автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и научное обоснование способа экстрагирования из ячменя, желудей и цикория жидким диоксидом углерода

На правах рукописи

ПЛЮХА Сергей Юрьевич

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ИЗ ЯЧМЕНЯ, ЖЕЛУДЕЙ И ЦИКОРИЯ ЖИДКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА

05.18.12 - «Процессы и аппараты пищевых производств»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Воронеж-2012

005052806

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»).

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Шишацкнй Юлиан Иванович

Официальные оппоненты:

-доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой

Магомедов Газибег Омароппч

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

университет инженерных технологий»

-доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой

Дерканоссва Наталья Митрофановна

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I»

Ведущая организация:

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук» (ВНИИПБТ)

Защита состоится «17» мая 2012 г. в 12м на заседании совета по защите докторских диссертаций, по защите кандидатских диссертаций Д 212.035.01 при Воронежском государственном университете инженерных технологий по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО ВГУИТ.

Автореферат размещён на официальном сайте ВГУИТ http://www.vsuet.ru и на сайте http://vak2.ed.gov.ru «16» апреля 2012 года.

Автореферат разослан «16» апреля 2012 г.

Ученый секретарь совета по защите ^ р

докторских диссертации, по защите / /

кандидатских диссертаций Д 212.035.01», / -"Т^?

доктор технических наук, профессор . . -/*'""'' | Калашников Г.В.

¿Г^ /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Значительное количество новых научных разработок посвящено концепции сбалансированного питания. Такое питание обеспечивает нормальный рост и развитие человека. Продукты питания влияют на обменные реакции, лежащие в основе функционирования клеток, отдельных органов, всего организма человека. Особое внимание при этом привлекают незаменимые компоненты пищи, витамины и микроэлементы.

Существующие технологии и оборудование для извлечения и концентрирования биологически активных веществ и пищевых добавок из сырья растительного происхождения приводят к заметным негативным изменениям химического состава термолабильных компонентов.

В настоящее время установлено, что использование технологии экстрагирования диоксидом углерода обеспечивает извлечение из растительного сырья практически всего комплекса биологически активных веществ. Однако зачастую С02-экстракты оказываются достаточно дорогими, а их состав нестабильным, продолжительность процесса извлечения ценных компонентов из сырья довольно длительна. В то же время необходимо расширять номенклатуру диоксид-углеродных экстрактов за счёт экстрагирования разнообразного растительного сырья с ценным химическим составом.

Существенный вклад в теорию, технологию, разработку процессов и оборудования для получения и применения С02-экстрактов внесли Б.С. Алаев, Л.Г. Александров, В.Э. Банашек, P.A. Блягоз, A.A. Запорожский, В.А. Кармазин, Г.И. Касьянов, Е.П. Кошевой, Б.И. Леончик, В.А. Ломачинский, Я.С. Мееров, A.B. Пехов, Т.К. Рослякова, Т.И. Тимофеенко, Р.И. Шаззо и др.

Зёрна ячменя, жёлуди и корни цикория являются носителями ценных природных эфиромасличиых компонентов, представляющих практический интерес при производстве биологически активных веществ, которые, в свою очередь, достойны широкого применения в различных областях современной пищевой промышленности, медицине и парфюмерном производстве.

Таким образом, актуальным является развитие научных основ процесса СОгЭкстрагирования, что позволит повышать эффективность работы экстракционных установок и организовать производство природных экологически чистых эфирных масел высокого качества.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры промышленной энергетики ВГУИТ на 2011 - 2015 гг. «Исследование про-

цессов тепломассообмена, повышение эффективности технологического оборудования и энергоиспользования» (№ гос. регистрации 01.1.302.210.15).

Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы является разработка и научное обоснование способа экстрагирования из ячменя, желудей и цикория жидким диоксидом углерода, обеспечивающего высокое качество и максимальный выход экстракта.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследовать физико-механические показатели сырья;

- изучить кинетику извлечения экстрактивных веществ из сырья растительного происхождения;

- определить коэффициент диффузии экстрактивных веществ в

сырье;

- построить математические модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы и неограниченной пластаны;

- исследовать химический состав С02-экстрактов и шротов;

- разработать аппаратурно-технологическую схему производства С02-экстрактов и методику расчёта С02-экстрактора.

Научная новизна. В процессе проведения исследований установлены следующие результаты и закономерности.

Обоснована эффективность комплексного подхода к решению проблемы экстрагирования из ячменя, желудей и цикория, включающего известные технологические приемы и новые технические решения.

Обобщены полученные результаты по физико-механическим показателям сырья.

Выявлены кинетические закономерности процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья растительного происхождения.

Получены универсальные уравнения, позволяющие рассчитать коэффициенты диффузии экстрактивных веществ в материалах различной геометрической формы.

Построены математические модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы и неограниченной пластины, позволяющие с высокой точностью определить значения концентраций и продолжительность процесса, а также разработать методику инженерного расчёта экстрактора.

Практическая ценность: 1) рациональные технологические параметры процесса экстрагирования из сырья растительного происхождении. жидким диоксидом углерода; 2) универсальные уравнения

для определения коэффициента диффузии экстрактивных веществ в растительном сырье; 4) комплексное исследование аромата и физико-химических показателей качества С02-экстрактов с применением современных методов химического анализа; 5) аппаратурно-технологическая схема получения СО:-экстрактов; б) установка для экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья диоксидом углерода; 7) конструкция экстрактора с перемешиванием дисперсной фазы в псевдоожиженном слое; 8) методика и программа расчёта С02-экстрактора.

Новизна технических решений защищена 1 патентом РФ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежском государственном университете инженерных технологий (ранее ВГТА) (с 2009 по 2012 гг.); на I всероссийской студенческой научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности России» (Ставрополь, 2009); на международной научно-практической конференции «Теория и практика суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья» (Краснодар, 2009); на международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности)» (Воронеж, 2009); на IV международной конференции «Экстракция органических соединений» (Воронеж, 2010); на международной научно-технической интернет-конференции «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах» (Воронеж, 2011); на международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал н перспективы развития» (Воронеж, 2011).

Результаты настоящей работы представлены на конкурсах и выставках и награждены 1 дипломом и 2 золотыми медалями.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов к результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 15 таблиц. Список литературы включает 159 наименований, в том числе 23 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В« »ведении обоснована актуальность темы и определены основные направления, цель и задачи диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость исследований.

В первой главе отображены основные области применения СОг-экстрактов в промышленности. Рассмотрены современные способы и оборудование для экстрагирования из сырья растительного происхождения. Проанализированы существующие кинетические закономерности и математические модели процесса экстрагирования из растительного сырья. На основе проведённого анализа обоснован выбор объектов исследования и сформулированы задачи работы.

Во второй главе приведены данные по физико-механическим показателям сырья: для условий опытов получены значения насыпной плотности и порозности слоя. Изложены результаты экспериментальных исследований кинетики экстрагирования из ячменя, желудей и цикория, предварительно высушенных, обжаренных перегретым паром до влажности 10 % и измельчённых в крупку со средним диаметром 0,9 мм и в лепесток со средней толщиной 0,15 мм.

Более интенсивное экстрагирование наблюдается для всех видов сырья, измельчённых в лепесток вследствие более развитой поверхности контакта фаз и очень малой его толщины, которая определяет уменьшение извилистости капилляров (рис. 1 - 3).

Врем* вкстрягарозгиия, мин Врем* экстрагирования, мин

Рис. 1. Зависимость извлечения экстрак- Рис. 2. Зависимость извлечения экстрактивных веществ от времени экстрагирова- тивных веществ от времени экстрагирования г для ячменной крупки й?с/,=0,9 мм(1) ния Т для крупки желудя с!.ср =0,9 мм (1)

и ячменных лепестков 8ср =0,15 мм (2). и лепестков желудя 8ср =0,15 мм (2).

2

.....к А

/ 1

/ у

/

Время экстрагирования, 1<пш

Рис. 3. Зависимость извлечения экстрактивных веществ от времени экстрагирования г для крупки цикория с1ср=0,9 мм (1)

и лепестков цикория 8ср =0,15 мм (2).

