП Укра!нських фармацевтичних товариств, м. Льв1в, 1994 р., а такой на гаар!чних • наукою- теоретичних конференц1ях професорськс-викладацького складу Держун1вер-оитету "Львхвська пол1техн1ка" (Льв1з, 1990-1994).

Публ1каШ. По тем! дисертэцП опуЗл!кованс 5 наукових прац.Ь, з них оцн! тези допов1д! на 1- конгрес! сз!тово! фздерэцП Укра-1нс:мах фармацевтичних товариств.

-«Автор захищае:

- катематичну модель про-десу екстрагування фосфолхпШв з ор-гангчно! сироеини;

- положения про умови установления рхЕНСвати ирл екстршуванк! фосфолипд1ь етиловим спиртом; .

- твердж.ння, щр процес екстрагування неподр!бненс1 рослик-но! сирозини прст1кае по ьнутр!шньодифуз 1 иному механ!зму 1з ей!к-ним ксеф1ц1ентом диОузП, а подр!бнення до роьи1р1ь 1 Ю~~ и приводить до емхнк механ1зму на зовн од "фу а! йнкй;

- твердження про необх1Дн!сть проведения пронесу при малому

значенши е

- обгрунтув.-гння моиивостей вккаристання иембранно! технологи ¿бо послисвного проведения адсорбц! йло-дссорйц!йнкх процес!в дога концектрувадня розчику фосфолгпШв;

- технолопю одердання фосфол1п!д1в а оргачзчно! сировивн.

Структура 1 обсяг робота. Дисертащйна робота складавтьса з

встугг/, ггятьох роздШв, основнич висноек!в, списку використано! лхтератури 1 додатку. Матер^али викладея1 на 146 стор!нках машинописного тексту, 1люструються 31 рисунком I 15 таблицами.Список "4-тератури мз стать 149 наГшенувань.

ЗШСТ РСБОТК.

У вступ\ обгрунтоваяа доц!льн1сть 1 актуальность робота, кк-ладека мета роОо-гя, П практичзе значения для науки 1. теха!ки, суть виконаних доаиджень.

У поршому розд!л1 викладений л!тературний огляд, г якому ров-глянуто за^эльну будову молекул фосфолШШв, мгсця !х локал1эацхй в орган!чн1й сировин!, властивост! та застосуваннн. Приведен! ос-новн1 теоретичн! положения масоо5м11л в систем! тверде т1ло-р1ди-на, а також рсзглянуто основя1 фаггари шр мсяхуть вшшвати на к1-нетаку екстрагувайня оргаялчно! и.розини. Сформу.шьопая! ыета 1 задача досл1д.*.ень.

У другому роздШ приведена характеристика ррсл1джувано1 орге-н!чно! ставим;, та мгсця локалЗзацП г н1й фосфол1п1д1в. Подан! фотограф! 1 внутр1Шньо1 будови доаадкуваних твердих тц, методики експеииментгв, анал!.зу та !дентиф!кацЛ фосфзлш!д!в.

Шнетику екстрагувакня аивчали з ал арат' з м!шалкюв при температур! 293°К. В якост: екстрагелгу викор«"~тов'«вали сшгрт етило-вий 96%. ИлльгЦсний ем1ст фосфол1п1д1ь в екстракт! зазвучала методом фотоколориметричЕого анал!ву д1п!дпого 4>ссфсру з!сля пспе-редньо'1 м1яерал!?ац11 продукт!в екстрагування а иаступним утзсрен--г.ям мол!бдено1 син1 в присутиост! розчину мол1бдату натр!с. 1ден-таф!кац1ю продукт г в екстрагування проводи г допзмогоя двохм1рно1 тонкокаровс! висх^днэ! хроматограф!!' на. оласгеинах сщИкагето "Н" Ф1рш "Мерк" /ФРН/ з тавщдаюю шару п,з над. Хро^атсграф1я ад!йсню-вали в системах: 1-й нэдрям: хлорсхоорм-ме^ткол-гб/'» ррзшш аШаку /65-25-2/: 2-й надрлм. хлороформ-ыетаясл-сцтова каслста-вода /6515-10-3/. Проявляли парами йоду. В склад! емстракту виявлен! тех!

ь

$осфалШди: л!зофосфатидагхая!Е, фосфаткдилхол!н, фосфатвдил!но-зитсл, фоофеявдкдсерин, фосфатидклетанояам!н, фосфатидилгл!церол, «росфатидн! кислоти, л18офос4штташетанолам1н, мояогл1коаядл1гд1це-риди, яейтральн! л1п1ди.

