Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья

Гусева, Мария Васильевна

Процессы и аппараты пищевых производств

автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья

кандидата технических наук: Гусева, Мария Васильевна
город: Москва
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.18.12
цена: 450 рублей

Диссертация по технологии продовольственных продуктов на тему «Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья"

На правах рукописи

ГУСЕВА МАРИЯ ВАСИЛЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ЦЕЛЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКЕ СМЕСИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых

производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

003452289

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» (МГУПП).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Плаксин Юрий Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Юдаев Василий Федорович,

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации доктор технических наук, профессор Рудобашта Станислав Павлович.

Ведущая организация Всероссийский научно-

исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности», Московская область, г. Видное

Защита диссертации состоится « 03 » декабря 2008 г. в ^Ъ ч. на заседании диссертационного совета Д 212.122.05 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления» по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, д. 31, ауд. 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУТУ. Автореферат разослан октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.122.05 к.т.н., доцент tyjfiV Николаева C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Концепция государственной политики в области здорового питания населения нацеливает предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности на выпуск продуктов повышенной пищевой ценности, в том числе специального назначения. При этом серьезное внимание уделяется профилактическим свойствам потребляемых продуктов. Повышение питательной и биологической ценности сиропов и напитков, придание им профилактических свойств обусловлено введением в рецептуру так называемых «функциональных компонентов», к которым относятся экстракты растительного сырья. Для их получения в последние годы в России используют различные виды местного нетрадиционного сырья, которое все более широко применяется в сфере производства сиропов и напитков с повышенной биологической ценностью.

Вместе с тем, в современных условиях постоянно усиливающейся конкуренции, как отечественной, так и зарубежной, необходима разработка ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих максимальное использование сырья и выпуск продукции высокого качества при одновременном снижении материальных и энергетических затрат.

В настоящее время на пищевых предприятиях недостаточное внимание уделяется предварительной подготовке растительного сырья к экстрагированию, в то время как за последние годы разработаны высокоэффективные процессы и аппараты, основанные на использовании электрофизических методов, позволяющих по-новому построить технологический процесс, повысить производительность оборудования и улучшить качество, как экстрактов, так и вновь разрабатываемых готовых продуктов.

От эффективности процесса экстрагирования зависит как выход целевого продукта, так и его качество.

Поэтому, проблема повышения интенсивности процесса экстрагирования путем предварительной обработки сырья в смеси с экстра-гентом электроконтактным способом, является актуальной, поскольку ее решение связано с увеличением глубины извлечения целевого продукта, а также со снижением материальных, энергетических и трудовых затрат.

Электроконтактная обработка обеспечивает вскрытие клеточной структуры растительного материала и получение частиц с хорошей проницаемостью. Процесс является непрерывным, управляемым и универсальным. Для подтверждения перспективности этого способа необходимо разработать процесс и экстракционную установку, оснащенную устройством для предварительной электроконтактной обработки. Использование электроконтактной обработки смеси экстра-

гента и растительного сырья для подготовки к процессу экстрагирования является новым процессом.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов из растительного сырья путем предварительной электроконтактной обработки смеси растительного сырья и экстрагента и разработка способа получения концентратов безалкогольных напитков на основе полученных экстрактов.

В соответствии с поставленной целью, решались следующие задачи:

- обоснование выбора определенных видов растительного сырья, входящих в состав смеси для экстрагирования, на основе исследования органолептических показателей получаемых напитков;

- изучение физико-механических свойств сухого волокнистого и сочного фруктово-ягодного сырья и получение экспериментальных зависимостей для их определения;

- разработка новой методики, позволяющей определять коэффициент диффузии экстрактивных веществ растительного материала на основе проведения двух сопряженных опытов с учетом влагопогло-тительной способности материалов;

- оценка изменения электрофизических параметров смеси «растительное сырье - экстрагент» в зависимости от температуры;

- экспериментальное исследование влияния параметров водно-спиртовой экстракции и водно-спиртовой экстракции с применением предварительной электроконтактной обработки на извлечение целевых компонентов, изменение клеточной структуры и коэффициента молекулярной диффузии из сухого растительного сырья;

- разработка комплексного экономического критерия и получение на его основе экспериментально-статистической модели, позволяющей определить оптимальные параметры процесса получения экстракта;

- разработка методики определения оптимальных количеств каждого вида растительного сырья, вносимого в экстрагируемую смесь, при соблюдении условия потребления человеком 10% от суточной нормы биологически активных веществ, содержащихся в сырье;

- разработка конструкции противоточного экстрактора, оснащенного устройством для предварительной электроконтактной обработки смеси «растительное сырье - экстрагент» и методики инженерного расчета плоскопараллельного электроконтактного нагревателя;

Научная концепция заключается в применении нового способа подвода энергии в процессе предварительной обработки смеси растительного сырья и экстрагента перед его экстрагированием.

Научное положение, выносимое на защиту: обоснован прин-

цип предварительной обработки растительного сырья и экстрагента электроконтактным способом, позволяющий интенсифицировать последующий процесс экстрагирования путем увеличения коэффициента диффузии, а, следовательно, достижения наибольшего выхода целевых компонентов в экстракт, вследствие изменения клеточной структуры растительного материала.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- установлена теоретическая зависимость коэффициента диффузии от влагопоглощения растительного сырья в процессе экстрагирования в виде расчетного уравнения, позволяющего получить значение коэффициента диффузии на основе проведения двух сопряженных опытов;

- установлен механизм применения электроконтактного воздействия в качестве предварительной обработки растительного сырья и экстрагента, позволяющий повысить выход целевых компонентов в процессе экстрагирования, вследствие изменения клеточной структуры растительного материала;

- установлено положительное влияние предварительной электроконтактной обработки на кинетику массообмена при экстрагировании, обеспечивающее повышение коэффициента молекулярной диффузии;

- получены закономерности процессов предварительной электроконтактной обработки, экстрагирования и выпаривания в виде комплексного экономического критерия оптимизации, на основе которого разработана математическая модель, позволяющая определить оптимальные режимные параметры указанных процессов;

- выявлена зависимость температуры смеси растительного сырья и экстрагента в камере электроконтактного нагревателя (ЭКН) от продолжительности обработки, межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстрагенте в виде математической модели для исследуемых видов растительного сырья.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- экспериментально обоснован новый способ производства концентрата, для получения безалкогольных напитков; новизна технологического решения подтверждена патентом РФ №2266027 «Способ получения концентрата для безалкогольного напитка»;

- разработан способ подготовки растительного сырья к экстрагированию с применением предварительной электроконтактной обработки;

- разработана технологическая схема получения безалкогольных напитков на основе экстрактов, полученных из растительного материала, предварительно обработанного в плоскопараллельном электроконтактном нагревателе;

- разработанная технологическая схема может быть применена для экстрагирования целевых компонентов из различных видов растительного сырья;

- предложенная методика определения количества отдельных видов растительного сырья, вносимых в смесь для экстрагирования, может быть использована в промышленности, при получении экстрактов для новых видов продуктов различного назначения (диабетических, диетических, для детского питания и т.д.);

- экономическая эффективность совершенствования процесса экстрагирования путем оснащения противоточного экстрактора камерой для предварительной электроконтактной обработки, составляет 1712 тыс. руб. в год.

Реализация результатов исследований. Способ получения нового вида напитка функционального назначения на основе растительного сырья подтвердил свою эффективность при проведении производственных испытаний на ЗАО «Пищекомбинат ЭСД», в Кабардино-Балкарской республике, и был рекомендован к использованию на предприятиях по производству безалкогольных напитков.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на III и IV Выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005г., 2006г.), II и III Международной выставке-конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004г., 2005г.), Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование» (Москва - Тула, 2006г.), V Юбилейной школе-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2007г), работа в которой отмечена дипломом участника конкурса научных работ, представленных молодыми учеными, по направлению «Энергосберегающие технологии в пищевой промышленности».

Результаты работы демонстрировались на II выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2004г) и были отмечены дипломом за разработку экспериментального оборудования для предприятий малой мощности, на IV выставке-конференции по тому же направлению (Москва, 2006г) - отмечены золотой медалью за разработку и высокое качество продукции: «Экструзионное оборудование и функциональные продукты с растительными экстрактами».

Результаты работы использованы в учебном процессе при разработке программы курса «Высокоэффективные нетрадиционные методы обработки и получения пищевых продуктов из растительного сырья» и его преподавании, а также при изучении курса «Технологи-

ческое оборудование для механической обработки продуктов питания пищевых производств»

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе получен патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 172 страницах основного текста, содержит 51 рисунок, 2 В таблиц, список литературы составляет 147 наименований. Диссертация состоит из введения, семиглав, выводов, 12 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика современного состояния в области экстрагирования и разработки напитков функционального назначения, обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрены основные положения теории экстрагирования в системе твердое тело - жидкость; рассмотрены вопросы интенсификации процесса экстрагирования; проведен краткий анализ конструктивных особенностей и принципов работы экстракционных установок, используемых в безалкогольной промышленности; показана целесообразность создания новых видов безалкогольных напитков с использованием растительных экстрактов из нетрадиционного сырья; представлен краткий обзор использования процесса электроконтактной обработки пищевых продуктов и показана целесообразность его использования в качестве подготовки сухого волокнистого растительного сырья к экстрагированию.

Определены основные направления исследований, целью которых является разработка рационального способа совместного экстрагирования из смеси различных видов растительного сырья с применением предварительной электроконтактной обработки и способа получения концентратов безалкогольных напитков на основе получаемых экстрактов.

Во второй главе изложена теория процесса диффузии в растительном материале и методики экспериментальных исследований физико-химических свойств растительных материалов и экстрактов, расчета коэффициентов диффузии и массоотдачи, электрофизических параметров смеси «растительное сырье - экстрагент».

В дифференциальное уравнение диффузии входят коэффициенты внутренней (£>) и внешней (/?) диффузии, а также объемный коэффициент В, характеризующий отношение объема жидкой фазы содержащейся в частице материала к объему самой частицы.

С учетом объемного коэффициента В дифференциальное уравнение, описывающее процесс экстрагирования примет следующий

вид:

= г), (1)

от

где с(х,у,г,т) - концентрация растворимых веществ в определенной точке в определенный момент времени, %масс; т - время, мин; О -коэффициент внутренней диффузии, м3/сек, определяемый из основного закона диффузии Фика.