Для всех видов измельчённого сырья процесс протекает таким образом, что изначально выделяются ароматические фракции, затем витаминные, после чего жирные кислоты.

Из рис. 1 - 3 видно, что в течение 32 мин происходит интенсивное извлечение экстрактивных веществ, поскольку обработка жидкой двуокисью углерода проводилась из частично разрушенных клеток материала. Далее в оставшиеся 15 мин процесс замедлялся и уже к

отметке 37 мин прирост экстрактивных веществ становился ещё более незначительным, что позволяет утверждать о технологической и энергетической нерациональности дальнейшего экстрагирования. Таким образом, продолжительность экстрагирования сырья можно принять равной 37 мин.

На основе уравнения, описывающего распределение экстрактивных веществ в объёме частицы в совокупности с краевыми условиями, получены зависимости, позволяющие рассчитать коэффициенты диффузии:

- для неограниченной пластины:

о =

9,21/?

• для шара:

2,3/?

С -с'}

п2т

Сл С»

(1)

(2)

ТС" )

Уравнения (1) и (2) пригодны для расчёта коэффициентов диффузии при использовании других экстрагентов, а также при иных условиях проведения процесса.

Характер изменения коэффициента диффузии во времени не противоречит современным представлениям о механизме экстрагирования из растительного сырья пористой структуры (рис. 4 - 6).

Ёреыя экстрагирования г, с Рис. 5. Зависимость коэффициента диффузии £> от времени г для плодов жёлудя 1- крупка, с1ср =0.9 мм; 2 - лепесток, 6ср =0,15 мм.

Рис 6. Зависимость коэффициента диффузии I) от времени Г для корней

цикория: 1- крупка, с1ср =0,9 мм; 2 -

лепесток,^ =0,15 мм.

Из рис. 4-6 видно, что коэффициент диффузии существенно возрастает в течение 840 с (14 мин.), а затем снижается (в 2-3 раза). После 1920 с (32 мин) от начала процесса коэффициент диффузии снижается менее резко, Значительное повышение коэффициента диффузии в начале процесса экстрагирования, включающим стадию пропитки, связано с неравномерностью распределения извлекаемых компонентов для начальных участков капилляров. Для всех видов сырья, выбранных в качестве объектов исследования и измельчённых в крупку и лепесток, максимальному значению коэффициента диффузии соответствует одно и то же время 840 с (14 мин.). По истечении примерно 2200 с (36,6 мин) его величина остаётся практически постоянной.

Значения коэффициента диффузии выше для сырья, измельчённого в крупку, нежели в лепесток. Это объясняется тем, что незначительная толщина лепестка приводит к уменьшению извилистости капилляров, уменьшению пути веществ, диффундирующих из глубины капилляров к поверхности материала и, следовательно, к снижению внутридиффузионного сопротивления.

Враля экстр агароеакия г, с

Рис. 4. Зависимость коэффициента диффузии D от времени т для зерен ячменя: 1-крупка, dcp =0,9 мм; 2 - лепесток, 8ср =0,15 мм.

о" 218 |

& 13.10-«

3

£ мо"" §

I

I ^

Л' ^оЧ

/ / \ \ 1

/ о4 7 \ О V

/ /

Г -а__ /

V--с

J03 10С0 IXQ

я экстрагирована г, с

Экстрагогг

В третьей главе построены математические модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы и неограниченной пластины.

Для сферы разбивали процесс извлечения целевого компонента из пористой среды на две стадии. На первой стадии компонент присутствует во всём объёме слоя, г < г0. На второй стадии при г > г0 объем слоя включает две зоны: зону О <&)<&>(,, в которой целевой компонент отсутствует, и зону ео0 < а < °о, в которой он имеется. Положение границы между зонами зависит от времени <щ .

Расчётная схема движения жидкого экстрагента в реакторе через неподвижный слой пористых частиц в процессе С02-экстрагирования представлена на рис. 7. Для первой стадии (т < т0) граничные условия к уравнениям (3), (4) представлены уравнениями (5), (6) и (7).

Рис. 7 Схема движения жидкого экстрагента в реакторе через неподвижный слон пористых частиц в процессе С02-экстрагирован ия

^Маз^Ёв.

да> тп дт

С,=С„ +

0; 2 д({\

-а—ф--р- = 0;

т„Вг„ от

Ч\(са, г) = 1 при т = 0; С,(¿и,г) = С0 при а - 0 ;

6 2 3

(3)

(4) (5),(6)

(7)

Тогда из выражения (7) найдём время полного извлечения экстракта в начальном сечении слоя т0, при этом приняв = 0 :

Тп ="

Мл

пг„(С„-С0)

1

I

32И„ 6/7

(8)

Вторая стадия процесса (г > г0) описывается той же системой уравнений (3), (4) с граничными условиями

С1(а0,т) = С0; йЦ,г) = С0. (9),(10)

Положение линии разделения зон:

co0=-JL—-<r-r0).

Mr.

В итоге, из соотношения (8), (11) следует, что конечное время тк полного освобождения слоя от вещества равно (г; =!):

,6 3BL

Ма

R (1 -е)М0Н

(12)

)(СН-С0)шр D (C„-C0)£VZ

При построении математической модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме неограниченной пластины считаем, что изменение концентрации происходит только в направлении оси Ох (рис. 8).

Рис. 8. К концентрации окружающей среда плоской для неотраниченной пластины (при т = 0; задано С0 = const и

С0'= const).

В результате дифференциальное уравнение примет вид

дС' _ д2С' дт~ Эх2'

(13)

Начальные условия при г = 0:

С=СГ0 = С0-Сж;м(х,0) = Н>- (14)

При заданных условиях процесса экстрагирования задача становится симметричной и начало координат удобнее поместить на оси пластины. Граничные условия на оси и на поверхности пластины:

Г (дС\

х = 0; - = 0 (отсутствие концентрационного потока);

V дх

(дС'Л В

x = R; - = ——С'х^л (массоотдача с поверхности).

I Кёх )X=R Л,„

(15)

После подстановки -и разделения переменных получаем два уравнен™. Проинтегрировав их, получим частные решения:

2

<р(т) = Схе~°'к г; ц/(х) = С2 йх\(кх) + С3 со%(кх).

Общее решение уравнения (13) примет вид:

С'(х,т) = [С2 sin(fcc) + С3 cos(fe)]-C,e'

Дифференциальное уравнение (13) совместно с начальными (14) и граничными условиями (15) однозначно формулирует поставленную задачу и даёт искомое распределение концентрации в плоской пластине.

Окончательное выражение для ноля концентраций, позволяющее получить значение концентрации в любой точке пластины для любого момента времени, имеет вид: 251П ¿г„

е= I

-С08^)ехр(-^0,я). (17)

»■-о (А'„ + атасов/(„) При условии быстросходящегося ряда Фурье, пренебрегаем всеми членами кроме первого. После логарифмирования полученного выражения, запишем относительно Фурье:

=4ч Л

1 яг©

1

(18)

п V'1 у

Выражаем из массообмениого числа Фурье время, необходимое для полного извлечения экстрактизных веществ из плоской неограниченной пластины:

г. =| — | ±1п|

2К п

1

(19)

Результаты верификации моделей с экспериментальными данными для исследованных форм сырья свидетельствуют о их адекватности (рис. 9, 10).

с,■«

ЧГ-»

/

/ . /

/ /

с Л

/

/

/

/

С 10 20 X 40 50 Время акетрагароелоп г, мин

Рис 9. Кривые экстрагирования жидким диоксидом углерода экстрактивных веществ из корней цикория (крупка): — расчетные данные, о экспериментальные данные.

О 10 20 Я) в 30

Врешя экстрггнроваоы 1,

Рис. 10. Кривые экстрагирования жидким диоксидом углерода экстрактивных веществ кз корней цикория (лепесток): — расчетные данные, о экспериментальные данные.

В четвёртой главе исследованы аромат и химический состав С02-экстрактов и шротов.