Р1вновага в умовах екстрагуваннл яечяогс горошку, нас!яня бо-б!в со!, ,нас1ння льете ia в1вса.

ЗПдно традиц!йикх предегавлень .про екстракЩйя! проиеск в си-craii тверде т!ло-р1дина в умовах р1вноваги концентрац!* Щльових речозин в ооновнхй Miäci еюстракту,дор!внюе кокцентрацН хшх же ре човин у розчин!, що Остаться у . в1льному ое- рм1 частинок тгврАо! фази.В1дггав1дко, значения р!вноважно! козцентрацП в елстрект! Сц> визначаи-ься вмятом ц1льових речевин См у тверд!й фаг! 1 Ш дз1 концеятрацП зв*язуються р1вняннкм матер!алъного балансу:

Щц - CipV (1)

гСо

Си ' Cir/ß - const ; де 3 - ИЛ/ и'} Проте.як показали дослхджения рис.1 ,у нашему вкладку величина Cip/ß+const; а змеишуеться !з зб!лъшенням р . абэ це значить, до нав1ть ь уыовах р!вноваги концэнтрацгя экстракту в ссноьн!й мае! не е р1вною концентрац!I розчику, ко моститься б порах га в!льнсму об-ем! частияск твердо! фааи. Спостер1гавться нетрададШшй випадок nepeölry екстрак!Л иного пронес/. 3 звярк/ з тим, р!зняння матер!-алького балансу сл1д уточнит •

- VfTp + t'tf-WCiP сз;

або

Ср - Cip + С Со - Cip/s; /а де n - V/M Taj: як С0 > Cip/ß (риоЛ), то Ср > Ca? , Причина олисакого янкша полягае в тому, «э у вольному оС'ем! частинок твердо! фази утворюдтася аоевдати мол^сул фосфол!п!д!в з молекулами етидового спирту, зе-язан! воднзеими зв-язкамк, внгсл!-док чого'зрост?5 об*ем л!л!ду i зменшуетъея кслдив1сть йоге вмеоду за Niexi твердо! $ази.

При ß-Ю величина Cip/ß прямуе j,o надзвкчайко великого значен-■ hü, Це озкачаз, № чкм меншу к1льк!сть твердо; фаги ми зхзьмемо, при одн1й i т1й же к1лькост1 дкетраге.чту, го лклучатимуггея не Ильки фосфод!п!ди, да м!стятьса у жирових вм1стилищзх орган1чно! сировики, а також почкуть розчинягися оболонки органа!д!з клатан, в склад я гас; входят- фосфэлШли. Не ааке стрхмге спадавня кривил справа рис.1, иояажться тем, ¡цо асс.цХати фс?фл11ш'д1в утсворю-ьться не тальки у видному об-ем! частикок твердо! фази, а i в ос-

6

HCEKiii waci екстра^ту is ростом йоге концентрацП. Так! ' асоц!ати •-•е-ес cBo'i велик! чб' емн! posMipn не можуть повертатися. у-тверду--

м J з-

U 20 40 60 80 '(¡О <20

Рис. 1 .Залежн!сн1сть Ci/Q в!д Cip.l-яечний порошок; 2-соя; 3-льон.

О 20 МО 00 30 ЮО 120 140

фазу, тобте i3 ростом в та Cip , Cip/в const. В таб.1 приведен! piBHOEaiicHi концентрацП ,фосфол1п1дного фосфору в екстракт1 одеря?-Hi при тривзлому контакт! фаз, при р1зних сп!вв1днотеннях твердо!' фази до р1дко1 (0) .

Для подальшого анал!зу„умов ?р1вноваги необх!дно мата крив! pis-новаги, тобто галежн!стъ р!вновазкно'1 концентрацП екстракту Cip , в1д концентрацП фосфол!пШв у po34iffii, цо мЮткться у в1льному -об' ем! частинок твердо! фази Ср.; Отриман! зеличини зобракено fpa-ф!чно на рис. 2. Як сл1дуе з рисунку в умовах*р1вноваги концентра-' шя у розчкн1, до м1ститься у порах твердо! фази зб1лыяуеться 1з вб1льшенням piBHOBajtHo! концентрацП екстракту Cip.Проте,починаючи

з дэяксго значения Cip, концентращя Ср прямуе до пост1йно! зеличини, тобто зб1льшення концентрацП екстракту- не приводить до зб!ль-шенпя концентрацП розчину у в i ль кому об*ем! час тинок твердо! фази. Таке явите поясиоеться утвореяням асоц1ат1а'фосфол1п1д11в !а спиртом, за рахунок винигаення водвевих зв- явк!в у основн1й Maci екстракту,щр приводить до Еб1льшенкя об-ему л!п1д!в 1 немо*иивост1 останн!х до проникнення у пори частинок досл1джувано! с'ировини.