Объемный коэффициент В имеет следующий вид:

В = , (м3 жидкой фазы / мъ материала1, (2)

^'м V '

В течение процесса коэффициент В изменяется, поскольку имеет место процесс влагопоглощения и набухания материала.

Экстрагирование проводится из композиции различных видов сухого волокнистого сырья с различными диффузионными свойствами, поэтому объемный коэффициент В для них будет различен. Для расчета процесса совместного экстрагирования из нескольких видов сырья необходимо ввести поправочный коэффициент а. При этом коэффициент а должен учитывать набухание частиц материала, температуру и продолжительность процесса экстрагирования.

Таким образом, формула для определения коэффициента В примет вид:

^-•т-т-^х-^. (3)

l + (»max-l)'

где атах - максимальное значение коэффициента набухания; К - коэффициент скорости набухания, 1/мин: К =f(t)\ п - показатель степени, п = 2

Обозначив отношение через Ь, получим:

^м

В = Ьа. (4)

Изменение концентрации среды описывается уравнением:

(5)

где сс - концентрация растворимых веществ в любой точке процесса, %масс; с[- содержание растворимых веществ в экстракте, %масс; к -показатель экспоненты, 1/с; т- время, с.

Начальные и граничные условия можно записать в виде: с(х, у, z, 0) = с„ - начальная концентрация растворимых веществ в твердой частице, %масс

dc(0,y,z,z) и dc(x,y,z,v) 0^ дх дт

Дифференциальное уравнение диффузии имеет вид:

_ Scfa^r) + ZtT)-CcHe-*' ]= 0, (6)

где R - характерный размер частицы, м; я = pjD - относительный коэффициент диффузии, 1/м; /? - коэффициент массоотдачи, м/с; D -

коэффициент диффузии, м2/с.

Используя уравнение (6), расчет процесса будет весьма затруднителен, поскольку к = /(В, К, Ш, с'К/с„).

В условиях нашей задачи, проведя необходимые преобразования, получено следующее уравнение:

\\2 /!/■■> \\2

к = Ъ-а-0

4 ЯД.

'/У

I/ Л-

ял,

(7)

Уравнение (7) содержит две неизвестные величины (ОиЯ). Для определения диффузионных констант необходимо провести два опыта. При этом делается допущение, что при экстрагировании сухого высушенного растительного сырья, собранного в один и тот же период и в одном и том же районе, интенсивность извлечения экстрактивных веществ будет одинаковой, несмотря на незначительные изменения размеров экстрагируемых частиц. В этом случае при изменении эквивалентного размера частиц смеси, коэффициент диффузии будет одинаковым. При этом не будет также изменяться и объемный коэффициент В, поскольку масса навески сырья в первом и во втором опыте будут одинаковыми. Таким образом, для двух сопряженных опытов можно записать:

11 [4 +НК,) \2 + (А и и

1 14 \2 + ( _2 Л 4 V

НИ

■2)

НИ'-,

(8)

Подставляя в это соотношение различные Н, получаем аналитическим путем зависимость F =/(Н).

Определить коэффициент к для любого опыта можно, используя уравнение: С" = а-1пг+б-ехр(г-)+с, полученное для исследуемых композиций растительного сырья. Это уравнение определяет концентрацию экстракта в любой точке процесса. Следовательно, уравнение (5) можно записать в виде:

\2 / \2~

а-\п{т)+Ь-ет +с = с'К -ехр

-Ь-а-Т)

4 +Щ .. \ V 1У

Д2

Ч V

4+ЯЯ2

тогда

1п-

а-1п(т)+Ь-е' +с с'.

(9)

(10)

Оценку органолептических показателей полученных экстрактов

производили по общепринятой методике в соответствии с ГОСТ 6687.5-86; содержание сухих веществ - рефрактометрическим методом с использованием лабораторного рефрактометра УРЛ, в соответствии с ГОСТ 8756.2-79; Определение общей кислотности - титрованием, в соответствии с ГОСТ 25555-82; свободные органические кислоты - по ГОСТ 5898-87.

Общее содержание флавоноидов в пересчете на рутин определяли спектрофотометрическим методом, используя однолучевой спектрофотометр с диодной матрицей Hewllet Packard 8452А института электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН.

В третьей главе представлены схемы экспериментальных установок, используемых для проведения исследований: установка для определения коэффициента диффузии, лабораторный шнековый про-тивоточный экстрактор, установка для электроконтактной обработки смеси растительного сырья и экстрагента.

В четвертой главе осуществлен подбор фруктово-ягодного сырья, составляющего основу безалкогольного напитка, и подбор смеси сухого волокнистого растительного сырья, являющегося основой для экстракта, вносимого в напиток в качестве функционального компонента. Были отобраны 5 образцов: экстракт из плодов айвы, экстракт из плодов кизила и барбарисы, экстракт из плодов боярышника, экстракт из плодов мушмулы, экстракт из плодов унаби. В качестве сухого волокнистого растительного сырья исследовались следующие виды: наземные части донника, чабреца, ромашки, душицы, шалфея, эстрагона, мяты перечной, элеутерококка, цикория, зверобоя, мелиссы, липовый цвет, соплодия ольхи, корни солодки, девясила, аира, алтея, цикория.

В результате исследования основных физико-химических и ор-ганолептических показателей полученных напитков были выбраны две композиции.

В качестве основы напитка №1 - экстракт из плодов айвы с добавлением экстракта из композиции 1: смесь трав душицы, шалфея, мяты перечной, эстрагона, соплодий ольхи, корней девясила, аира и алтея.

В качестве основы напитка №2 - экстракт из плодов унаби с добавлением экстракта из композиции 2: смесь трав зверобоя, мелиссы, липового цвета, корней цикория.

Далее производилось раздельное исследование физико-химических свойств экстрактов композиции 1, композиции 2.

Определение содержания растворимых веществ в растительном сырье проводилось при температурах 50; 60; 70°С. Выявлено, что в указанном диапазоне температур содержание растворимых веществ X в сырье в среднем имеет следующие значения: для травы душицы,

шалфея, эстрагона, мяты перечной, соплодий ольхи ХТ1= 28,1±0,32%; для корней девясила, аира, алтея ХК1= 34,7±0,41%; для травы мелиссы, зверобоя, липового цвета Хтг 25,03±0,39%; для корня цикория Хю=36,9±0,37%.

Отличительной особенностью высушенного растительного сырья, является интенсивное поглощение влаги в начальной стадии процесса экстрагирования. Для таких материалов влагопоглощение (объем жидкости, поглощенной единицей объема растительного материала) и растворение в жидкости экстрактивных веществ является необходимым условием осуществления процесса экстрагирования.

Получены зависимости коэффициента влагопоглощения от температуры и продолжительность процесса для смеси корней композиции 1, смеси трав и смеси корней композиции 2. Характер зависимостей одинаков для обоих композиций: за первые 15-20 минут впитывается 80-90% всей поглощаемой влаги. Установлено, что вла-гопоглотительная способность трав в 1,5-2 раза выше, чем корней.

Для расчета коэффициента молекулярной диффузии необходимо, помимо коэффициента влагопоглощения, определить коэффициент набухания, характеризующий изменение размера частицы в процессе поглощения экстрагента. Эксперименты по определению коэффициента набухания а проводились при 50; 60 и 70°С.

Максимальное изменение размеров корней составляет 32 - 33% и продолжается 30 - 35 минут. Размеры стеблей и листьев увеличиваются на 28 - 29%. При этом набухание, в основном, заканчивается для листьев душицы, шалфея, эстрагона, мяты перечной и соплодий ольхи через 10 минут, а для листьев зверобоя, мелиссы и липового цвета - через 25 минут.

Определение величины коэффициента диффузии растворимых веществ в композициях 1 и 2 производилось на основе интервально-итерационного метода расчета массообмена в системе твердое тело -жидкость. Расчет избыточной концентрации (по отношению к равновесной концентрации) производился по формуле (11)

г,+5 2

^ = 2> *< , (11)

п—\

где для частиц, имеющих форму неограниченного цилиндра, величина Р„ описывается уравнением (12)

+ (12) для частиц, имеющих форму неограниченной пластины, получено

РП = 2В^2П(В12 + В,-М2„). (13)

Здесь 2, - отношение избыточных концентраций в конце и начале интервала; г, - соотношение расхода фаз на интервале

Сущность расчета состояла в том, что для каждого расчетного

участка по формуле (11) подбирались такие значения коэффициента диффузии Д при котором 2расч, совпадало с 2опыт.

Измерение концентрации в экстрагируемом материале определялось расчетным путем на основе материального баланса с учетом набухания. Опыты проводились при температурах 50, 60 и 70 С и продолжительности 60 мин.

Характер изменения коэффициентов диффузии (рис. 1) примерно одинаков для обеих композиций, но существенно отличаются численными значениями - коэффициент диффузии в корнях более чем на порядок выше, чем в травах.

45 г-

£>•10 м2/с

12 5

\ —«и

■Л — —ш 2

Л № ---«9-3

У* Ж. \\

\ ^

£>•10 м2/с

-«»-1

- —«м-2

— -«»-3

10 20

30 40

а)

60 70

т, мин

О 10 20 30

40 б)

50 60 70

т, мин

Рис. 1. Изменение в ходе процесса коэффициента диффузии при температурах 1 - 50°С; 2 - 60°С; 3 - 70°С: а) в травах; б) в корнях композиции 1

Максимальная величина И в начале процесса объясняется тем, что опыты проводились с мелкодисперсным сырьем, в процессе измельчения которого образуется большое количество пылевидных частиц с большой удельной поверхностью. Благодаря этому в начальный момент времени происходит интенсивный смыв растворимых веществ с поверхности частиц, что приводит к большим значениям коэффициента диффузии. В дальнейшем вследствие поглощения влаги клетчатка, определяющая прочность, упругость и эластичность растительной ткани, набухает. При этом происходят и другие физико-химические изменения растительной ткани, снижающие ее диффузионную проницаемость, идет извлечение экстрактивных веществ из все более труднодоступных зон пористой частицы.