«Визуальные отпечатки» сигналов всех сенсоров приведены на

Рис. 13. Проба 2-Ячмень Рис. 14. Проба 3 - Цикорий

Установлено, что по особенностям геометрии «визуальных отпечатков» максимумов наиболее сложный и богатый состав равновесных газовых фаз (РГФ) над экстрактом цикория, интенсивность аромата у проб ячменя и желудей менее выражена и близка друг другу. Содержание детектируемых «электронным носом» соединений над экстрактом цикория больше в 2,6 раза, чем над экстрактом ячменя и в 2,4 раза, чем над экстрактом жёлудя. Экстракт жёлудя в наибольшей степени обеднён полярными органическими соединениями, на которые настроен массив сенсоров, тон аромата можно характеризовать, как наиболее лёгкий, содержащих минимальное количество фенольных, азот-, серосодержащих соединений, эфирных масел, меньше всего сложных эфиров, средиеполярных соединений, но больше легколетучих аминов.

Похожесть геометрии «визуальных отпечатков» максимумов для анализируемых проб 1 и 2, тем не менее, не позволяет говорить об идентичности состава РГФ над ними.

Установлено, что наименьшее содержание всех веществ, в том числе полярных, фенольных, среднеполярных, содержится в равновесных газовых фазах (РГФ) над пробой 2. Аромат этой пробы можно охарактеризовать как «лёгкий», быстрый, без устойчивого восприятия

12

после вдыхания. Для остальных проб характерны кинетические «визуальные отпечатки», которые отличаются как по особенностям геометрии (формы), так и по площади. На5людаются некоторые особенности в распределении сигналов сенсоров во времени, которые характерны для лёгких и тяжёлых гомологии аминов, спиртов, эфиров соответственно. Очевидно, что состав РГФ для проб 1, 2 и 3 различается значительно.

Результаты органолептнческих и физико-химических показателей качества ССЬ-экстрактов приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Органолептические и физико-химические показатели качества СОг-зкстрактов.

Назгхггэ- Зэшх ВГУС З&ССОКЯ Псшетгл Плотюсть КислоТЕМ РлСТБОрП-

512КС0;- т. ЛСЛ2 ИЗТЕ, лрмомле- «дело, ыт МССЬ

нг трапа ХОНт б растят, мзеле, гукнагр«-ггнтн (1:10>

^слага- Остро

ет гщ- грушз зьгй тэ^ьетЗ

£ССГЬЛ 51,6 СЬЛ5£2

Цякорся светло р;л£г?сго шла л^зесгск 100 спргньП 1,4645 С, 590 24 СО.ТЫХ

П11ХП2' кгль сгсп> крзчае- хруща ^СГССГСЕ Харапер- ШЙ г ьср«т*- Сзяый гетчетл'г! 1,4510 0.155 32 СО.ТНЗЯ

Ягйтр га-

сшзза- ЕНЗ"

ГУСПОТ 99,92

■йт-дгЕЬ гсдоагт-локорта-:«- легкю5 100 I С.940 л* полки

Основными действующими веществами, обладающими иммуностимулирующей активностью, являются аминокислоты. Их обнаружено в шроте 17, в том числе все незаменимые (валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, цистин, треонин, фенилаланин, тирозин). Помимо этого, в нём содержатся макро- и микроэлементы (кальций, калий, фосфор, железо), сырой протеин и жиры.

В пятой главе разработана аппаратурно-технологическая схема получения СО:-экстрактоз. Описана установка для экстрагирования биологически активных зеществ из растительного сырья диоксидом

углерода (рис. 13) и конструкция опытно-промышленного экстрактора с псевдоожиженным слоем (рис. 14).

- 1 —гишЛ СOi

-e~t>- ск-сог

м&браг «»«СО: -Э

А евгмеж^мк | | | | | | j | | |

ТТ1.....ГТТГ

Рис. 13. Схема установки для экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья диоксидом углерода: 1 - плунжерный насос высокого давления; 2 - испаритель, 3 - экстрактор ; 4 - дроссельный вентиль; 5 - подогреватель; 6 - сепаратор;

7 - блок конденсаторов;

8 - регулирующий клапан;

9 - буферная ёмкость; 10 -запорно-регулирующий вентиль; ТТ, РТ, FT -датчики температуры, давления и датчик»; расхода соответственно; термометры сопротивления ТСМ-0503 для измерения температуры, манометры ОБМ-1006 для измерения избыточного давления; И, 12, 13, 14, 15, 16, ¥ - регулирующие клапаны; логометры с сигнализирующим устройством ЛР-64-02; МВА8 - модуль ввода аналоговый; МВУ8 - модуль вывода управляющий;

MPI - модуль расширения; ТРМ151 -микропроцессорный контроллер; RS-485, RS-232 - типы сети обмена данными, АСЗ - адаптер сети; М. - управляющий компьютер; - принтер; А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К - входные каналы управления; а, б, в, г, д, е, ж - выходные каналы управления.

Установка (рис. 13) относится к области получения С02-экстрактов и может быть использована в пищевой и смежных отраслях промышленности для обработки пряно-ароматического, витаминного и лекарственного растительног о сырья жидким СО-..

У!

Рис. 14. Принципиальная схема опытно-промышленной установки: 1-корпус; 2-крышка; 3...6, 11, 12, 15, 17, 24. .26-патрубки; 7-смотровой люк; 8-юздушная труба; 9-разделитель; 10-рубашка; 13*перколятор; 14-сменнэя сетчатая крышка, ¡6-размыватель; 18-осевои насос; 19-термометр; 20-пробный кран, 21-водомерное стекло, 22-поверхностный конденсатор, 23-сборник конденсата; 27-электродвигатель АИР80А4 (1,1 кВт, 1500 об/мин); 28-преобразователь частоты ЕЗ-8100; 29-измеритель-регулятор

- двухканальный ОВЕН 2ТРМ1; / 30-термопара ТПК004; 31-датчик уровня емкостной ДУЕ-1; 32-уровнемер ДУЕ-1.

Экстрактор с псев-

доожиженным слоем (рис. 14) эффективен для

получения экстрактов из сырья растительного происхождения, а также из вторичного сырья(шрота).

Представлена методика расчёта С02-экстрактора. Приведён расчёт экономического эффекта от использования результатов работы.

1. Полученные данные по насыпной плотности и порозности использовались при построении математических моделей и в инженерных расчётах.

Выявлены кинетические закономерности процесса экстрагирования жидким диоксидом углерода из зёрен ячменя, желудей и корней цикория в зависимости от формы материала. Более интенсивное экстрагирование наблюдается для всех видов сырья, измельчённых в лепестки вследствие более развитой поверхности контакта фаз и очень малой толщиной лепестка, которая определяет уменьшение извилистости капилляров. Рациональными режимами экстрагирования являются: температура экстрагента t = 20 °С, давление экстрагента р = 5729 кПа.

2. Получены универсальные уравнения, позволяющие рассчитать коэффициенты диффузии для материалов различной геометрической формы.

Основные выводы и результаты:

3. Выполнено исследование влияния геометрических параметров частиц в форме крупки и лепестка на неравномерность полей концентраций. Модели позволяют с высокой точностью вычислить время пропитки сырья, а также текущее время и продолжительность процесса, реализуемого под давлением. Результаты верификации моделей с экспериментальными данными свидетельствуют о их адекватности.

4. Исследования аромата и физико-химических показателей СОг-экстрактов из ячменя, желудей и цикория с применением современных методов химического анализа показали, что они имеют высокое качество.

Экстракты и шрот после С02-экстрагировзния, являющийся ценным вторичным сырьём, целесообразно использовать в качестве обогатителей продуктов в различных отраслях пищевой промышленности и организовать безотходную технологию.

5. Разработана аппаратурно-технологическая схема непрерывного действия для получения С02-экстрактов из сырья растительного происхождения, измельчённого в форму крупки или лепестка.

6. Разработана методика инженерного расчёта процесса С02-экстргирования из сырья растительного происхождения, представляющий практический интерес для проектировщиков.