' ■ ' Таблица- 1

Р1вноважн1 кокцентрац1л фосфол1п!дного фосфору в екстракт1

1 в,Скг/м3] 1 ! яечний ... соя С1Р. кг/м3 Г-" 1 г -1 . лъсн | овес | С}р. КГ/М3С1р. кг/м31 I 1

1 б" 1 0,032 0,00195 0,0016

| 20 1 0.105 ■0,0070 0,0055 I 0,00234 I

| 30 . 1 0,154 -0,0103 0,0081 I 0,00334 !

I 50 1 0,254 ''0,0169 • 0,0133 | 0.00543 |

.1 . 70 1 0,348 0,0233 0,0184 I 0,00775 |

I 100 . 1 .0,490 0,0330 0,0260 I 0,0108 - |

I < 166 I 0,806 "0,0530 0,0420 I 0,0178 |

I 200 I 0,960 0,063(7 " 0,0500 I 0,0212 |

| 300 1 1,43 О)0930 0,0740 I 0,0315 1 I 1

Екстрагування неподргбненого нас!ння. Процес екстрагування 1в-касания визначаеться швидкхстю масопереносу фосфолхпШв в основ-н!й клЬ-ишпй мас1 (тканинах ендосперму). та опором гсвн1Еньо) оболонки (тканин еп1дерму). Розглядаючи будову нас!нкя, легко по-

MiTHTH суттеву р1знида в будов1 м!ж основною клхтикною масою тканин ендосперму та зовн1шкьою оболоягао (епЗдерму). Саме остання, в силу високо'1 густини упаковки речовини eniдерму, представляв собою освоении дифузгйний onl'p процесу.

Режим процесу екстрагування, а такок вваемн1 переходи визнача-иться" величиною числа Bio. При реал!зуеться внутр1шньодифу-з1йнк'л режим (крива 1, ркс.З), при якому зм!на г1дродинам!ки не. впливае на к1ветику. При малих эначеннях Bio, виаикае зовШпнь'оди-фуз1йний режим (крива 2, ркс. 3),в умовах я кого можлива !нтенсиф!-кац!я процесу за рахунок г1дродинам1чного зпливу ка частники твердо! фази.

В1домо також.що число В1 залежить в!д коеф!ц!ента масов1ддач1, ягаш в свою чергу визначаеться товщикою дифуз1йного шару на позер-, хн! част инок:

к - Do/So (5) -

По аналог!! ми мохемо записати:

к « Dm/5м ' (б)

I? чогс сл!дуе:

Bi = kR/D « DmR/D5„ (7)

Враховуючи R >> 5« а Ом « D , в даних умовах число Bi перет-ворюеться s постгйну, незалежну В1Д г1дродинам1ки величину.

Рис. 3. Резкими екстрагуваншп

1-внутр1шньодифуз1йвий режим;

2-Е1г>'тр1аньодифуз1ш1Ий ia вменим коеф1ц!ентом дифуэП. '

3-зовн1шньоЕифуз1йний режим;

В табл. 2 приведен! результата' експериментального досл!даення процесу екстрагування !з неподр!бнено! сировини, а на рис. 4 Щ ж результата представлен! в координатах lg (l-Ci/Cip) -f(t>. '

^Режим екстрагування д!йсно е внутр12Ш>одифу81йний, оскШки значн!зм!ни г1дродинам!ки (зб!льшення ивидкост! обертання ы1шал-ки) не вглинуло на полохення Шнетичних кривих.

' Э

• Та&шця 2

Екстрагування неподрЮненого нас1ння при значенн!

в - 166.КГ/М3

-Г-1-——I-1-1-!-г-1-

I, Сс] 1800 | 3600 | 7200 110800 | 14400 I 21600 ) 28800

Ь-1-1-;-Н-I-1-:-]-1-—I-

.1 4 Соя,- | . ' | • | 1 . | ! | .