Указанные явления ухудшают диффузионные свойства сырья. Повышение температуры процесса вызывает возрастание значений коэффициента диффузии вследствие увеличения скорости движения молекул, однако происходящие при повышенных температурах структурные изменения в растительной ткани могут свести к мини-

муму положительный эффект повышения температуры.

В работе проведены эксперименты по трехуровнему плану, составленному на основе ортогональных квадратов. В результате обработки экспериментальных данных по методу Брандона получена функциональная зависимость коэффициента диффузии от продолжительности процесса, средней по объему частицы концентрации растворимых веществ в твердой фазе и температуры экстрагирования. Для смеси трав композиции 1 (травы душицы, шалфея, эстрагона, мяты перечной, соплодия ольхи) коэффициент диффузии описывается уравнением (14)

Бп = (1,26 ■ Ю-11 ■ г"0'584/0,074 • С + 0,38б)- (о,987 - ЗбОе"0'147'). (14) Для смеси корней композиции 1 (корень девясила, аира, алтея) имеем

= 6,791-1(Г"|о, + 411 + ^^0,0П9-/ + 0,197), (15)

где г - среднее значение времени на интервале, мин; С- среднее на интервале значение средней по объему частицы концентрации растворимых веществ в твердой фазе, %; / - температура, °С.

Аналогичные зависимости получены для смеси трав и смеси корней композиции 2.

Исследования показали, что повышение температуры процесса свыше 60 - 65°С не оказывает существенного влияния на величину коэффициента диффузии, однако для корней эта зависимость имеет линейный характер.

В пятой главе исследованы зависимости электрофизических параметров смеси «растительное сырье - экстрагент» для указанных выше композиций сухого волокнистого растительного сырья. В качестве экстрагента использовали 13%, 20%, 40% и 60% водно-спиртовые растворы. Проведенные исследования позволили предположить, что при прохождении электрического тока через жидкую среду, находящиеся в жидкости частицы растительного материала, поры которого несут в себе жидкую фазу с растворенными в ней извлекаемыми компонентами, становятся проводниками электрического тока. При этом возникает локальный нагрев частиц растительного материала изнутри, что влечет за собой изменение и частичное разрушение клеточной структуры материала. В результате этого, растворимые вещества растительного сырья, являющиеся целевыми компонентами в процессе их последующего экстрагирования, переходят в жидкую фазу экстрагента.

В результате проведения экспериментальных исследований установлено следующее:

■ характерным для обеих композиций является повышение тока нагревательной ячейки, как с ростом температуры, так и с увеличением концентрации спирта в экстрагенте, что объясняется физико-

химическими свойствами спирта, который не является электролитом, а проводящей средой при электроконтактной обработке смеси сырья и экстрагента является вода с растворенными в ней веществами растительного материала;

■ меньшая мощность затрачивается при использовании экстрагента с наименьшей концентрацией спирта, но при этом следует учитывать, что извлечение экстрактивных веществ, при последующем процессе экстрагирования, наиболее интенсивно будет происходить при концентрации экстрагента 37 - 40%;

■ для достижения заданного значения силы тока, наибольшее напряжение требуется приложить при использовании в качестве экстрагента 60%-ного водно-спиртового раствора, для 13%-ного водно-спиртового раствора эти значения минимальны.

При исследовании зависимости времени обработки раствора до достижения температуры 60°С от межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстрагенте, установлено следующее:

■ использование в качестве экстрагента 60%-го водно-спиртового раствора значительно удлиняет процесс электроконтактной обработки и, соответственно, весь процесс извлечения растворимых веществ;

■ увеличение межэлектродного расстояния ведет к увеличеншо продолжительности обработки при неизменных остальных параметрах;

■ продолжительность обработки раствора до достижения температуры 60 С уменьшается пропорционально уменьшению концентрации спирта в экстрагенте.

Таким образом, при увеличении межэлектродного расстояния увеличивается как активное, так и удельное сопротивление нагреваемого раствора. Во всех экспериментах значение силы тока оставалось неизменным, но для достижения заданной температуры, необходимо было увеличивать напряжение. Последнее ведет к увеличению затрачиваемой активной мощности, а, следовательно, удорожанию процесса, вследствие увеличения расходов на электроэнергию.

Для оценки эффективности предварительной обработки смеси сырья и экстрагента электроконтактным способом необходимо изучение диффузионных констант (коэффициента диффузии и массоот-дачи) и кинетики их изменения.

Экспериментами установлено, что в сырье, не подвергшемся электроконтактной обработке, концентрация экстрактивных веществ в жидкой фазе возрастает на протяжении всего эксперимента. При предварительной электроконтактной обработке сырья, основная часть экстрактивных веществ переходит в жидкую фазу в течение первых 20-30 минут.

Исследования коэффициента набухания сырья в процессе его

электроконтактной обработки показали значительное увеличение вла-гопоглощения экстрагента и изменение размеров частиц измельченного растительного сырья. При этом коэффициент набухания достигает своего максимального значения в течение первых 5-10 минут процесса, в то время как для не обработанного сырья, это время составляет 20-30 минут. Значение коэффициента диффузии для предварительно обрабатываемого сырья выше в течение всего процесса экстрагирования в связи с уменьшением времени, необходимым для влагопоглощения экстрагента и растворения целевых компонентов. На рис. 2 представлены зависимости коэффициента диффузии от продолжительности экстрагирования.

Рис. 2. Изменение коэффициента диффузии в смеси растительного сырья не прошедшего электроконтактную обработку при температурах: 1 - 50 С; 2 - 60°С; 3 - 70°С и обработанного - при температурах: 4 - 50°С; 5 - 60°С; 6 - 70°С.

Расчет коэффициентов массоотдачи показал, что для сырья прошедшего предварительную электроконтактную обработку, на протяжении всего процесса извлечения растворимых веществ внутреннее и внешнее сопротивления соизмеримы. Такой процесс соответствует смешано-диффузионной кинетике извлечения. Для сырья не прошедшего предварительную электроконтактную обработку смешано-диффузионная кинетика наблюдается только в начальной стадии процесса, а в течение остальной продолжительности процесса механизм извлечения внутридиффузионный. В таблицах 1 и 2 представлены результаты расчета диффузионных констант при соответствующих режимах экстрагирования.

На рисунке 3 показано изменение клеточной структуры растительных материалов (при 10- и 60-кратном увеличении), позволяющее предположить, что предварительная электроконтактная обработка способствует разрушению клеточной ткани материала и,

следовательно, интенсифицирует процесс извлечения целевых компонентов из труднодоступных областей. Результаты спектрофотомет-рического анализа исследуемых образцов (рис. 4), показали, что для всех образцов предварительная электроконтактная обработка сырья и экстрагента приводит к увеличению выхода флавоноидов в экстракт.

В шестой главе получена экспериментально-статистическая модель процессов предварительной электроконтактной обработки, экстрагирования и выпаривания на основе комплексного экономического критерия оптимизации.

Таблица 1

Определение диффузионных констант при экстрагировании из смеси растительных материалов без использования предварительной элек-

троконтактной обработки

Температура 50°С Температура 60"С Температура 70"С

к! = 2,713; к2 = 1,691 ^ = 1,719; Я= 1,341 к, = 2,112; 1,341 ^ 1,565; Я = 1,263 ^ = 0,595; к2 = 0,391 /7=1,564;Я= 1,116

т, мин £>•10" м2/с /НО" м/с г, мин £•10" м2/с £•10" м/с г, мин £10" м2/с £•10" м/с

3 14,4 19,3 3 18,8 23,8 3 24,2 27,1

6 4,60 6,17 6 5,96 7,53 6 7,58 8,45

10 1,81 2,43 10 2,35 2,96 10 2,96 3,30

15 0,87 1,16 15 1,13 1,43 15 1,41 1,57

20 0,50 - 20 0,66 - 20 0,82 -

30 0,21 - 30 0,28 - 30 0,34 -

40 0,10 - 40 0,13 - 40 0,15 -

60 0,04 - 60 0,06 - 60 0,01 -

Таблица 2

Определение диффузионных констант при экстрагировании из смеси растительных материалов с использованием предварительной элек-

троконтактной обработки

Температура 50°С Температура 60иС Температура 70 С

к! = 0,042; к2 = 0,018 ^ = 2,318;Я= 1,936 к] - 0,019; к2 = 0,005 3,574; Я = 2,235 = 0,016; к2 = 0,003 ^ = 4,935; Я= 2,471

г, мин £•10" м2/с £10" м/с т, мин £10" м2/с £10" м/с г, мин £•10 м2/с £•10" м/с

3 39,1 75,6 3 48,8 109,0 3 55,6 137,4

6 12,0 23,2 6 14,8 33,1 6 16,9 41,7

10 4,62 8,94 10 5,75 12,8 10 6,66 16,5

15 2,13 4,13 15 2,66 5,95 15 3,12 7,70

20 1,15 2,23 20 1,42 3,18 20 1,68 4,16

30 0,36 0,70 30 0,44 0,97 30 0,53 1,31

40 0,07 0,13 40 0,06 0,14 40 0,09 0,23

10-кратное увеличение 60-крат. увел.

60-кратное увеличение

Рис. 3. Структура растительного материала: а) после экстрагирования; б) после электроконтактной обработки.

эт/. да/. 60%

Кон1£нграг!щ спирта в экстрагенге

□ ИсшпьзовагакпредваршельнойЭК-<)брйслкись1рья иэксхрагента;

Ш Огсуювре презрительной ЭК-офа5аши сырья и экстрагеггга

Рис.4. Зависимость суммы флавоноидов (СФ) в пересчете на рутин в исследуемых образцах от концентрации спирта в экстрагенте и наличия предварительной ЭК-обработки сырья и экстрагента

Комплексный экономический критерий Э (руб.прибыли/кг готового продукта), имеет следующий вид:

Э = СГН-СПЭК-СПЭ-СПВ, (16)

где СГН - стоимость получаемого на линии 1 кг готового концентрата, руб/кг; СПЭК - затраты на процесс предварительной электроконтактной обработки сырья и экстрагента, руб/кг; СПЭ - затраты на процесс экстрагирования, руб/кг; СПВ - затраты на процесс выпаривания, руб/кг.