Суммарный экономический эффект от использования 100 кг С02-экстрактов составил 1028,4 тыс. руб.

Условные обозначения

¿ср- средний диаметр крупки, мм; 8ср - средняя толщина лепестка, мм; е - порочность слоя; О - коэффициент диффузии, м*/с; с - концентрация диффундирующего вещества, % масс; С( - концентрация растворенного вещества во внешней среде, %; С0 - начальная концентрация, %; Сж - концентрация окружающей среды, %; С - усреднённая по объему концентрация, %; г - время, мин, Л - размер тела (для пластины - половина ее толщины, для шара - радиус), м; г0 - начально? время, мин, начальное и

конечное время, характеризующее границу между зонами, мин; Л/0 - начальное массо-содержание единицы объема слоя, кг, та - массообменный критерий Бно; '/>¡,1 - параметры; тр - пористость частицы в области диффузии; с„ - концентрация насыщения раствора, %; тк - конечное время полного освобождения слоя материма от зещества, мин; Я - высота слоя, м; - скорость движения двуокиси углерода сквозь слой, м/с; С0\С'- начальный и текущий концентрационный капор, кг/м'; х - координата; ц- вязкость жидкости в капилляре, Па с; /;0 - химический потенциал; /?- коэффици-

ент массоотдгчл, кг/(м2с), Я„ - коэффициент мгссопроводности, м2/с; <р{г),ч/(х) - переменные; CbC2,Cj я к - постоянные, //„ - число ряда Фурье; Fom- массообменннй критерий Ф>рье; X - точка поверхности; 0-поле концентраций.

Основные положения диссертации опубликованы

в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Шишацкий Ю.И. Миграция экстрагента в пористую структуру растительной ткани [Текст] / Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, С.Ю. Плюха, Е.И. Голубятников // Хранение и переработка сельхозсы-рья. - 2011. - №5. - С. 40-42.

2. Шишацкий Ю.И. Определение коэффициента диффузии экстрактивных веществ в сырье растительного происхождения при экстрагировании диоксидом углерода [Текст] / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха, // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского, Тамбов - 2011. - №4. - С. 95-101.

3. Плюха C.IO. Кинетические закономерности экстрагирования из растительного сырья жидким диоксидом углерода [Текст] / С.Ю. Плюха, Ю.И. Шишацкий // Вопросы современной науки и прак-гики. Университет им. В.И. Вернадского, Тамбов. - 2011. - №4. -С.425-430.

4. Шишацкий Ю.И. Математическая модель процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы [Текст] / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха // Вестник воронежского государственного университета инженерных технологий, Воронеж, ВГУИТ - 2012 -№1. - С.68-72.

Статьи и материалы конференций

5. Плюха С.Ю. Использование диоксида углерода при экстрагировании растительного сырья [Текст] / С.Ю. Плюха, C.B. Лавров // Материалы I всероссийской студенческой научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности России», СевКавГТУ. -Ставрополь. - 2009. - С. 97.

6. Шишацкий Ю.И. Об аппаратурном оформлении процесса экстрагирования из растительного и животного сырья диоксидом углерода [Текст] / Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, С.Ю. Плюха, Г.И. Касьянов, A.A. Запорожский, B.C. Коробицин // Материалы международной научно-практической конференции «Теория и практика суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья», КубГТУ, Краснодар, - 2009. - С. 186-190.

7. Шишацкий Ю.И. Об экстрагировании растительного и животного сырья жидким диоксидом углерода [Текст] / Ю.И. Шишацкий,

17

Г.И. Касьянов, C.B. Лавров, С.Ю. Плюха, // Материалы III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности» - Воронеж, ВГТА. - 2009. - Том 2. - С. 151 -152.

8. Плюха С.Ю. О целесообразности экстрагирования растительного сырья диоксидом углерода [Текст] / С.Ю. Плюха // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 год Воронеж, ВГТА. - 2010. - Часть 2. - С.72.

9. Шишацкий Ю.И. Повышение эффективности процесса экстрагирования диоксидом углерода [Текст] / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 год Воронеж, ВГТА. - 2010. - Часть 2. - С.70.

10. Плюха С.Ю. Совершенствование техники и технологии С02 - экстрагирования в системе твердое тело - жидкость [Текст] / С.Ю. Плюха, Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, Г.И. Касьянов, A.A. Запорожский, B.C. Коробицин // Материалы IV международной конференции «Экстракция органических соединений» - Воронеж, ВГТА,- 2010. -С.103.

11. Шишацкий Ю.И. Особенности экстрагирования в системе твердое тело - жидкость [Текст] / Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, H.H. Яковлев, С.Ю. Плюха // Материалы IV международной конференции «Экстракция органических соединений» - Воронеж, ВГТА. -2010.-С.58.

12. Плюха С.Ю. Характеристика диоксида углерода как экстра-гента [Текст] / С.Ю. Плюха // XLIX отчётная конференция за 2010 год «Создание технологической платформы в сфере пищевых и химических технологий» - Воронеж, ВГТА. - 2011. - Часть 2. - С.бб-68.

13. Шишацкий Ю.И. О переносе вещества в капиллярно-пористом теле в системе твердое тело-жидкость [Текст] / Ю.И. Шишацкий, Е.И. Мельникова, С.Ю. Плюха, Е.В. Кузьмин, М.И. Самойлова // XLIX отчётная конференция за 2010 год «Создание технологической платформы в сфере пишевых и химических технологий»

- Воронеж, BITA. - 2011. - Часть 2. - С.69-70.

14. Шишацкий Ю.И. Кинетика извлечения экстрактивных веществ из зёрен ячменя жидким диоксидом углерода [Текст] / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха // Материалы международной научно-технической интернет-конференции «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах» - ЭПАХПП-2011.

- Воронеж, ВГТА. - 2011. - С.395-399.

15. Плюха С.Ю. О целесообразности использования шротов как вторично ю сырья растительного происхождения [Текст] /

С.Ю. Плюха, С.С. Иванов, Ю.И. Шишацкнй // Материалы международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов инновационный потенциал и перспективы развития» - Воронеж: ВГУИТ, 2011. -С. 448-450.

16. Плюха С.Ю. Аппаратурно-технологическая схема получения С02-экстрактов из сырья растительного происхождения [Текст] / С.Ю. Плюха, Ю.И. Шишацкий // Материалы международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов инновационный потенциал и перспективы развития» - Воронеж: ВГУИТ, 2011. - С. 243-246.

Патент

17. Пат. 2427409 Российская Федерация, МПК В 01 D 11/02, С 12 G 3/06. Экстракционная установка [Текст] / Ю.И. Шншацкий, Г.В. Агафонов, H.H. Яковлев, C.B. Лавров, С.Ю. Плюха; патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия (Россия). - № 2010102050/05, заявл. 22.01.2010; опубл. 27.08.2011; Бюл. № 24 // Открытия. Изобретения. - 2011. - № 24.

Подписано в печап, 13.04. 2012. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 90

ФГБОУВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

(ФГБОУВПО«ВГУИТ») Отдел полиграфии ФГБОУВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полшрафии: 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

Условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Современное состояние теории, техники и технологии экстрагирования из сырья растительного происхождения.

1.1. Характеристика диоксида углерода как экстрагента.

1.2. Характеристика растительного сырья как объекта экстрагирования.

1.3. Механизм экстрагирования из сырья растительного происхождения.

1.4. Современные способы и оборудование для проведения процесса экстрагирования из растительного сырья. Кинетические закономерности экстрагирования в системах твёрдое тело-жидкость.

1.5. Выводы по главе. Общая схема исследований.

Глава 2. Экспериментальное исследование процесса извлечения экстрактивных веществ из ячменя, желудей и цикория диоксидом углерода.

2.1. Подготовка сырья к экстрагированию.

2.2. Исследование физико-механических показателей сырья.

2.3. Экспериментальная установка и методика проведения исследований.

2.4. Кинетика извлечения экстрактивных веществ из сырья растительного происхождения.

2.5. Определение коэффициента диффузии экстрактивных веществ в сырье растительного происхождения.