ХС1Р СКГ/М3]| |0,015610,025810,033210,0357 | 0,044010,0490

Н-1-Н

i . льон 1.1' i i "г i i

|С1Р Гкг/м3Л 0,025 ¡0,031 10,037 | 0,040 | 0,042 | - |

I-:——Н--1-1-Н-1-1-Н

I Овес ■■ | 1.1 I

|Сар- [кт/м3]| - - 10,006 | 0,008710,009310,0098 |0,013010,0150

Проте форма кривих на рис.4, в!др1знябться в1д типових кривих внутр1шньодифуз1йного процесу (крива 1, рис.3). Це поясыоеться ут-воренн^м"аЬоц1ат1в,на початку процесу 1 1х законом!рним рсгпадом з ходом екстрагування.- В початковий момент, коли концентрация фосфо-л!п1д1в в об* ем! зерна велика, асоЩати мають велюа розьйри 1 1х прониклив1сть через пори мембран обмежена. В1дпов1дно 1 коеф1ц1ент дифузП мае наимекше значения. В хсд1 екстракц1Аного процесу кон-;центрац1я фосфолШд!в в зерн! зменпуеться, зменшуються розм1ри асоц1ативних комплекс!в .вхдпоешю, зб1лыпуеться коеф1ц!ент дифуг 811. Таким чином, процес прот!кае при змеиному, залемкому в1д ков-центрацП/коеф1ц1ент1 дифузП. Числов1 р1иення диференц1йного р1вряння дифузП 1з з;Лнним коеф!ц1еитом дифузП в1дом1. С.П.Рудо-башта, скориставшись дробово-лШйною апроксимаЩего, яка мае в кг ляд:

О - Ос/И+аС^ (в)

при а > 0 ; яка перетворюеться до такого виду:

■О = ОрЛ1Н(1/?)-ПЕ1 (9)

В1дом1 також серИ кризих,кожна 1з яких в1дпов1да5 певно-му значению <р < 1, як1 як!сно не в!др1зняються е1д кривих рис.4.

Для оц!нки коеф1ц1ент1в дифузП фосфолШШв в насхнинах ско-ристалися ф1юенням системи р1внянь:

'•-УоСЮ/сИ - Г йм/5м;ГСС-С1); (10)

. ' , . Сц-0 - С\/х де т-М(/И , (И)

;ке мае вигляд: .

(1-С\/Сге) - -ехр ОиГиМо (12) -

10

В логарифм!чних координатах р!вняння 12 описуе пряму лШю, ^ тангенс кута нахшу яко! дозволяр приблгено вивначити значения ко-еф!ц!внт!в BHVTpiŒHboî дифузП tg а ' 0,4343D\/rc/V05>,\ . Екстралого-кгга крив! рио.4 у прям i л1:л1 ми змогли пт.(-:«?лизно знайти середнс- , значения коеф!ц1ент1в дифузП фосфшпШ*, в нас!нинах (табл.3).

Таблица 3

КоефШети диф>зП фосфол!п!д!3 в яас!юшах

г_. — .. 1Сировина 1 Соя ! Ль OH 1 i Овес 1

1 ■ ■ " f |£>с?,гм2/'с: i i . t 9,56-l<r13 1 i 3.73-10"12 ! i 1 4.74- Ю-12 1 »

►кстрагузанкя подр!бнено'1 сироЕини. Подр15ненкя - це один :з фактор!в !нгскси<?!куючях процес екстрагу'-ання. Оснсгв'м заздаяням подргбнення, е сб!лыгенн? плогй мастоб;г!»у. В табл. 4 представлет результата етспери«ент1в лроцесу екстратувачня 1з подр!бнено! ск-ровинч. Di X результата для досл!даувако! орган i что! сирсвини зо-бракен! на рис. 5 в координата lg(3-Ci/Cip) - fit).

Таблиця ¿

Екстрагування подрЮнеао! сировики при значена! а - 100 кг/w3

Г - -.'— ■ -1 1 t, te) 900 1 1 1300 I 3600 5400 I 72ÚÓ i 0000 --------1 ■ - 1 108001 126001 1 i

|Яечнки (Cl.KT/U3 •0,08 1 0,15 I 0,25 0,32 1 1 1 0,36 0,43 1 - 1 1 ! 0,49 | 0,49 1 1 i

| t, Ce] 60 i 120 I 180 2W | ¡300 420 1 1 600 | 900 I 1 1

I Соя ICI.kt/Ы3 0,009 10,013 10,015 i Ó,017 |0,021^ 0,028 1 1 1 1 0,030 10,033 1 1 1

I t, Le) 120 1 240 | 360 600 1 ! 900 1 1200 1 1 1800 ¡ 210C I 1 i

I Льсн ICI.KT/M3 0,007 10,012 10,015 0,019 1 10,022 0,G26 1 1 1 1 0,026 i - 4 1 i