Используя данный критерий в качестве выхода процесса, получена экспериментально-статистическая модель в результате реализа-

ции плана эксперимента ПФЭ-24 с учетом влияния следующих факторов: продолжительности предварительной электроконтактной обработки С], продолжительности экстрагирования Сг, концентрации спирта в экстрагенте С?, гидромодуле С4. Получено следующее уравнение регрессии:

У = 10,02 + 0,25С, + 0,079С2 + ОДОЗС3 + 12,2С4 - 0,009с? - 0,0005С| -

0,001С32 - 28,4С42 - 0.0025С, • С2 + 0,111С, • С4 - 0,0002С2 • С3 + 0,016С2 • С4'

Статистический анализ значимости коэффициентов уравнения показал, что незначимыми являются коэффициенты Ь13 и Ь34. Оценка адекватности данной модели по критерию Фишера показала, что полученное уравнение с вероятностью 0,95 адекватно описывает экспериментальные данные, так как Бт > Б (4,15 > 3,27).

Графически влияние параметров процесса получения концентрата экстрактов из растительного сырья на величину критерия Э представлено в виде поверхностей отклика на рис. 5-10.

По результатам оптимизации установлено, что функция отклика достигает максимальной величины У ~ 16,8 при следующих значениях факторов: продолжительность электроконтактной обработки (С,) -бмин; продолжительность экстрагирования (С2) - 59,8мин; концентрация спирта в экстрагенте (Сз) - 40%; гидромодуль (С4) - 0,243

(1:4,1).

Анализ результатов выполненных исследований показывает, что продолжительность процесса экстрагирования сокращается при использовании предварительной электроконтактной обработки сырья и экстрагента без потери качества экстракта, так как при этом также увеличивается выход экстрактивных веществ.

В седьмой главе представлен расчет коэффициента диффузии на основе проведения двух сопряженных опытов и решения основного уравнения диффузии при введении объемного коэффициента В, учитывающего влияние набухания в процессе экстрагирования. При исследовании композиций 1 и 2, в системе МаЖсас113 построена аналитическая зависимость параметра Н от величины Т7 по формуле (8) (рис. 11).Определяем из опытов величину затем по графику ищем значение Я. Подставляя известные значения в уравнение (20), рассчитываем коэффициент диффузии И и величину /? = #•£).

Исследования показали, что предложенная методика с достаточной для инженерных расчетов точностью может использоваться при расчете коэффициентов диффузии и массоотдачи в процессе экстрагирования. На рис. 2 представлены результаты расчетов коэффициента диффузии целевых компонентов из смеси растительного материала до и после применения электроконтактной обработки.

В данной работе предлагается две смеси сухого волокнистого

Рис. 5. Влияние продолжительности ЭК-обработки и экстрагирования на величину экономического критерия Э при С3 = 40% и С4 = 0,243

ЭК-обработки и концентрации спирта в экстрагенте на величину экономического критерия Э при Сг = 59,8мин и

рагирования и концентрации спирта в экстрагенте на величину экономического критерия Э при С2 = 59,8мин и СЗ = 40%

экстрагирования и гидромодуля на величину экономического критерия Э при С] = бмин и Сз = 40%

Рис. 7. Влияние продолжительности ЭК-обработки и гидромодуля на величину экономического критерия Э при С2 = 59,8мин и С3 = 40%

Рис. Ю.Влияние концентрации спирта в экстрагенте и гидромодуля на величину экономического критерия Э при С] = бмин и Сг = 59,8мин

растительного сырья для обогащения ими напитков, полученных на основе экстракта из айвы и экстракта из уна-би. Взяв за основу адекватные нормы потребления присутствующих в смесях витаминов и биологически активных веществ, предложен метод подбора составляющих компонентов смеси, определяющий массу каждого компонента в готовой смеси для экстрагирования. Метод основан на решении задачи линейного программирования в системе MS Excel. Содержательная постановка задачи следующая: имеется п видов экстрагируемых компонентов, в которых содержится т типов питательных веществ. В одной весовой единице экстрагируемого компонента /-го типа (г е {1,2,..., п}) содержится ау питательного вещества j-го типа (/' е {1, 2, ..., т}), а также известна суточная адекватная норма потребления bj каждого вида питательного вещества. Требуется определить такой состав экстрагируемых компонентов смеси, чтобы каждое питательное вещество содержалось в ней в необходимом количестве, обеспечивающем суточную потребность человека.

Математическая постановка задачи следующая:

Г aux\ + anx2+- + V, =Ai а»Л+ат2х2 + ...+ашхп = Ьт ^^ L «гЛ + в2Л+••• +ад, =ь2 "'х1гх2,...,хп >0

где Xi - весовое количество экстрагируемого компонента г-го типа.

Тогда целевая функция для каждого вида питательного вещества примет вид:

,=1,у=1 /

Целью расчета является определение таких весовых количеств экстрагируемых компонентов, чтобы при получении экстракта, а затем напитка на его основе потребитель удовлетворял бы 10% от суточной потребности в биологически активных веществах. Данное условие соответствует рекомендациям Института питания РАМН и МУК 2.3.2.721-98.

По результатам расчетов в системе MS Excel (рис. 12) получены весовые значения компонентов, входящих в состав композиции 1. Аналогичные результаты получены для композиции 2 - весовые значения ее составляющих компонентов, г: травы зверобоя - 5,207; травы мелиссы - 3,919; липового цвета - 7,677; корня цикория - 2,409.с

_Композиция 1

_______Композиция 2

Рис. 11 .Аналитическая зависимость параметра Я от величины F

Я) Вн »аят гон 1мл он ШЩ"*

А в С О Е (7 Н 1 к 1

1 ' 1 I 5 £ 5 1 1 I а Девясил 1 1

2 Переменные *> *г I) X, 1Т X»

3 количество указанного вида рас г клеимого сырья по каждому биопогичвеки активному веществу г

4 НИТАМЧН С № 2 52 0 0 ¿9 ? ы 0 1в 0 55

5 Опта«*« РР |ииицин1 а. 0 77 1 аб 14Л 0 69

0 ФЛ800К>ИДь1 Ъ 1С2 0 92 1 76 141 0 2

7 ДуЬи/ьные вещества а, л

3 Каротин "I 1 39 094 3

0 Эфирные масле 0 02 о из 0 08 0 01 0 0 1Г 017 0 к

Ю Органичасииа «ислоты 0 37 2 24 0 41 2 18 2 Ь4 0 0 О к *

11 ,"Ь<уг1им * 0 0 0 1 25 0 О а. 5. +

12 'Весово» яначение «омпонента г 61 6 1» 606 * 83 4 68 142 1 21 О 36 ё

13 , Спдер» инпе биогк* «пески е» чиены« еедес! в 9 ук сырья г/МОг таа»**>к видах рвет и а/ьмсо | |

14 Витамин С »1 0 095 0 0 0 713 0 0352 0 О 12? 0 53 0 1 ООЮ1

15 , Витамин Иг1 (нхацин) з? 0 213 ОМ 0 392 0 0 0 2-М 0 02 0 02

1в 'Фпавоюи-ды Ь 0 125 0 112 0 215 0172 0 0 0 0 и Ой 0 1)085

17 ;£у вольные еещес1вв а» ()(Х 0 1 0 031 0 012 0 01 О 0

18 ¡Карот», э, 0 и 0 074 0 Ой 0 0 0 о 0 02 0 0015

1д Эфирные масла Ч 0 012 0 025 сов 0 01 0 0 13 0 13 0 0 01 0 0005

20 Оргвничеоае пук-лоты г 011 0 657 0 12 0Ь4 0 775 0 0 0 05 0 05

21 Инулии % 0 0 0 0 064 0 0 0 08 ооов

11 231 24

Рис. 12 Расчет весовых значений компонентов композиции 1

Основной задачей инженерного расчета электроконтактной камеры экстрактора с плоскими электродами является подбор оптимальной конструкции, обеспечивающей достижение заданной температуры и ее равномерное распределение по длине и ширине нагревателя. Получены следующие уравнения зависимости изменения температуры в камере электронагревателя от продолжительности процесса, межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстр агенте:

для КОМПОЗИЦИИ 1: Г = 89 ■ 1п(г +12,9) + 54,7-с ~4-956 - 0,04 • С2 +1,98• С - 252,8 ДЛЯ К0МП03ИЦИИ2: / = 16,7 • 1п(г + 0,16)- 763,9 ■ Ь1 - 47,2 • Ъ - 0,023 ■ С2 + 0,83 • С + 38,5

Определение длины камеры нагревателя осуществляется по формуле:

1 = (ср-У-&Т-Ь)/{и2(т), (20)

где с - удельная теплоемкость, Дж/кг-К; р - плотность раствора, кг/м3; V - скорость жидкости в нагревателе, м/с; АТ- разность температур на входе и выходе из нагревателя, К; Ь - межэлектродное расстояние, м; и - напряжение на электродах, В; а - удельная электропроводность обрабатываемой смеси, 1/Ом м.

На рисунке 13 представлена конструкция шнекового горизонтального экстрактора, оснащенного камерой для предварительной электроконтактной обработки смеси сырья и экстрагента.

В камеру 20, через шнековый питатель 1 поступает сухой растительный материал. Туда же, из сборника 3, через дозатор 2, подается необходимое количество экстрагента. В камере 20, при подаче

Рис 13 Шнековый экстрактор непрерывного действия, оснащенный камерой для предварительного электроконтактного нагрева.

1-шнековый питатель, 2-дозагор подачи экстрагента в камеру электрокошактного нагревателя, 3-сборник экстрагента, 4-насос 5-потенциом<гтр, 6-дозатор подачи экстрагента в экстрактор, 7-лоток, 8-вертикальое транспортирующее устройство, 9-вертикальный корпус, 10-краи, 11-горизонтальное транспортирующее устройство, 12-горизонтальный корпус, 13-передатошгый вал, 14-греющая камера, 15-бункер, 16-сктовой пояс, 17-привод, 18-щит управления, 19-опоры, 20-камера электрокоигактного нагрева, 21-электрод, 22-мешалка, 23-эадвижка, 24-коничесхое сито, 25-мсханизм поворота задвижки

Рис. 14. Технологическая схема производства концентрата напитка функционального назначения.