2.6. Выводы по главе.

Глава 3. Математическое описание процесса экстрагирования из растительного сырья различной геометрической формы.

3.1. Математическая модель процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы.

3.2. Математическое описание процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме неограниченной пластины.

3.3. Выводы по главе.

Глава 4. Качественная оценка СОг-экстрактов и шрота.

4.1. Исследование аромата С02-экстрактов на анализаторе запахов «МАГ-8» с методологией «Электронный нос».92 [

4.2. Исследование химического состава СОг-экстрактов.100 ■

4.3. Химический состав шрота ячменя, желудей, цикория.

4.4. Обоснование области применения СОг-экстрактов и шрота.

4.5. Выводы по главе.

Глава 5. Практическое использование основных результатов работы.

5.1. Аппаратурно-технологическая схема производства С02-экстрактов.

5.2. Обоснование практической новизны работы.

5.3. Инженерная методика расчёта СОг-экстрактора.

5.4. Расчет экономического эффекта от использования С02-экстрактов.

5.5. Выводы по главе.128 ;

Значительное количество новых научных разработок посвящено концепции сбалансированного питания. Такое питание обеспечивает нормальный рост и развитие человека. Продукты питания влияют на обменные реакции, лежащие в основе функционирования клеток, отдельных органов, всего организма человека. Особое внимание при этом привлекают незаменимые компоненты пищи, витамины и микроэлементы.

Существующие технологии и оборудование для извлечения и концентрирования биологически активных веществ и пищевых добавок из сырья растительного происхождения приводят к заметным негативным изменениям химического состава термолабильных компонентов.

В настоящее время установлено, что использование технологии экстрагирования диоксидом углерода обеспечивает извлечение из растительного сырья практически всего комплекса биологически активных веществ. Однако зачастую С02-экстракты оказываются достаточно дорогими, а их состав нестабильным, продолжительность процесса извлечения ценных компонентов из сырья довольно длительна. В тоже время необходимо расширять номенклатуру диоксид-углеродных экстрактов за счёт экстрагирования разнообразного растительного сырья с ценным химическим составом.

Существенный вклад в теорию, технологию, разработку процессов и оборудования для получения и применения СОг-экстрактов внесли Б.С. Алаев, Л.Г. Александров, В.Э. Банашек, P.A. Блягоз, A.A. Запорожский, В.А. Кармазин, Г.И. Касьянов, Е.П. Кошевой, Б.И. Леончик, В.А. Ломачинский, Я.С. Мееров, A.B. Пехов, Т.К. Рослякова, Т.И. Тимофеенко, Р.И. Шаззо и др.

Зёрна ячменя, жёлуди и корни цикория являются носителями ценных природных эфиромасличных компонентов, представляющих практический интерес при производстве биологически активных веществ, которые, в свою очередь, достойны широкого применения в различных областях современной пищевой промышленности, медицине и парфюмерном производстве.

Таким образом, актуальным является развитие научных основ процесса СЮ2-экстрагирования, что позволит повышать эффективность работы экстракционных установок и организовать производство природных экологически чистых эфирных масел высокого качества.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры промышленной энергетики ВГУИТ на 2011 - 2015 гг. «Исследование процессов тепломассообмена, повышение эффективности технологического оборудования и энергоиспользования» (№ гос. регистрации 01.1.302.210.15).

Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы является разработка и научное обоснование способа экстрагирования из ячменя, желудей и цикория жидким диоксидом углерода, обеспечивающего высокое качество и максимальный выход экстракта.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследовать физико-механические показатели сырья;

- изучить кинетику извлечения экстрактивных веществ из сырья растительного происхождения;

- определить коэффициент диффузии экстрактивных веществ в сырье;

- построить математические модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы и неограниченной пластины;

- исследовать химический состав С02-экстрактов и шротов; разработать аппаратурно-технологическую схему производства С02-экстрактов и методику расчёта С02-экстрактора.

Научная новизна. В процессе проведения исследований установлены следующие результаты и закономерности.

Обоснована эффективность комплексного подхода к решению проблемы экстрагирования из ячменя, желудей и цикория, включающего известные технологические приемы и новые технические решения.

Обобщены полученные результаты по физико-механическим показателям сырья.

Выявлены кинетические закономерности процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья растительного происхождения.

Получены универсальные уравнения, позволяющие рассчитать коэффициенты диффузии экстрактивных веществ в материалах различной ' формы.

Построены математические модели процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы и неограниченной пластины, позволяющие с высокой точностью определить значения концентраций и продолжительность процесса, а также разработать методику инженерного расчёта экстрактора.

Практическая ценность: 1) рациональные технологические параметры процесса экстрагирования из сырья растительного происхождения жидким диоксидом углерода; 2) универсальные уравнения для определения коэффициента диффузии экстрактивных веществ в растительном сырье; 3) комплексное исследование аромата и физико-химических показателей качества С02-экстрактов с применением современных методов химического анализа; 4) аппаратурно-технологическая схема получения ССЬ-экстрактов; 5) установка для экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья диоксидом углерода; 6) конструкция экстрактора с перемешиванием дисперсной фазы в псевдоожиженном слое; 7) методика и программа расчёта С02-экстрактора.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежском государственном университете инженерных технологий (ранее ВГТА) (с 2009 по 2012 гг.); на I всероссийской студенческой научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности России» (Ставрополь, 2009); на международной научно-практической конференции «Теория и практика суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья» (Краснодар, 2009); на международной научно

9 г технической конференции «Инновационные технологии и оборудование ДЛЯ пищевой промышленности)» (Воронеж, 2009); на IV международной конференции «Экстракция органических соединений» (Воронеж, 2010); на международной научно-технической интернет-конференции «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах» (Воронеж, 2011); на международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж,

2011). :

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы • и приложения.

Основные выводы и результаты

1. Полученные данные по насыпной плотности и порозности использовались при построении математических моделей и в инженерных расчётах.

Выявлены кинетические закономерности процесса экстрагирования г жидким диоксидом углерода из зёрен ячменя, желудей и корней цикория в \ зависимости от формы материала. Более интенсивное экстрагирование наблюдается для всех видов сырья, измельчённых в лепестки вследствие более развитой поверхности контакта фаз и очень малой толщиной лепестка, которая определяет уменьшение извилистости капилляров. Рациональными режимами экстрагирования являются: температура экстрагента I = 20 °С, давление экстрагента р = 5729 кПа.

2. Получены универсальные уравнения позволяющие рассчитать коэффициенты диффузии для материалов различной геометрической формы. <

3. Выполнено исследование влияния геометрических параметров частиц в ' форме крупки и лепестка на неравномерность полей концентраций. Модели позволяют с высокой точностью вычислить время пропитки сырья, а также текущее время и продолжительность процесса, реализуемого под давлением. Результаты верификации моделей с экспериментальными данными свидетельствуют о их адекватности.

4. Исследования аромата и физико-химических показателей состава С02-экстрактов из ячменя, желудей и цикория с применением современных методов химического анализа показали, что экстракты имеют высокое качество. '

Экстракты и шрот после С02-экстрагирования, являющийся ценным вторичным сырьём, целесообразно использовать в качестве обогатителей продуктов в различных отраслях пищевой промышленности и организовать безотходную технологию.

5. Разработана аппаратурно-технологическая схема непрерывного действия для получения СОг-экстрактов из сырья растительного происхождения, измельчённого в форму крупки или лепестка.

6. Разработана методика инженерного расчёта процесса С02-экстргирования из сырья растительного происхождения, представляющий практический интерес для проектировщиков.

Суммарный экономический эффект от использования 100 кг С02-экстрактов составил 1028,4 тыс. руб.

1. Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование (система твердое тело - жидкость). Л.: Химия, 1974. - 256 с.

2. Александров Л.Г. Исследование процесса экстракции веществ из растительного сырья сжиженным углекислым газом. Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н-Краснодар: КНИИХП, 1973. - 23 с.