I t, tc3 900 i 1800 I 3600 i 5400 I 7200 i 9000 1 1 10800 Ц2600 | 1 i

| Овэс ICi.KT/M3 ] 0,0022 | 1 |0,00f4(0,0069 ■ > 1 i 0,0090(0,097 __-.i ____ 0,0101 1 1 1 1 1 0,0108|0,0108| .....1 . . 1

Ослхл^ки одержав! срам! нагадують граф1к 2 рис. S, го можна прогнозувати, щр процес зДйснюетьс? по зор:пшнъ одифуз iиному меха-н!зму. Враховугчи р!зн! зваяення концентраЩй в осноэн!й мае! ек-ею;трзкту i у в!льному об-eni твердо! фааи:

(W-V)dJx/dt * kF(C-Ci); (13)

Y(Co-C) - (V-V)Cy. (U)

СоУ - VClF, (15)

де (13)-р!вняння к1ветики; (14) i (15)-р!вкяння иатер!ального балансу. Р1шення системи приводить до результату:

Igd-Ct/Ci?) - -k*t, (16)

який при р!зних значениях /с* адекватний рис. 5

к - 0,4343k*F/(i-dt) V ; де ae»V/W ("17) la (17) уохаа вигначити коефИЦент масовгддач! Я по вхдомому значению К* , гнайденежу ia рис. 5.

Для знаходаення воверха! игсообМяу F0,5ya проведений статистичний

1.3 частинок твердо! фази оргая!чно! сировики Сфункц1я роапод1-лу частинок по тх роэм1рах), а ловерхкя виходу:

Г - Рое. (1?)

Об'е* V , заповнений спиртом в част/нках, визнапаяи вважуван-кчм частинок до 1 п!сля замочування. Розрахунки представлен! в таблиц! 5.

Рис. 5.

ЗалежнЮть 1е(1-С\/С1Р) - Г(Ь) для подр!бнэно! сировики 1-яечний порошок; 2-овес;

3-яечкий порошок при ЗООК;

4-льон; 5-соя.

Ь-/Ос

<0$ /^6

Таблтл 5

Визначення .гоеф.1ц!енту уасов1сдач1 К ас << 1

1 Сировкна 1 V ) Ем^З! е 1 К* 11/сз ! К [м/сЗ

Ь

-Ьг-

Яечний 13,90-ю"6! 0,15 I 0,326 | 0.8-10"4 I 1,39-10'-в1

порошок I

Соя Ль он

Овес

I

!4.651С"?1 1,91 | 0,0394116,6-10"4 ! 2,38-10~8',

I I I Г I

|4,73-Ю"7! 0,^9 | 0,095 | 9,3-Ю"4 | 2.70-10"8!

I ■ I ! ' I I !

|1,Б5-10"3| 0,35 ; 0.099 | 1,3-!0~4 I .1,33-10 в|

J___!-1--1-!-1-:-1

Таким чином, уохка зроиити вксновок, шо в умовах лая:« ексле-ркмертгв процео ек.трагування Л1к!туеться аовн!пньсю дифуз!ев.

Ийсно: 1) аналог1я рис.5 8 кривой 2 ркс.З; 2) коеф!ц1енги ма-с :з1ддач! величши одного порядку ; 3) швидк1сть переытування сут-тева вшшвав на швидкЮть процесу (рис.О.

0,50/40,5 Qx 0,1

Рис.6. Водив.вгидкост! пере-м1шування на процес екстра-гуваняя is яечного порошку t-/0"s;0 1 - n-4 Лс; 2 - n-2,5 Vc.

8 <О 42.

Температура б вагомим i разом з тш легксдоступним ва практш;! фактором, змХнпочи який, молка впливати на швкдк1сть екстрагуванга. Як показали екслериыентагьн! дан1 к!нетики екстрагування яечного порошку, п!двищення температури на 17 К, спричиняе зо!льшення коефШенту ыасов!ддач! в 24 раз/, що пояснкеться розпадом асощ-ат!в виаслХдок з01льшення к!нетичво! eaepri! молекул при Шдвищен-Ei температури.

У третьоыу роздШ подан! резульгтти експериментальзих досл!д-*ень по визначенню фхдьтруючи*. onopiB осад к! в досл1джуваао! срга-н1чно! сировини. Для опксу к!нетики процесу фхльтрацП в шэд! си-ровини використано р1вняння виду:

Х/Ч - Uv + Н (19)

де М - цгоXq/2 PS2 ; N - п./ К ; при Р - const;! - const.

ТабЗшця 6.