напряжения на электроды 21, происходит нагрев обрабатываемой смеси. Равномерное распределение растительного материала по вы-

соте нагревателя обеспечивается мешалкой 22. По истечении требуемого времени нагрева, включается насос 4, отбирает экстрагент из камеры электроконтактного нагрева через коническое сито 24, и подает его, через дозатор 6, в вертикальный корпус 9 экстрактора. После этого включается поворотный механизм 25, открывает задвижку 24, и обработанный материал поступает в бункер 15, а затем в горизонтальный корпус 12 экстрактора.

Экономический расчет эффективности работы экстрактора с камерой для предварительной электроконтактной обработки показал, что прибыль за счет внедрения данной конструкции, составляет 1712 тыс.руб/год. Разработанная технологическая схема производства напитков на основе экстрактов из растительного сырья (рис. 14) предусматривает два раздельных потока по экстрагированию плодово-ягодного и пряно-ароматического сырья.

ВЫВОДЫ

1. Исследован массообмен в лабораторном горизонтально-шнековом экстракторе при экстрагировании смесей: а) трав душицы, шалфея, эстрагона, мяты перечной, соплодий ольхи, корней девясила, аира, алтея; б) трав зверобоя, мелиссы, липового цвета, корней цикория. Установлено, что конструктивные особенности экстрактора обеспечивают условия для оптимального протекания процесса, при этом на протяжении основного времени процесса извлечение растворимых веществ лимитируется внутренним массопереносом.

2. Разработана методика определения коэффициента диффузии и коэффициента массоотдачи при совместном экстрагировании смесей растительных материалов на основе проведения двух сопряженных опытов и решения основного уравнения диффузии при введении объемного коэффициента, учитывающего влияние набухания в процессе экстрагирования.

3. Предложен метод предварительной обработки смеси сырья и экстрагента электроконтактным способом с целью интенсификации последующего процесса экстрагирования обработанного сырья. Исследованы зависимости основных электрофизических параметров обрабатываемой смеси «растительное сырье - экстрагент» от температуры. Показано, что применение электроконтактной обработки способствует увеличению коэффициента молекулярной диффузии на протяжении последующего процесса экстрагирования, характер протекания которого соответствует смешанно-диффузионной кинетике.

4. Спектрофотометрический анализ экстрактов, включающий качественное и количественное определение суммы биофлавоноидов в пересчете на рутин показал, что наиболее высокое содержание биофлавоноидов наблюдается в экстрактах, полученных с применением предварительной электроконтактной обработки.

5. Предложен комплексный экономический критерий, который позволяет оценить экономичность процесса в рублях прибыли на килограмм готового продукта. С использованием его в качестве выхода процесса получена математическая модель, реализация которой позволяет установить оптимальные режимные параметры процесса получения экстрактов: продолжительность электроконтактной обработки 6 мин, продолжительность экстрагирования 59,8 мин, концентрация спирта в экстрагенте 40%, гидромодуль 1 : 4,1. Указанный критерий учитывает не только влияние на процесс указанных факторов, но также стоимость исходного сырья и готового продукта, электроэнергии, производительность установок, затраты энергии на выпаривание.

6. Предложена методика инженерного расчета плоскопараллельного электроконтактного нагревателя и получены экспериментальные зависимости температуры обрабатываемой смеси на выходе из нагревателя от продолжительности обработки, межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстрагенте.

7. Разработана методика подбора необходимого количества составляющих смеси из растительного сырья с целью составления композиции для экстрагирования требуемого химического состава, с учетом перехода в экстракт не более 10% суточной нормы потребления человеком компонентов, входящих в состав каждого вида используемого в смеси растительного сырья.

8. Разработана технологическая схема производства концентрата для безалкогольного напитка на основе экстрактов из сочного и сухого волокнистого растительного сырья. Получен патент № 2266027 «Способ получения концентрата».

9. Проведены производственные испытания способа получения концентрата для безалкогольного напитка на ЗАО «ЭСД» в Кабардино-Балкарской республике, г. Баксане. Показана возможность его производства на промышленных установках.

10. Разработана конструкция горизонтально-шнекового экстрактора оснащенного установкой для предварительной электроконтактной обработки. Ожидаемый экономический эффект составляет 1712 тыс. руб. в год.

11. Разработана и изготовлена установка для малых предприятий, позволяющая получать концентрированные экстракты с содержанием сухих веществ до 60% под вакуумом, при температуре кипения раствора 40 - 45°С. Были получены концентраты напитка №1 на основе экстракта из плодов айвы с добавлением экстракта из композиции 1: смеси трав душицы, шалфея, мяты перечной, эстрагона, соплодий ольхи, корней девясила, аира и алтея, с содержанием сухих веществ 47% при температуре кипения раствора 42 С; и напитка №2

на основе экстракта из плодов унаби с добавлением экстракта из композиции 2: смеси трав зверобоя, мелиссы, липового цвета, корней цикория, с содержанием сухих веществ 49,5% при температуре кипения раствора 45 С.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Плаксин Ю.М., Гусева М.В. Математическое моделирование процесса совместного экстрагирования из смеси волокнистого сырья. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2007. №10. С. 34.

2. Плаксин Ю.М., Лазарев В.Д., Гусева М.В. Циркуляционный испаритель широкого спектра действия. // Пищевая промышленность. 2007. №10. С. 25.

3. Методика расчета коэффициента диффузии в растительном материале при совместном экстрагировании сырья / Ю.М. Плаксин, М.В. Гусева // Доклады Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование». - Москва - Тула. 2006. С. 58 - 61.

4. Расчет процесса экстрагирования сухого растительного сырья / Ю.М. Плаксин, A.C. Васильева, М.В. Гусева // Доклады Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование». - Москва - Тула. 2006. С. 61 -64.

5. Гусева М.В., Плаксин Ю.М., Джабраилов А.Д. Применение предварительного электроконтактного нагрева при экстрагировании из сухого растительного сырья // Сборник материалов V Юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». -М.: МГУПП. 2007. С. 293 - 299.

6. Применение экстрактов из растительного сырья при производстве напитков функционального назначения / М.В. Гусева, Ю.М. Плаксин // Сборник докладов молодых ученых МГУПП III Юбилейная международная выставка-конференция «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». - Москва. 2005. С. 73-76.

7. Экстрактор непрерывного действия для малых предпри-ятий/С.М. Гребенюк, Ю.М. Плаксин, М.В. Гусева/ТПищевое оборудование в России. 2005. №3. С. 28 - 29.

8. Перспективное сырье для производства напитков функционального назначения/ Ю.М. Плаксин, М.В. Гусева // Пищевое оборудование в России. 2005. №4. С. 42-43.

9. Комплексная технология производства концентрата функционального назначения/Ю.М. Плаксин, М.В. Гусева//Пищевое оборудование в России. 2005. №5. С. 31 - 33.

10. Получение экстрактов для напитков из растительного сырья

Кабардино-Балкарской республики / M.B. Гусева, Ю.М. Плаксин // Сборник докладов молодых ученых МГУПП второй Всероссийской научно-технической конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». - Москва. 2004. С. 108-112.

11. Лабораторный экстрактор непрерывного действия/М.В. Гусева, С.М. Гребенюк, Ю.М. Плаксин // Сборник докладов молодых ученых МГУПП второй Всероссийской научно-технической конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». - Москва. 2004. С. 112-116.

12. Патент №2266027 от 20.12.2005г. «Способ получения концентрата для безалкогольного напитка».

13. Плаксин Ю.М., Куликва М.Г. Производство и применение добавок из нетрадиционного растительного сырья. Учебное пособие. - М.: Изд. комплекс МГУПП. 2006. - 119 с.

14. Плаксин Ю.М., Горячева Н.Г., Буш Н.К., Гусева М.В., Филатов В.В. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Определение теоретического числа ступеней экстракции». - М.: Издательский комплекс МГУПП. 2006. - 15 с.

15. Васильева A.C., Горбатюк В.И., Михеева Н.С., Гусева М.В. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Изучение процесса фильтрования и экспериментальное определение коэффициентов фильтрования на рамном фильтр-прессе» - М.: Издательский комплекс МГУПП. 2006. - 20 с.

Подписано в печать 29.10.08. Формат 60x90 '/]6. Печ. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ 199.

125080, Москва, Волоколамское ш., 11 Издательский комплекс МГУПП

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Гусева, Мария Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние теории и практики экстрагирования растительного сырья

1.1. Состояние теории экстрагирования из сочного и сухого волокнистого сырья.

1.2. Вопросы интенсификации процесса экстрагирования.

1.3. Современное состояние производства безалкогольных напитков с использованием растительных экстрактов.

1.4. Краткий обзор процесса электроконтактной обработки пищевых продуктов.

Краткие выводы по главе 1.

Глава 2. Теория процесса диффузии в растительном материале и методики экспериментального исследования.

2.1. Теория процесса диффузии в растительном материале.

2.2. Методика исследования физико-механических свойств растительных материалов.

2.3. Методика исследования и расчета коэффициента диффузии из сырья.

2.4. Методика определения и расчета коэффициента масоотдачи.

2.5. Методика исследования электрических параметров смеси «растительное сырье — экстрагент».

2.6. Методика исследования химического состава экстрактов.

Краткие выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментальные установки для проведения процесса экстрагирования и определения коэффициентов диффузии из растительного сырья.

3.1. Экспериментальная установка для определения коэффициента диффузии из растительного сырья.

3.2. Экспериментальная установка для проведения совместного экстрагирования нескольких видов растительного сырья.

3.3. Характеристика аппаратов для экстрагирования из растительного сырья.

3.4. Экспериментальная установка для электроконтактной обработки растительного сырья.

3.5. Экспериментальная установка для концентрирования экстрактов под вакуумом.

Краткие выводы по главе 3.

Глава 4. Исследование диффузионных свойств растительного сырья и массообмена в процессе экстрагирования в противоточном шнековом экстракторе.

4.1. Подбор компонентов, входящих в состав смесей для экстрагирования

4.2. Исследование компонентов, содержащихся в экстрагируемой смеси растительных материалов.

4.3. Исследование физико-механических свойств сухого волокнистого растительного сырья.

4.4. Исследование процесса экстрагирования из смесей сухого волокнистого растительного сырья.