3. Алимов С.П. Совершенствование оборудования для использования диоксида углерода в современных технологиях // Технические газы. 2009. -№ 3.- С. 65-67.

4. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: издательство стандартов, 1975. - 246 с.

5. Альтшулер М.А. К теории капиллярной пропитки смачивающимися жидкостями пористых материалов с тупиковыми капиллярами // Коллоидный ж., 1961. -т. 39. №6. - С.1142-1155.

6. Бахвалов Н.С. Численные методы / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 632 с.

7. Белобородов В.В. и др. // Тепломассообмен. ММФ: Тез. докл., секция II. Минск, 1988. с. 16-18.

8. Белобородов В.В. Экстрагирование из твердых материалов в электромагнитном поле сверхвысоких частот // Инж.-физ. журн. 1999. Т. 72, № 1.-С. 141-146.

9. Белоглазов И.Н. Твердофазные экстракторы. Л., Химия, 1985. - 240 с.

10. Бесчаснюк Е.М., Дячок В.В., Кучер О.В., Бойко В.А. Математическая модель процесса экстрагирования из растительного сырья // Изд. ФАРМАКОМ. Львов, 2003. -№1.

11. Боровикова С.А. и др. К вопросу интенсификации процесса экстракции // Тез. междунар. съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения».СПб.:Изд.Сангик.2001.

12. Быков В.И. Моделирование критических явлений в химической кинетике / Предис. и послесл. Г.Г. Маленецкого. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: КомКнига, 2006. - 328 с.

13. Быков В. // Гилев С., Горбань А. Н. Имитационное моделирование процессов на поверхности твердого тела // Восьмое Всесоюзн. совещ. по кинетике и механизму хим. реакций в тв. теле. Черноголовка: ИХФ АН СССР, 1982.-С. 133-134.

14. Быков В. И., Добронец Б. С. К интервальному аналицу уравнений химической кинетики // Математические проблемы химической кинетики. Новосибирск: Наука, 1989. С. 226-232.

15. Быков В. К, Саркисян Г. П. Механизмы нелинейной диффузии и качественные свойства уравнений «кинетика + диффузия» // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Математические методы в химии» (ММХ-5). Грозный, 1985.-С. 10-11.

16. Ветров П.П. Экстрагирование природных веществ из растительного сырья сжиженными газами // Технология и стандартизация лекарств: сб. научных трудов ГНЦЛС. Харьков, 1996. С. 220-232.

17. Влчек Вацлав, Эмке Иоахим. Совершенствование технологий производства арматуры для технических газов// Технические газы. 2009.-№ 3. - С. 69-72.

18. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике Текст. / М.Я. Выгодский. М.: ACT: Астрель, 2006. - 991 с. ил.

19. Герасименко В.В. Производство диоксида углерода на спиртовых заводах. М.: Пищ. промышленность, 1980. - 212 с.

20. Гершал В.А., Фридман A.M. Ультразвуковая технологическая аппаратура. -М.: Энергия. 1976. 319 с.

21. Гупало Ю.П., Полянин А.Д., Рязанцев Ю.С. Массотеплообмен реагирующих частиц с протоком. М.: Наука, 1985. - 336 с.

22. Государственная фармакопея СССР М. - 1990. - 392 с.

23. Дерягин Б.В., Чудаев Н.В. Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985. - 398 с.

24. Джаруллаев Д.С., Алиев A.M., Расулов Э.М., Гасанов

25. Р.З. Экспериментальная установка сверхкритической С02-экстракции // <г

26. Пищевая промышленность. 2007. №9. \

27. Дильман В.В., Кронберг А.Е. // Хим. промышленность. 1983. № 8. -С. 464-470.

28. Дильман В.В., Кронберг А.Е // Теор. основы хим. технол. 1983. Т. 17, № 5. С. 614-629.

29. Добронец, Б.С. Интервальная математика: Учебн. пособие. Красноярск: КГУ, 2004. с.216.

30. Долинский, A.A. Использование принципа дискретно-импульсноговвода энергии для создания эффективных энергосберегающих технологий // Инж.-физ. журн. 1996. Т. 69, № 6. с.35-43. !

31. Долинский A.A., Басок Б.И., Гулай С.И. и др. Дискретно-импульсный ввод энергии в теплотехнологиях. Киев: ИТТФ НАНУ, 1996. 206 с.

32. Долинский A.A., Иваницкий Г.К. Принципы разработки новых энергосберегающих технологий и оборудования на основе методов дискретно-импульсного ввода энергии Текст. // Пром. теплотехника 1997.Т. 19,№6-С.5-9.

33. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии:г

34. Учебник для вузов. М.: Химия, 1992. Ч. 1. 416 е.; Ч. 2. 384 с.

35. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: ^ Учебник для вузов. Изд. 2-е. в 2-х кн. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. 368 е.: ил.

36. Езау К. Анатомия семян. (Пер. с английского) Т. 1,2. - М.: Мир, 1980. -С.53-58.

37. Зильфикаров И.Н., Челомбитько В.А., Алиев A.M. Обработка лекарственного растительного сырья сжиженными газами и сверхкритическими флюидами. Пятигорск, 2007. 244 с.

38. Золотокопова C.B., Касьянов Г.И., Микулин H.A. Перспективные методы утилизации и использования диоксида углерода. В сб. матер. Научно-практ. конф. - Астрахань: АГТУ, 2001. - С. 205-207.

39. Иванов Е.В., Швырев М.В., Минина С.А и др. Способ экстрагирования лекарственного растительного сырья в планетарном аппарате // Хим.-фарм. журн. 2004. Т. 38, № 11. С. 29-32.

40. Ильин, В.Б. Элементарный химический состав растений Текст. / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, 1985. - 129 с.

41. Ильченко П.И., Гиш A.A., Лопатин С.Н. Производство С02- экстрактов экономически выгодно. В сб. науч. трудов КНИИХП. Вып. 3. - Краснодар: КНИИХП, 1998. - С. 55-57.

42. Исследование процесса соэкстракции ценных компонентов из растительного сырья / Г.И. Касьянов, Г.А.Сагайдак // Известия вузов. Пищевая технология, №2-3,2004. с. 129-130.

43. Казуб В.Т., Денисенко О.Н., Кудимов Ю.Н. и др. Экстракция биологически активных соединений из растительного сырья импульсными электрическими разрядами. М.: ГНИИЭМП. Вып. 3. Серия «Химико-фармацевтическое производство». 1998. - 27с.

44. Кардашев, Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии Текст. / Г.А. Кардашев. М.: Химия, 1990. - 208 с.

45. Кардашев Г.А., Михайлов Н.Е. Тепломассообменные акустические процессы и аппараты. -М.: Машиностроение. 1973. 239 с.

46. Касьянов Г.И. Анализ технологий пищевой биоиндустрии // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинникова. -2008. Т.4. - № 1. - С. 48-56.

47. Касьянов, Г.И. С02 экстракты: производство и применение Текст. / Под редакцией В.Г. Щербакова. - Краснодар: Экоинвест, 2010. - 176 с.

48. Касьянов Г.И., Боковикова Т.Н., Тарасов В.Е. Диоксид углерода: производство и применение. / Г.И. Касьянов, Т.Н. Боковикова, В.Е. Тарасов. -Краснодар: Экоинвест, 2010. 172 с.

49. Касьянов Г.И., Кизим И.Е., Холодцов М.А. Применение пряно-ароматических и лекартственных растений в пищевой промышленности // Пищевая промышленность, № 5, 2000. С. 33-35.

50. Касьянов Г.И., Пехов A.B., Таран A.A. Натуральные пищевые ароматизаторы С02-экстракты. - М.: Пищевая промышленность, 1978. -176с.

51. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1985. - 148 с.

52. Кафаров В.В., Перов B.J1., Мешалкин В.П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М.: Химия, 1974.-343 с.

53. Каханер Д. Численные методы и программное обеспечение: Пер. с англ. / Д. Каханер, К. Моулер, С. Неш. -2-е изд., стер. М.: Мир, 2001.- 575 с.

54. Корн Г., Корн Т., Справочник по математике.- М.: Наука, 1977. 831 с.