Значения питсмих onopiB осгдк!в та cepeiHiii розм!р частинок твердо! фази дссл!джуваао! сргач!чно! сировиви

1 | Скровина 1 ------------- | Яечний i порошок 1 г ! Соя | » 1 Льон I ■ ■ ■ - 1 I Овес | 1 i

1 I Го, Ы~21 I I 1,17- Ю1Э ■ 1 1 1 2,56-Ю13 | е,78-101й 1 ■ - " ■ '1 | 5,74-1012 |

! i d cp.M < 1 ! . 2.20-10"4 1 1 1 i 5,52-Ю'5 | ( « 7,15-Ю-4 ! 1 1 1.Q4-10-3 | \

У четвертому роздШ приведен! результата експерикенталъких

доел:даень по методах концентрування розчину Фосфол1п1д1в: а сахе-метод виларовування, метод посуИдовного проведения адсорбцП-де-сорбцп та мется мембранного розд!лення.

Концентрування розчину фосфол1п1д1з шляхом зипаровуваякя проводили з умовах вакууму. Не найбйш поиирений метод концептрувакнк на лрактиц-1, протэ вимагае великих енергетичних затрат. Меня екер-гсемннм е метод послаовного тгроведення адсорбиП фосфол1п1д1в з велжего об-ему ровведеного розчину твердим погт. иначе* прл' понижений температур1, га десорбц11.останн1х в цей розчин, але значво меипого об* ему при п1двищен1й температур1. Меяш енергоемн1сим по-ргвняно з методом випарювачня, та мекг 1рудогагн1т»м лор!вняно з методом адссрбцН е метод мембранного розд;д?кк£. Мембрана е прс-никною для молекул оозчинника 1 непроникьсяо для асоц!ат1в молекул фосфсл1п1д1в, завдяки чому зд1йснюет?>ся ;гонцеларування без фазових перетворень. Механизм мембранного розд!лензя в даноиу випадку баг зуетьсч на принцип ультраф1льтрагп1. Сэлсктивн1сл> мембраки ф-9К£.

У гг ятому роздШ приведена технолсПчна с,<эма одерхання фос-фо,гдп:д1з з органХчнс; сировини. яка включае так! стздП: екстрак-Ц1И. ф1л/>трап1ю. концентрування резчину ¡?ссйол1:'1д}в.

В апарат I Сдкв. схему ркс.7} обладязиий у.12алкп», паровое о'бо-локкою, неправдигкм дном Гпер1юрованою с!т;ос.' та в1дкиднок. ниж-яьою криикок аавант&*укть кодр!бнену оргая!чяу спровину етклевий спирт 94% та вклкчають перемшувагая. Бм1ст апарату при безпёрер-зному леремхщ'Ран.Ч! витримують до встаяовленпя равноваги. Тод1_ ааа-рат I черев спуск та систему трубопрсвсд1в з- еднують г нро-

мхжяим зб!ркиком II. Подаче? вякуму у з51рнкк II та систему трубо-проведз'в .'?Д1Йс:-;>ч''?ь зиьтац:^ Фсс4ол1г;1д1в. «Плътрат збираоть у Еб1рккку п, а до осадку в аперат! I савантакусть св!жу порц!ю этилового '.гпгрту ь к1лькос!т! р1вк1Г: мао1' твердо! фазк савантахено! на екстракцХв, вкяочачть м1палку та перечцзуятъ 5-10 хеклик. Тодг проволть ф1яьтрза1ю аналога чко описаний же.'Илптат прждкуьть до г.-кгвкггл ргяг-,;ну -> зС1рн}яу 11, аз грсводягь регенера-

цию 'озчинкик& кетрдом пуску пр.рч1 ъ эсолскк,' ¿ларару i. При кагр1-закн! екстрагелт вигарсвуетьсл.лари поступать в теплообЛннкк IV, ксн:;е:-!сувтьс?:'та збираються у «9¡дойку У . Рег'яерацхк екстрагенту проверять до в!дсутност* заг.аху етачолу в апжа-т! I. В1дпрзцЕ.озану зйссвику (прот) Еквантат.ують 1з апарату, методом в1дкриттг. нижньо! Ф1!шки та Еикористовують для кормленкч тгарин. Розчин фоо?ол1п1д!в [з збгрника ¡1 п-1д тиском подаеться на систему мембргл П1, ле

1Ь

зд1йснвгться прочее ультраф!льтрацЛ. Розчиннк, що проник чер«1 мембраау каправдяеться у 85!рняк V , а зв!дти використовуеться для екстрзздП сз1ж>1 строзиЕИ. Концентрований розчин фосфолШд!в передают! для б!льш ловкого концентрування на роторной-Еакум вида-рввач VI.