Краткие выводы по главе 4.

Глава 5. Исследование влияния предварительной электроконтактной обработки смеси растительного сырья и экстрагента на эффективность процесса экстрагирования.

5.1. Исследование зависимости электрических параметров смеси «растительное сырьё-экстрагент» от температуры.

5.2. Выделение лимитирующей стадии процесса экстрагирования.

5.3. Исследование спектр о фотометрических характеристик экстрактов из растительного сырья.

Краткие выводы по главе 5.

Глава 6. Математическая модель процесса совместного экстрагирования из волокнистого растительного сырья.

6.1. Экспериментально-статистическая модель процесса совместного экстрагирования из растительного сырья.

6.2. Оптимизация процесса получения безалкогольного напитка на основе экстрактов из растительного сырья.

Краткие выводы по главе 6.

Введение 2008 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Гусева, Мария Васильевна

В настоящее время у населения России и за рубежом с каждым годом возникает все больший интерес к потреблению исключительно натуральных продуктов питания. При этом серьезное внимание уделяется профилактическим свойствам потребляемых продуктов. Повышение питательной и биологической ценности сиропов и напитков, придание им профилактических свойств обусловлено введением в рецептуру так называемых «функциональных компонентов», к которым относятся экстракты растительного сырья. Для их получения в последние годы в России используют различные виды местного нетрадиционного сырья, которое все более широко применяется в сфере производства сиропов и напитков с повышенной биологической ценностью.

Одним из методов, позволяющих решить указанную проблему, является предварительная подготовка растительного сырья к экстрагированию с использованием электроконтактной обработки. Этот высокоэффективный метод позволяет по-новому построить технологический процесс, повысить производительность оборудования и улучшить качество экстрактов.

Таким образом, проблема повышения интенсивности процесса экстрагирования путем предварительной электроконтактной обработки сырья в смеси с экстрагентом, является актуальной, поскольку ее решение связано с увеличением глубины извлечения целевого продукта, а также со снижением материальных, энергетических и трудовых затрат.

Электроконтактная обработка является перспективным способом подготовки растительного сырья к экстрагированию, так как обеспечивает вскрытие клеточной структуры растительного материала и получение частиц с хорошей проницаемостью. Процесс является непрерывным, управляемым и универсальным. Для подтверждения перспективности этого способа необходимо разработать процесс и экстракционную установку, оснащенную устройством для предварительной электроконтактной обработки. Использование электроконтактной обработки смеси экстрагента и растительного сырья для подготовки к процессу экстрагирования является новым.

В соответствии с поставленной целью, решались следующие задачи:

- обоснование выбора определенных видов растительного сырья, входящих в состав смеси для экстрагирования, на основе исследования органолеп-тических показателей получаемых напитков;

- разработка новой методики, позволяющей определять коэффициент диффузии экстрактивных веществ растительного материала на основе проведения двух сопряженных опытов с учетом влагопоглотительной способности материалов;

- оценка изменения электрофизических параметров смеси «растительное сырье — экстрагент» в зависимости от температуры; экспериментальное исследование влияния параметров водно-спиртовой экстракции и водно-спиртовой экстракции с применением предварительной электроконтактной обработки на извлечение целевых компонентов, изменение клеточной структуры и коэффициента молекулярной диффузии из сухого растительного сырья;

Научное положение, выносимое на защиту: обоснован принцип предварительной обработки растительного сырья и экстрагента электроконтактным способом, позволяющий интенсифицировать последующий процесс экстрагирования путем увеличения коэффициента диффузии, а, следовательно, достижения наибольшего выхода целевых компонентов в экстракт, вследствие изменения клеточной структуры растительного материала.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- установлены закономерности процессов предварительной электроконтактной обработки, экстрагирования и выпаривания в виде комплексного экономического критерия оптимизации, на основе которого получена математическая модель, позволяющая определить оптимальные режимные параметры указанных процессов;

- установлена зависимость температуры смеси растительного сырья и экстрагента в камере электроконтактного нагревателя (ЭКН) от продолжительности обработки, межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстрагенте в виде математической модели для исследуемых видов растительного сырья.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

Заключение диссертация на тему "Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья"

1. Исследован массообмен в лабораторном горизонтально-шнековом экстракторе при совместном экстрагировании смесей: а) трав душицы, шал фея, эстрагона, мяты перечной, соплодий ольхи, корней девясила, аира, ал тея; б) трав зверобоя, мелиссы, липового цвета, корней цикория. Установле но, что конструктивные особенности горизонтально-шнекового экстрактора обеспечивают условия для оптимального протекания процесса, при этом на протяжении основной части времени процесса извлечение растворимых ве ществ лимитируется внутренним массопереносом.2. Получены эмпирические зависимости коэффициента диффузии от продолжительности процесса, от средней по объему частицы концентрации растворимых веществ и температуры процесса в смесях: а) трав душицы, шалфея, эстрагона, мяты перечной, соплодий ольхи; б) корней девясила, аи ра, алтея; в) трав зверобоя, мелиссы, липового цвета; г) корней цикория.3. Разработана методика определения коэффициента диффузии и коэф фициента массоотдачи при совместном экстрагировании смесей раститель ных материалов на основе проведения двух сопряженных опытов и решения основного уравнения диффузии при введении объемного коэффициента, учи тывающего влияние набухания в процессе экстрагирования.4. Предложен метод предварительной обработки смеси сырья и экстра гента электроконтактным способом с целью интенсификации последующего процесса экстрагирования обработанного сырья. Исследованы зависимости основных электрофизических параметров обрабатываемой смеси «расти тельное сырье - экстрагент» от температуры. Показано, что применение электроконтактной обработки способствует увеличению коэффициента мо лекулярной диффузии на протяжении последующего процесса экстрагирова ния, характер протекания которого соответствует смешанно-диффузионной кинетике.5. Спектрофотометрический анализ экстрактов, включающий качест венное и количественное определение суммы биофлавоноидов в пересчете на рутин показал, что наиболее высокое содержание биофлавоноидов наблюда ется в экстрактах, полученных с применением предварительной электрокон тактной обработки.6. Получена математическая модель процесса совместного экстрагиро вания из нескольких видов сухого волокнистого растительного сырья и уста новлены оптимальные режимные параметры процесса, при которых выход экстрактивных веществ будет максимальным: температура экстрагирования

7. Предложен комплексный экономический критерий, который позво ляет оценить экономичность процесса в рублях прибыли на килограмм гото вого продукта. С использованием его в качестве выхода процесса получена математическая модель, реализация которой позволяет установить оптималь ные режимные параметры процесса получения экстрактов: продолжитель ность электроконтактной обработки, продолжительность экстрагирования, концентрация спирта в экстрагенте, гидромодуль. Указанный критерий учи тывает не только влияние на процесс указанных факторов, но также стои мость исходного сырья и готового продукта, электроэнергии, производитель ность установок, затраты энергии на выпаривание.8. Предложена методика инженерного расчета плоскопараллельного электроконтактного нагревателя и получены экспериментальные зависимо сти температуры обрабатываемой смеси на выходе из нагревателя от про должительности обработки, межэлектродного расстояния и концентрации спирта в экстрагенте.9. Разработана методика подбора необходимого количества состав ляющих смеси из растительного сырья с целью составления композиции для экстрагирования требуемого химического состава, с учетом перехода в экс тракт не более 10% суточной нормы потребления человеком компонентов, входящих в состав каждого вида используемого в смеси растительного сы рья.10. Разработана технологическая схема производства концентрата для безалкогольного напитка на основе экстрактов из сочного и сухого волокни стого растительного сырья. Получен патент №2266027 от 20.12.2005г. «Спо соб получения концентрата для безалкогольного напитка».11. Проведены производственные испытания способа получения кон центрата для безалкогольного напитка на ЗАО «ЭСД» в Кабардино Балкарской республике, г. Баксане. Показана возможность его производства на промышленных установках.12. Разработана конструкция горизонтально-шнекового экстрактора оснащенного установкой для предварительной электроконтактной обработки.Ожидаемый экономический эффект составляет 1712 тыс. руб. в год.13. Разработана и изготовлена установка для малых предприятий, по зволяющая получать концентрированные экстракты с содержанием сухих Были получены концентраты напитка №1 на основе экстракта из плодов ай вы с добавлением экстракта из композиции 1: смеси трав душицы, шалфея, мяты перечной, эстрагона, соплодий ольхи, корней девясила, аира и алтея, с напитка №2 на основе экстракта из плодов унаби с добавлением экстракта из композиции 2: смеси трав зверобоя, мелиссы, липового цвета, корней цико рия, с содержанием сухих веществ 49,5% при температуре кипения раствора

Библиография Гусева, Мария Васильевна, диссертация по теме Процессы и аппараты пищевых производств

1. Акопян А.Р. Концентрирование водных растворов методом вымораживания. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/МИТХТ им. М.В. Ломоносова. 05.17.08.-М., 1992.-23с.

2. Аксельруд Г.А., Альтшулер М.А. Введение в капиллярно- химическую технологию. - М.: Химия, 1983. - 263с.

3. Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование. Система твердое тело - жидкость. - Л.: Химия, 1974. - 256с.

4. Аксельруд Г.А. Массобмен в системе твердое тело - жидкость. - Львов: изд-во Львовского университета, 1970. - 186с.

5. Аксельруд Г.А. Теория диффузионного извлечения вещества из пористых тел. - Львов: изд-во Львовского политехнич. ин-та, 1956. - 243с.

6. Александров Л.Г., Пехов А.В., Касьянов Г.И., Криулин В.П., Леон- чик Б.И. Об экстракции веществ растительного сырья сжиженными газами. Известия СКНЦ ВШ, серия «Технические науки» - 1978 - №4.

7. Балашов В.Е. Организация производства концентратов в пивобезал- когольной промышленности в СССР и за рубежом - М.: ЦНИИТЭИпище-пром, 1985 -25с.

8. Балашов В.Е., Рудольф В.В. Техника и технология пива и безалкогольных напитков - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1988 - 246с.

9. Бартенев СИ. Влияние скорости движения экстрагирующей жидкости на скорость диффузии сахара из сока клеток свекловичной стружки. Дисс. ...к.т.н./МТИПП-М., 1949-205с.