55. Кошевой Е.П., Блягоз Х.Р. Экстракция двуокисью углерода в пищевой технологии.- Майкоп: Майк. гос. тех. ун-т, 2000. 495 с.

56. Курочкина М.И., Лунев В.Я. Удельная поверхность дисперсных материалов. Теория и расчет / Под редакцией П.Г. Романкова. Л.: Изд. ЛГУ, 1980. - 140 с.

57. Кучменко Т.А. Инновационные решения в аналитическом контроле Текст.: учеб. пособие / Т.А. Кучменко/ Воронеж, гос. технол. акад., ООО «СенТех». Воронеж: 2009.- 252 с.

58. Леменовский Д.А., Баграташвили В.Н. Сверхкритические среды. Новые химические реакции и технологии // Соровский образоват. журн. 1999. -№10.-С. 36-41.

59. Леончик Б.И., Касьянов Г.И., Шаззо Р.И. Термовлажностные и низкотемпературные теплотехнологические процессы. М.: МГУПП. 1998. - 104 с.

60. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.

61. Ломачинский В.А. Экстрагирование растительного сырья в аппаратах с промежуточным отжимом (теория и практическое применение). // Хранение и перераб. сельхозсырья. 1995. - № 5, - с. 6-12.

62. Лобасова М. С., Финников К. А., Миловидова и др. Тепломассообмен Электронный ресурс. : курс лекций / М. С. Лобасова, К. А. Финников, Т. А. Миловидова [и др.]. Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 295 с.

63. Ломачинский В.А. Экстрагирование с промежуточным отжимом растительного сырья. М.: АгроНИИТЭИПП. 1995. 24 с.

64. Лыков A.B. и Михайлов Ю.А. Теория тепло и массопереноса Текст. / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. - М.,- Л., Госэнергоиздат, 1963, - 536 с.

65. Лыков A.B. Теория теплопроводности Текст. / A.B. Лыков. М., издательство «Высшая школа», 1967, - 600 с.

66. Магомедов Г.О., Салудаев М.М., Шакалова Е.В., Сиволобова Н.В. Цикорий // Пищевая промышленность. 2003. №10.

67. Макаров, Е.Г. Mathcad. Учебный курс. Текст. // Е.Г. Макаров. Изд. «Питер», 2009. 384 с.

68. Математические методы в химической кинетике / Под ред. В.И. Быкова. Новосибирск: Наука, 1990. 288 с.

69. Молчанов, Г.И. Ультразвук в фармации. М.: Медицина, 1980. - 176 с.

70. Мурадов, М.С. Моделирование процесса экстрагирования красящих веществ из дикорастущего сырья / М.С. Мурадов, В.В. Пиняскин, P.A. ромазанова, Т.Н. Даудова, Д.М. Абдуллатипова, М.Э. Ахмедов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. №8. - С.20-21.

71. Мякиннникова, Е.И. Совершенствование технологического оборудования для С02-экстрагирования / Е.И. Мякиннникова // Известия вузов. Пищевая технология. Краснодар, 2011. №4. - С.94-97.

72. Нечаев, А.П. Пищевая химия. СПб: Гиорд, 2001.

73. Овчинников A.A. Тимашев С.Ф., Белый A.A. Кинетика диффузионно-контролируемых процессов. -М.: Химия, 1986. 288 с.

74. Островский, Г. М. и др. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. / Под ред. Г. М. Островский [и др.]. Ч. II. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. - 916 е., ил.

75. Пат. 20003263 РФ, МКИ А 23 L 1/ 222. / Касьянов Г.И. Способ получения экстракта из пряно-ароматического сырья/ № 5065633/13; Заяв. 13.10.92. Опуб. 30.11.93, Бюл. №43-44.

76. Пат. 2060679 РФ. Способ переработки цикория и линия для его осуществления / Ломачевский В.А., Квасенков Г.И., Опубл. 27.05.96. Бил. №15.

77. Пат. 2176150. Экстракционная установка Текст. / В.М. Харин, Г.В. Агафонов и др.,- 2000106276/13; Заявлено 13.03.2000; Опублик. 27.11.2000 Бюл. № 1.

78. Плюха С.Ю. Кинетические закономерности экстрагирования из растительного сырья жидким диоксидом углерода Текст. / С.Ю. Плюха, Ю.И. Шишацкий // Вопросы современной науки и практики. Университет им.

79. B.И. Вернадского, Тамбов. 2011. - №4. - С.425-430.

80. Плюха С.Ю. О целесообразности использования шротов как вторичного сырья растительного происхождения Текст. / С.Ю. Плюха,

81. C.С. Иванов, Ю.И. Шишацкий // Материалы международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производствепищевого сырья и продуктов инновационный потенциал и перспективы развития» Воронеж: ВГУИТ, 2011. - С. 448-450.

82. Плюха, С.Ю. О целесообразности экстрагирования растительного сырья диоксидом углерода Текст. /С.Ю. Плюха // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 год Воронеж, ВГТА. 2010. - Часть 2. - С.67.

83. Плюха С.Ю. Характеристика диоксида углерода как экстрагента Текст. / С.Ю. Плюха // XLIX отчётная конференция за 2010 год «Создание технологической платформы в сфере пищевых и химических технологий» -Воронеж, ВГТА. 2011. - Часть 2. - С.66-68.

84. Полак JI. С., Гольденберг М. Я., Левицкий А. А. Вычислительные методы в химической кинетике. М.: Наука, 1984. 280 с.

85. Полевой В.В. Физиология растений: Учеб. для биол. спец. вузов. М.: Высш. шк. 1989. - 464 е.: цв. ил.

86. Полянин А.Д. Неполное разделение переменных в нестационарных задачах механики и математической физики. // Доклады РАН, 2000b, т.375, №4.

87. Полянин А.Д. Линейные задачи тепло- массопереноса: общие формулы и результаты. // Теор. основы хим. технологии, 2000с, т.34, №6.

88. Полянин А.Д., Вязьмин A.B., Журов А.И., Казенин Д.А. Справочник по точным решениям уравнений тепло- и массопереноса. М.: Факториал, 1998. - 368 с.

89. Потапов, А.Н. Исследование диффузионных свойств растительных материалов / Потапов А.Н., Лень К.В. // Технология продуктов повышенной пищевой ценности: Сб. науч. раб. / Кемеров. технол. ин-т пищ. пром-ти. Кемерово, 2000. С. 115.

90. Протодьяконов И.О., Люблинская И.Е., Рыжков А.Е. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость твердое тело Текст. / И.О. Протодьяконов, И.Е. Люблинская, А.Е. Рыжков. - Л.: издательство «Химия», 1987. - 336 с. ил.

91. Протодьяконов И.О., Марцулевич H.A., Марков A.B. Явления переноса в процессах химической технологии. Л.:Химия,1981. 264 с.

92. Райхмист Р.Б. Графики функций: Справ, пособие для вузов. М.: Высшая, шк., 1991. - с. 160.: ил.

93. Розоноэр Л. И. Термодинамика необратимых процессов вдали от равновесия // Те рмодинамика и кинетика биологических процессов. М.: Наука, 1980. С. 169-186.

94. Романков П.Г., Курочкина М.И. Экстрагирование из твердых материалов. Л.: Химия, 1983. - 256 с.

95. Романков, П.Г. Массообменные процессы химической технологии (системы с дисперсной твердой фазой) Текст. / П. Г. Романков, В. Ф. Фролов. -Л.: Химия, 1990. 384 с.

96. Романков П.Г. Теплообменные процессы химической технологии Текст. / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1982. - 288 с.

97. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980. 248 с.

98. Румянцев Ю.Д., Калюнов B.C. Холодильная техника. Учеб. для вузов. СПб.: Изд-во «Профессия», 2005. - 360 е., ил.

99. Саканян Е.И. Разработка составов, технологии и методов анализа лекарственных препаратов из растительного сырья: Автореф. дис. фарм. наук. СПб., 1996.-48 с.

100. Саламатова Т.С. Физиология растительной клетки. Л.: изд-во ЛГУ, 1983.- 124 с.