ЕИСНОВКИ

1. Вперше досл!дженно масообм!н при екстрагуванн! фосфайпШв 1з орган!чно! сирозини, а такох методи розд!лення системи фосфорах ди - еткловий спирт.

• 2. Доведено, шр процео екстрагування з Щльного нас!вяя в!дбу-вэетьср* у внутр1лпьодифуз1йнсму режим!, г той час, як екстрагування !з подр1бнено! сировкга в!дбуъавться у бОБн1шньсдифуз!йнсму режим! 1з гм!шшм коефИдснсом дийузП в умовах лабораторного експе-риме.нту 1 моке бути перетворении у Енутр!Еньодифуз1йкий в промис-лових умовах при в1дпов11,н1й г1дродикамЩ1.

3. Доведено, да для максимального вилучення фосфол!п1д1в 1ь орган:чно! сирсвини прщес сл!д проводите при калих значениях параметру й-ЫЛ! .

4. Показано, щр пронес екстрагування фосфолШшв з орган!чно! сировини епкрток не «охна поясните не враховуючи лзища асоШачП ! утверекня асоц!ативних кшплеж1в.

Ь. Процес екстрагування мохе вгдбуватися як в шлих зерен сирозини, так 1 з подр!бненцх зерен, гричому в обох випадках досягаемая одна 1 та ж к!нцева концентрац1я ири ргзноку час! екстрагування. З'ясовано, вр содр!бнення роелкнко! сировини до розм1р1в менших 110"3 м для ЮТесиЫкацП процесу екстрагування фосфолШ-д!в проводити не дг;ц!аьно.

6. Концентруваьн? фосфол1п!д!в цоке бути зд!йснено р1зним1 методами. серед'яких кембранне рсзд1лоння в межах температуря 0-5° С е най51льш гконом!чно виг!дне.

7. Одержана досг1дна парт!я 50Х-го розчину фосдолшШв у на-п!вв!робничих умовах ВО "Льв1вфарм" зг!дно розроблево! технологи. На основ! проведение ф!зико-х1и1чних зклробувань та виробкичих досл1даеЕЬ в умовах 1ваяо-Франк!вського ВО "Т(К". азержаний продукт пркдатний для викорвегс^н в якост! еиульгатора ь парфкуер-но-кгеметачнеку вяробаицтв!. Оч!куЕаняй ехонош.чний ефект в вДаах 1930 реку скхадав ода ш. карСовашДв.

Я. Розроблеза технолог!чна схема едержапня фосфол!п!д1в в про-мжеливнх умовах з прнншшово новою компоновкою обладнання.

Основной зк1ст роботи вкаадений у наступай/ публ1кац1ях.

1. Аксельруд Г. А. .Дячок В.В.Уассобкен при экстрагирован»! фрс-фслипидов иа органического сырья. //Хим-фарм-жуон. - 1994. - №4,55-57.

2. Дячок В. В. Мнеткка екзтрагування фо<дол1п1дногс. комплексу.//bíchjk Деряун1вррсктету "Дъв12съка пол1техн1ка", x:míя,технолог! и речовин í IX гастссування, .IbBíE, Í993.. - N'°S70. - С. 7Ь-74.

3. Аксельруд Г.А., Дячок В.В.КШетика екстратугання йосфслШ-д1в з pocjHHHo'í сировини. // Фармацевтичний журнал, 1994. - №4. -С.49-50.

4. Аксельруд Г.А., Дячок В.В. Р1вновага в умовах екстрагування фосфол1п1д1в Í8 oprahí4bol сироекнк. //в1сйик 2epxae:iorc ув1версй-тегу "Льз1вська пол1техн1ка", "Х1м1л, технсыг^я речами та Зх засгесувачня", Льв1в, 1994. - №276. - С. 104 .- 105.

5. В.Попович, О.Жсгло, С.Хмелевська, В.Дячок. Отримаггкя лзпс-ф1льного комплексу горобияи звичайно! методом екстоагувакня./7Те*и 1-конгресу obítobo: федерац:: УкраТнських фармацевт/чних тово,-рйСТВ. -19S4. - С. 260-263.

Умоен! погнанення.