10. Белобородов В.В. Методы расчета процесса экстракции растительных масел. - М.: Пищепромиздат, 1960. — 116с.

11. Богданов И.А. Безалкогольные напитки — Л.: Лениздат, 1987 - 127с.

12. Бунякин. В.В. Исследование совмещенного процесса экстракции с измельчением эфирно-масличного сырья. Дисс. ...к.т.н./Краснодарский НИ-ИПП: 05.18.12.-Краснодар, 1979- 185с.

13. Быков А. Интенсификация процесса получения кофейного экстракта. Дисс. ...к.т.н./МГАПП: 05.18.12. - М . , 1995 -222с.

14. Василик И.Н., Лысянский В.М. Интенсификация процесса и совершенствование оборудования для получения настоев. - М.: ЦНИИТЭИпище-пром, 1982, вып.8 - 20с.

15. Гиндин Л.М. Экстракционные процессы и их применение - М.: Наука, 1984-144с.

16. Глебова Н.В. Исследование пенообразующих свойств круп и бобовых для разработки технологии молочно-крупяных десертов. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Орловский ГТУ. 05.18.15. - Орел, 2004. -22с.

17. Головин П.В. Общий коэффициент диффузии сахара при извлечении его из свекловичной стружки // Укр. хим. журн. — т.24, 1958, - вып.4. - с. 554-556

18. Головин П.В. Теория диффузии - Киев: ВНИТО пищевой промышленности, 1948. - 30с.

19. Голышенков П.П.Лекарственные растения и их использование - Саранск: Мордов. кн. изд. Управление по печати при Совете Министров МАССР, 1971-380с.

20. Гончаренко Г.К. Экстракция лекарственных веществ из растительного сырья: Дисс. ...д.т.н. —Харьков, 1971. - 300с.

21. Горячева Н.Г. Разработка технологии экстракта хмеля с высокой антиоксидантной активностью и применение его для стабилизации пива. Дисс. ...к.т.н./МГУГШ 05.18.07.-М., 2004-171с

22. Грачев Ю.П. Исследование процесса извлечения сахара из свекловичной стружки Дисс. ...к.т.н./МТИПП-М., 1956

23. Грачев Ю.П. Исследование процесса извлечения сахара из свекловичной стружки диффузионным способом// Процессы и аппараты пищевых производств - Вып.2 - М.: Хлебиздат, 1958 - с.62-77

24. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 200с.

25. Грачев Ю.П., Тубольцев А.К., Тубольцев В.К. Моделирование и оптимизация тепло- и массообменных процессов пищевых производств - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 - 216с.

26. Гребенюк СМ. Исследование процесса фильтрации в диффузионных аппаратах свеклосахарного производства и обоснование нового типа не-прерывнодействующего аппарата. Дисс. ...к.т.н./МТИПП-М., 1958 - 182с.

28. Гребенюк СМ. Расчет и конструирование экстракторов пищевой промышленности - М.: Б.И.., 1976 - 63с.

29. Гребенюк С М . Экстракционные аппараты в пищевой промышленности - М.: ЦНИИТЭНпищепром, 1971 - 60с.

30. Губанов И.А. Лекарственные растения. Справочник - М.: Издательство МГУ, 1993 - 272с.

31. Гулямов А. Разработка гелиоаппарата для термической обработки соков. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Физико-технический институт АН УзССР. 05.18.12.-Ташкент, 1987.- 19с.

32. Турин А.А. Разработка технологии производства экстрактов, концентратов и вин из сладкой виноградной выжимки. Дисс. ...к.т.н./Кишиневский политехнический институт. 05.18.707-Кишинев, 1991 - 145с.

33. Джабраилов А.Д. Интенсификация процессов термической обработки пищевых продуктов электроконтактным способом. Дисс. ...Д.Т.Н./МТИПП. 05.18.12.-М., 1987-320с.

34. Джабраилов А.Д. Исследование нагрева вина' и виноматериалов в электромагнитном поле. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов (лабораторный практикум) - М., 1981 — с.27-31

35. Джабраилов А.Д., Рассохин Н.В. Модельные растворы компонентов сусла в электрическом поле. «Применение вычислительной техники и электроники в пищевой промышленности». - М., 1980 — с. 174-179

36. Джабраилов А.Д., Романцева Л.М. Эрозия электродов при электроконтактном нагреве. ЦНИИТЭИПищепром. Сер.1, вып.6 - М . , 1982 - с.158

37. Джабраилов А.Д., Цейтлин Д., Исаев К.А. Теоретический анализ процесса теплопередачи в электрическом нагревателе коаксиального типа. Электронная обработка материалов, №5, 1985

38. Джабраилов А.Д. Электроконтактный нагрев жидкостей и определение их активного, емкостного и полного сопротивлений. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов (Лабораторный практикум). -М., 1981-с. 10-15

39. Джабраилов А.Д. Электроконтактный нагрев электролитов и определение их электрофизических характеристик. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов (лабораторный практикум) - М., 1981 - с. 1-5

40. Дронов Ф. Динамическая теория извлечения сахара из свеклы диффузионным методом - М.: Пищепромиздат, 1952 — 100с.

41. Другов В.Г. Разработка процесса получения напитков из таблетиро- ванного растительного сырья. Дисс. ...к.т.н./Кемеровский технологический институт пищевой промышленности: 05.18.12. -Кемерово, 1991 - 176с.

42. Дьяченко М.А. Разработка технологий сокосодержащих функциональных напитков, обогащенных композициями нутрицевтиков. Дисс. .. .к.т.н./МГУПП: 05.18.07. - М.,2003 - 145с.

43. Еремина О.Ю. Формирование и оценка потребительских свойств концентратов, сиропов и напитков на крупяной основе. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Орловский ГТУ. 05.18.15. - Орел, 2003. - 24с.

44. Жамойдо Б.Г. Многолетние травы в Кабардино-Балкарии — Нальчик: Кабардино-Балк. книж. изд., 1963 - 68с.

45. Жигалов Ф. Процессы и аппараты свеклосахарного производства - М.: Пищепромиздат, 1958 - 607с.

46. Загорулько А.Я. Получение диффузионного сока с помощью электроплазмолиза : Дисс... канд. техн. наук/ ЦНИИ сах. пром-сти. -К., 1958. -240 с.

47. Задорожняя Д.Г. Разработка технологии инстактированных пищевых добавок для продуктов функционального питения из растительного сырья. Дисс. ...к.т.н./МГУГШ: 05.18.01.-М.,2001 -204с.

48. Запертов С В . Совершенствование процесса экстрагирования при производстве чайных концентратов. Дисс. ...к.т.н./МТИПП: 05.18.12. - М., 1981-239с.

49. Кадырова Р.Х. Совершенствование процесса выпаривания экстракта лакричного корня. Дисс. ...К.Т.Н./МТИПП: 05.18.12. - М . , 1990 -163с.

50. Карпович Н.С. Интенсификация процессов экстрагирования растительных веществ из свекловичной ткани: Автореф. дисс. ...д.т.н. - Киев, 1985 -46с.

51. Касьянов Г.И. Технология СОг-обработки растительного сырья (Теория и практика) Дисс. ...к.т.н. в форме научного доклада/РАСХН: 05.18.13.-М., 1994-58с.

52. Климов Р.В. Разработка и оценка потребительских свойств сиропов профилактического назначения. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Орловский ГТУ. 05.18.15. - Орел, 2003. - 23с.

53. Колчева Р.А., Ермолаева Г.А. Производство пива и безалкогольных напитков - М.:Агропромиздат, 1985 - 263с.

54. Копылев Ю. Редкие растения. Знаете ли вы? - Кабардино-Балк. Правда, 1986, 11 апреля-с. 11

55. Кос Ю.И. Лекрственные растения Кабардино-Балкарии - Нальчик: Кабардино-Балк. книж. изд., 1963 - 136с.

56. Кос Ю.И. Растительность Кабардино-Балкарии и ее хозяйственное использование - Нальчик: Кабардино-Балк. книж. изд., 1959 - 199с.

57. Кочеткова А.А. Научно-практические основы получения и применения пищевых добавок с комплексными технологическими функциями. Дисс. ...д.т.н./МГАПП: 05.18.01., 05.18.06. - М . , 1995-266с.

58. Кошевой Е.П., Кварацхелия Д.Г. Моделирование и расчет экстракторов с твердой фазой - Академия наук Грузии. Региональный научный центр Зугдиди: РНЦ «Самегрело», 2001 - 99с.

59. Крючов Б.И. Исследование процесса жидкостной экстракции многокомпонентных смесей. Дисс. ...к.т.н./МТИПП: - М., 1964 - 128с.

60. Кущинская И.Н. Исследование биологически активных веществ шиповника и технология их комплексной переработки на витаминные препараты. Дисс. ...к.т.н./ВНИ витаминный институт-М., 1965 - 176с.

61. Леоненков А.В. Решение задач оптимизации в среде MS Excel. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 704с.

62. Леончик Б.И., Криулин В.П. Экстракция растительного сырья сжиженными газами со сбросом давленияУ/Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 1977. - № 1 .

63. Ломачинский В.А. Повышение эффективности экстрагирования ценных компонентов из цикория. Дисс. ...к.т.н. в виде научного докла-да/МГАПП. 05.18.12. - М., 1993 - 24с.

64. Лоскутова Г.А. Химический состав плодов облепихи культурных сортов и создание безотходной ее переработки. Дисс. ...к.т.н./МТИПП, НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко. 05.18.10. - М . , 1988 - 178с.

65. Лыков А.В., Михайлов Г. Теория тепло- и массопереноса. - М - Л.: ГЭИ, 1963 -535с.

66. Лыков А.В. Теория теплопроводности. - М.: Высшая школа, 1967 - 599с.

67. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник. 2-е изд. Перераб. и доп. -М.: Энергия, 1978 - 480с.

68. Лысянский В.М., Гребенюк СМ. Экстрагирование в пищевой промышленности - М.: Агропромиздат, 1987 - 187с.

69. Лысянский В.М. Интервально-итерационный метод расчета массо- обмена при замкнутой экстракции в системе твердое тело — жидкость // Тео-ретич. основы хим. технолог. - 1968. - №3 - с. 84-89.