101. Сидоров И.И., Турышева H.A., Фалеева Л.П., Ясюкевич Е.И. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ / И.И. Сидоров, H.A. Турышева, Л.П. Фалеева, Е.И. Ясюкевич. М.: Лёгкая и пищевая пром-сть, 1984, 368 с.

102. Систер Р.Г., Мартынов Ю.В. Принципы повышения эффективности тепломассообменных процессов. Калуга: Изд. Бочкаревой Н.1998. 507 с.

103. Суровцев И.С., Клюкин В.И., Пивоварова Р.П. Нейронные сети. -Воронеж: ВГУ, 1994. 224 с.

104. Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника: теория и практика. -М.: Мир, 1992.

105. Фадеев, Л.Д. (ред.) Математическая физика: Энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия. 1998. - 691 с.

106. Фок Н.В., Мельников М.Я. Сборник задач по химической кинетике: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1982. - 126 е., ил.

107. Фрей-Висслинг А., Мюлеталер К. Ультраструктура растительной клетки. М.: Мир, 1968. - 453 с.

108. Холодниок М., Клич М., Кубичек М., Марек М. Методы анализа нелинейных математических моделей. М.: Мир, 1991. 398 с.

109. Цуранов O.A., Крысин А.Г. Холодильная техника и технология / Под. ред. проф. В.А. Гуляева. СПб. Лидер, 2004. - 448 е.: ил. -(Серия «Учебник для вузов»).

110. Шаззо Р.И., Касьянов Г.И. Технология СОг-обработки сырья растительного и животного происхождения. Хранение и переработка сельхозсырья - 1999.- №3.- с. 10-13.

111. Шаззо Р.И., Касьянов Г.И. Функциональные продукты питания. М.: Колос, 2000. - 248 с.

112. Шаззо Р.И., Касьянов Г.И., Запорожский В.А. Использование газожидкостных технологий в пищевой промышленности // Доклады Россельхозакадемии, 2002. - № 2. - С. 60-62.

113. Шипачев B.C. Высшая математика: Учебник для вузов. 4-е изд., стер. - М.: Высш. шк, 1998. - 479 с.

114. Шишацкий, Ю.И. Математическая модель процесса извлечения экстрактивных веществ из сырья в форме сферы Текст. / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха // Вестник воронежского государственного университета инженерных технологий, Воронеж, ВГУИТ 2012 - С. 68-72.

115. Шишацкий, Ю.И. Миграция экстрагента в пористую структуру растительной ткани Текст. / Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, С.Ю. Плюха,

116. Е.И. Голубятников // Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. - №5. -С.40-42.

117. Шишацкий, Ю.И. Особенности экстрагирования в системе твердое тело жидкость Текст. / Ю.И. Шишацкий, C.B. Лавров, H.H. Яковлев, С.Ю. Плюха // Материалы IV международной конференции «Экстракция органических соединений» - Воронеж, ВГТА. - 2010. - С.58.

118. Шишацкий, Ю.И. Повышение эффективности процесса экстрагирования диоксидом углерода Текст. / Ю.И. Шишацкий, С.Ю. Плюха //

119. Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 год Воронеж, г ВГТА. 2009. - Часть 2. - С.70. \

120. Экстракция сырья легколетучими растворителями / И.М. Федоткин, Г.И. Касьянов, О.Н. Стасьева и др. В сб. трудов КНИИХП «Совершенствование технологии переработки сырья растительного и животного происхождения». - Краснодар: КНИИХП, 2003.

121. Эмануэль Я. А. / Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа, 1984. 464 с.

122. Яньков, В.Ю. Лабораторный практикум по Маткаду. Модуль 3 Моделирование в Маткаде. Для преподавателей, аспирантов и студентов ' технических, технологических И экономических специальностей всех форм | обучения.М., МГУТУ, 2009.

123. Яценко А. А., Корниенко А.В., Жужалова Т.П. Цикорий корнеплодный. Воронеж: ВНИИСС, Издательство «Истоки», 2002.

124. Aleksovski S.A., Sovova Н. Supercritical С02 extraction of Salvia officinalis L. // The Journal of Supercritical Fluids. 2007. V. 40. №2. P. 239-245.

125. Aliev A.M., Stepanov G.V. The visual investigation of solubility of biological active substances // 9th Meeting on Supercritical Fluids. Trieste, Italy, 2004, June,-p.13-16.

126. Anti-bacterial activity of essential oils of Rosmarinus eriocalyx. / Belat- • tar N., Hazarallah D., Mihoubi F., Guendouli W. // 35th IUPAC Congr. Istanbul. -1995. P. 16.

127. Caffeine extraction rates caffee beans with supercritical carbon dioxide / Peker Hulya, Srinivasan M. P., Smith J. M., McCoy Ben J. // Alche Journal 1992.38, №5.

128. Extraction and characterization of Dimorphotheca pluvialis seed oil / Muuse Bart G., Cuperus F. Petrus, Derksen Johannes T.P. // J. Amer. Oil Chem. Soc. -1994.-71. №3. ;

129. Haimour H., Sandall O.C. Molecular diffusivity of hydrogen sulfide in ; water // J. Chem. Eng. Data. 1984, v. 29, N 1. P. 20-22.

130. Johnston, K.P. Supercritical fluid science and technology. 1989. P.l.

131. Machmudah S., Sulaswatty A., Sasaki M., Goto M. J. Supercrit. Fluids. 2006. Vol. 39. P. 30.39.

132. Marcus Y. Are solubility parameters relevant to supercritical fluids? // r

133. J. of Supercritical Fluids.- 2006. Vol. 38. - p.7-12. \\

134. Moyler D. Extraction of Natural Products Using Near-Critical Solvents. -London : Blackie A&P,1993 140 p.

135. Muller B., Reinhardt J. Neural Networks. An introduction. Berlin: Springer* Verlag, 1991. - 266p.

136. Pat 5120558 USA, MKH A 23 L 1/00. Process for the supercritical extraction and frationation of spices. / Nguyen Uy, Evans David A., Berger Dietmar I, Calderon Jaime AM Noras Technologies Inc. № 694255; 28.01.94.

137. Pat 5252729 USA, MKH C 07 J 75/00. 9/00. De Crosta Michelle A., '

138. Kabasa-Kalian Peter, Honold Frederick J.E. Extraction of compounds from plant ma- \terials using supercritical fluids / Schering Corp. № 781468; 24.07.94.

139. Perrut. M. Application des fluides supercritiques. Fluides supercritiques et materiaux. 1992. 372 c.

140. Production of calorie reduced almonds by supercritical extraction / Passey C.A., Gros - Louis M. // J. Supercrit. Fluids. - 1993. - 6, №4;

141. Production of essetial oil by supercritical extraction. / Simandi B., Saw-insky J., Deak A., Kemeny S., Kery A, Then M., Lemberkovics E. // Acta alim. -1993. -№1. -p. 45-81. f

142. Reid R.C., Prausnitz J.M., Sherwood T.K. The Properties of gases and \liquids.- New York: Book Company, 1982. 592p.

143. Rice bran oil extraction by supercritical C02 / Lei Minggang // Shipin kexue Food Sci. - 1993. - №3. - p. 43-45.

144. Schults W.G., Schults T.N., Carlson R.A., Hudson J.S. Pilot Plant Ex-traction with liquid C02// Food Technol. 1984, №6. - p. 32-36.

145. Solubility of fatty acids in supercritical carbon dioxide // J. Amer. Oil Chem. Soc. 1992. -69, №11.-p. 1069-1076.

146. Solubility of fish fatty acid efhyl esters in sub and supercritical carbon dioxide / Staby Arne, Mollerup Jorgen // J. Amer. Oil Chem. Soc. - 1993. - 70, №6.-p. 583-588.

147. Stahl E., Gerard D., Quirin K. W // Liquid and supercritical carbon dioxide. - N.Y. Springer Berlin Geidelberg, 2001.- 107 p.

148. Supercritical fluid extraction cleans up vegefable refining // Chem. Eng. Progr. 1992. - 88, №3.