И - маса твердо! фаги оргаШчяо! сировини СкгЗ;

С0- початкэва концентрата фосфэл!п1д1в у твердгй фаз i орга-EÍ4HOÍ сировини tКГ/КГ3;

С - текуча юокДентраШя фосфс>л1пШв у тверд!?. фаз! орган!чно! сировини Гкг/кгЗ;

Cí- текуча концентрация фосфол!пШв в екстрач-Л 1к?/м3];

С1р-р1вновз*на .чонцентраШя екстракту

Ср- р!вновакна кокцентрвШя фосфол!п1д1в в розчиз!, ао знахо-дяться у н!льночу об- ем1 та порах твердо! фаси оргая1чно! сировкни [КГ/1Г 3;

У - в1льниё об* ей твеодо! фази срган1чко'1 сировини См3]:

vc- об*ем нас!ники См3];

И - об*su екстрагенту См3];

F0- псгерхяя иасообм!пу Cirl-,

F - псиерхнл б их оду См2];

D - мсеф1ц1еЕ? 1 фосфолхпШв з ослзвн!« «ас i тверяо'1 фа-

за орган 1чио1 сярозишг im/c2j;

Ой- мзеф* íüeHT дифтеП фос$ол!д1д1в в оболаш! íeníiepui) яа-с!линй üt/c-J;

к - тефШент зовн1еньо! масов!ддач1;

0о- коефСшент дифузИ фосфолшШв в екстрагентЧ [м/с2];

йо- товшна пограничного шару СмЗ;

5м- тоЕи:на говтиньо! сболонки насшини (еп!дерми) [м];

Я - середнп'! радгус насгнини См];

А»

~ посистнють;

с*-р-сер9дн1й розм!р частники твердо! фази органично! сировини См];

t - час СсЗ;

Р - перепад тиску СПа];

Г - температура СК];

ц - в-язк1сть розчину фосфол1пд.д1в См2/с];

V - сб-зм ф1льтрату См3];

я«- питомий оир ф1льтрувально1 перегородки См"1];

Го- питомий оглр осаду См"2];

5 - плска ф1льтрувально1 перегородки См2];

АНОТДПИЯ

Лячск З.В. 1/лссосбмен при экстрагировании фосфолипидов из органического сырья.

Диссертаций на соискание ученей степени кандидата технических ::аук по специальности 05.17.08. - процессы и апараты химической технологии. Государственный университет "Львовская политехника", Львов, 1594.

Зачтется 5 работ, которые содержат исследования условий равновесия у. массообмена при экстрагировании фосфолипидов из яичного порошка, бебев сои, семян льна и овса этиловым спиртом . Показано, что процессы экстрагирования межна выполнять как из цельных семян, так и измельченного сырья.В обоих случаях за разное время приходим к одинаковой степени извлечения босфолИпидов.Отличительной особенностью процесса экстрагирования является- образование ассоциатов, которые влияют как на равновесие, так и на мзооообмен-. Установлено, что при экстрагировании цельных семян наблюдается внутридиффузион-ный режим,в то время,как при экстрагировании из измельченного сырья, кснстантируется Енежнедиффузионный •режим с переменным значением коеффициента диффузии. Разработана и апробирована технологическая схема производства фосфслипидсв. Установлена возможность применения мембранного метода концентрирования раствора фосфофолипидов.

Ключов]. слова:

екстракц1я, фосфол1п!ди, асоц!ати.

Djachok V.V. Massexchange In the phospholipids extraction from

organic substances.

Thesis on competition academic degree candidate of technical science on speciality 05.17.08 - process and apparatus-of chemical technology.State university "Lviv Polytechnic". Lviv. 1994.

5 scientific papers where containing studies equilibrium and massexchange in the phospholipids extraction from the grains of flax.oats-and from beans of soya with ethyl alcohol.lt demonstrate that two variants of extraction from the seeds may exist: extraction from unbroken grains; extraction from milled grains. In both variants the final amount of extracted phospholipids is the same, but the-difference betwen them lies in the different time of the extrastion.Distinctive feature of this extraction process is formation of phospholipid associates with alcohol,which has influence on beth equilibrium and kinetics. The regimes of extraction were determined: pore diffusion within the particles for unbroken grains; mass transfer frcra the external surface of solid phase to the flowing liquid phase for milling grains. Technological line of phospholipids production was worked out and approbated. A possibility of application of the membranes method of solutions condesensatlon was established.

Keywords:

extrartion. phospholipids, associates.

Умовн.$врб.-в1дб. **1 Умовн.видав.арк.VV * Тизаж ico прим. Зам. зл . Безпйатно ■

. ДИШ 290646 - Львхв-13. Ст.Бандеш. 12

Дйьниця оперативного друку/рНШ Львгв, «ул. Городоцыса, 266

/