70. Лысянский В.М., Миссии О.Н. Расчет тепло- и массообмена в системе твердое тело — жидкость // Известия ВУЗов СССР. Пищевая технология. -1982. - № 2 - с . 61-64

71. Лысянский В.М. Процесс экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет - М.: Пищевая промышленность, 1973 - 223с.

72. Мазуренко Е.А. Справочник по экстракции - Киев: Техника, 1972 - 447с.

73. Мальцев П.М., Зазирная М.В. Технология безалкогольных и слабоалкогольных напитков. Специальный курс. Учебник для ВУЗов/П.М. Мальцев, М.В. Зазирная - М.: Пищевая промышленность, 1970 - 354с.

74. Машковский М.Д. Лекарственные средства: в двух томах Т2. - 10-е изд. стер. М.:Медицина, 1987- 576с. 624с

75. Меретуков З.А. Совершенствование подготовки растительного сырья к экстракции способом экструдирования. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Майкопский ГТУ 05.18.12. - Майкоп, 2004. - 20с.

76. Методы биохимического исследования растений/А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош и др.; Под ред. А.И. Ермакова. - 3-е изд., пере-раб. и доп. - Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1987. - 430с.

77. Михайлов М.Д. Нестационарный тепло- и массообмен в одномерных телах. - Минск: Из-во ин-та тепло- и массообмена АН БССР, 1969. -184с.

78. Моделирование процесса экстракции/Семенов Е.В., Коробицин А.А.//Хранение и переработка сельхозсырья - 1993, №2 - с. 17

79. Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация./Под ред. проф. В.Л. Багировой, проф. В.А. Северцева. - СПб.: Спец. лит., 2002 - 223с.

80. Нечипоренко И.А. Экстрагирование биологически активных веществ из тонко измельченного сырья: Дисс. ...к.т.н. - Киев, 1985 - 180с.

81. Новокшонов В.Ю. Совершенствование процесса диоксид- углеродного экстрагирования БАВ из растительного сырья. Дисс. ...к.т.н./МГУПП: 05.18.12.-М., 2003 - 138с.

82. Носов A.M. Лекарственные растения - М.: Изд. Эксмо, 2004 - 350с.

83. Обминская Т.К. Облепиха - целебный дар природы Каьарзино- Балкарии - Нальчик: Эльбрус, 1976 - 34с.

84. Опыт получения концентрированных основ и обогащение безалкогольных напитков биологически активными веществами - М.: АгорНИИТЭ-ИПП, 1987-28с.

85. Орлова Е.И. Исследование процесса экстрагирования из растительных материалов: Автореф. дисс. .. .к.т.н. - Харьков, 1965 - 24с.

86. Петелько А.Д. Разработка совместного способа экстрагирования зверобоя и лакричного корня в непрерывном потоке: Дисс. ...к.т.н. - М , 1988. -231с.

87. Петров В.Е. О некоторых полезных растениях КБАССР - Ленинское знамя, 1978, 18 февраля-с. 13

88. Петухова Н.М. Определение некоторых микроэлементов в плодоовощных соках кинетическим методом. Автореф. дисс. ...канд. техн. наук/Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности. 02.00.02. - М., 1973.-31с.

89. Плаксин Ю.М., Горячева Н.Г., Буш Н.К., Гусева М.В., Филатов В.В. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Определение теоретического числа ступеней экстракции». - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2006.-15с.

90. Плаксин Ю.М., Васильева А.С., Гусева М.В. Расчет процесса экстрагирования сухого растительного сырья//Доклады Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование». - Москва - Тула, 2006 - 61 - 64

92. Плаксин Ю.М., Лазарев В .Д., Гусева М.В. Циркуляционный испаритель широкого спектра действия. - Пищевая промышленность. - 2007. -№10.-с.25

93. Плаксин Ю.М., Гусева М.В. Математическое моделирование процесса совместного экстрагирования из смеси волокнистого сырья. - Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №10. - с.34

95. Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья — М.: Медицина, 1978 - 105с.

96. Попов В.И. Оборудование предприятий пивоваренной и безалкогольной промышленности - М.: Пищевая промышленность, 1977 - 208с.

97. Производство концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков. Справочник/Домарецкий В.А. - Киев: Урожай, 1990 - 224с.

98. Производство фруктовых глазированных напитков и сиропов (инструктивные указания) — Киев, 1961 - 100с.

99. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. - М.: Наука, 1970 - 76с.

100. Расчет отдельной ступени процесса массо- и теплообмена / В.М. Лысянский, О.Н. Миссии, О.В. Саввова и др. // Известия ВУЗов СССР. Пищевая технология. - 1982 - №6 - с. 83-86

101. Рогов Н.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов - М., «Пищевая промышленность». 1974 — с.583 ПО. Рогов И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов. - М.: Агропромиздат, 1988 - 272с.

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

103. Рудобашта СП., Казуб В.Т., Борисов А.Г. Кинетика массообмена при электроразрядном экстрагировании целевого компонента из растительного сырья // Хранение и переработка сельхоз сырья. — 2005. — №6. — с. 31-33.

104. Рудобашта СП., Карташов Э.М. Диффузия в химико- технологических процессах (научная монография) — М.: Химия, 1993. - 209 с.

105. Рудобашта СП. Кинетика массопередачи в системах с твердой фазой (учебное пособие) - М., МИХМ, 1970 - 93с.

106. Рудобашта СП. Массоперенос в системах с твердой фазой (научная монография) - М . : Химия, 1980. — 239с.

107. Рудольф В.В. Технология и оборудование производства безалкогольных напитков. Учебное пособие - М.: Пищепромиздат. 1969 — 208с.

108. Салманова А.С Способы получения высококачественных растительных экстрактов - источников обогащения безалкогольных напитков биологически активными веществами —М.: ПНИИТЭИПищепром, 1981 —27с.

109. Самсонова Е.П., Ушева В.Б. Фруктовые и овощные соки. Техника и технология. 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990 - 287с.

110. Самсонов А.Н., Шобингер Ульрих Плодово-ягодные и овощные соки. Технология, химия, микробиология, аналитика, значение. Законодательство. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982 - 472с.

111. Селезнев В.А. Исследование процесса извлечения растворимых веществ травы зверобой в аппарате непрерывного действия: Дисс. ...к.т.н. — М., 1979.-200с.

112. Сергеев В.Д. Интенсификация процесса экстрагирования лакричного корня в непрерывном потоке. Дисс. ...к.т.н./МТИГШ: 05.18.12. - М., 1987-188с.

113. Силин П.М. Технология сахара. - М.: Пищевая промышленность, 1967.-624с.

114. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004. -548с.

115. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1985. - 503с.

116. Стабников В.Н. Перегонка и ректификация спирта. - М.: Пище- промиздат, 1962. - 503с.

117. Хаджиматов К.Х., Кобец Л.Г. Напитки из трав - Ташкент: Мехнат, 1988-103с.

118. Хата З.И., Хата А.З. Целебные и защитные свойства пищевых растений и их выращивание экологически чистыми. Книга I - М.: Евразия +, 2002 - 272с.

119. Хата З.И., Хата А.З. Целебные и защитные свойства пищевых растений и их выращивание экологически чистыми. Книга II - М.: Евразия +, 2002-432с.

120. Хашхожева Т.Х. Основные направления развития пищевой промышленности Кабардино-Балкарской АССР в связи с комплексным развитием хозяйства республики. Автореф. дисс. ...канд. экон. наук/МТИГШ. - М., 1964.-23с.

121. Чхаидзе Ш.В. Интенсификация процесса экстрагирования чая: Дисс. ...к.т.н.-Киев, 1983.-254с.

122. Экстрагирование натурального коричневого пигмента из кожуры дикорастущих плодов унаби/Li Guiying// Shipin kexue - Food Sci - 1993, №8, c.24-27

123. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов/И.А. Рогов, В. Я. Адаменко, С В . Некрутман и др.; под. ред. И.А. Рогова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 288с.

124. Bruniche-OlsenН. Solid-liquid extraction- Copenhagen, 1962. -462р.

125. Imai Т., Uemura К., Ishada N., Yoshizaki S., Noguchi A. Ohmic heating of Japanese white redish Rhaphanus sativus//Int. J. Food Sci. Technol. 1995. V.30. P461-472

126. Khalaf W.G. and Sastry S.K. Effect of fluid Viscosity on the ohmic heating rate of solid-liquid mixture// Journal of Food Engineering. 1996. V.27. N2. P.145-158

127. Kulshrestha S., Sastry S. Frequency and voltage effects on enhanced diffusion during moderate electric field (MEF) treatment//Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2003. V.4. P. 189-194.

128. Lima M., Sastry S.K. The effects of ohmic heating frequency on hot-air drying rate and juice yield//Journal of Food Engineering. 1999. V.41. N2. P.115-119.

129. Long V.D. Aqueous extraction of black leaf tea. // Food Technology, 1979,-v.l4.-p.449-462

130. Manvell C. Minimal processing of food// Food Science and Technologies Today. 1997. 11.2, P.107-111.

131. McLachan D.S. The complexpermitivity of emulsions: an effective media-percolation equqtion//Solid state Communication, 1989. V.72. N8. P.831-834.

132. Osburn J.O., Katz D.L. // Trans. Am. Inst. Chem. Engrs., 1944, - v.40 - p.511-531

133. Piret EX., Ebel R.A., Kiang C.T. // Chem. Eng. Progr., 1951, - v.47 - №12.-p.628-636

134. Shwartzberg H.G. Continuos counter-current extraction in the food industry // Chem. Eng. Progr., 1980, - v.76. - №4 - p.67-85

135. Thaddeus J. Polny, Jr. Methods for electroheating food employing concentric electrodes. United State Patent Number: 5,571,550, Date of Patent: Nov. 5, 1996r

136. Wang. W. Ohmic heating of foods: physical properties and applications// Ph.D. dissertation, The Ohio State University, Columbus, OH. 1995.

137. Zareifard M.R., Ramaswamy H.S., Trigui M., Marcotte M. Ohmic heating behavior and electrical conductivity of two-phase food systems// Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2003. V.4. P.45-55.

Похожие работы

Технология продовольственных продуктов
05.18.00