Казуб Валерий Тимофеевич. Кинетика и основы аппаратурного оформления процессов электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений

Короткий опис

Казуб Валерий Тимофеевич. Кинетика и основы аппаратурного оформления процессов электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений : диссертация ... доктора технических наук : 05.17.08.- Пятигорск, 2002.- 347 с.: ил. РГБ ОД, 71 03-5/210-6

Пятигорская государственная фармацевтическая академия
На правах рукописи
КАЗУБ ВАЛЕРИЙ ТИМОФЕЕВИЧ
КИНЕТИКА И ОСНОВЫ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Специальность
5. 17. 08 - Процессы и аппараты химических технологий
Диссертация
Пятигорск 2002
на соискание ученой степени

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 13
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
1. 1. Традиционные технологии экстракционных процессов 28
1.2. Перспективные методы интенсификации технологических процессов экстрагирования 30
1. 2. 1. Ультразвуковая обработка 30
1. 2. 2. Экстракционный процесс при действии электрического тока 32
1.2.3. Интенсификация процесса экстрагирования воздействием электрических разрядов 34
1.3. Электроэрозионный износ электродов при электроразрядном
. экстрагировании 43
1. 4. Постановка задач диссертационной работы 45
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ 47
2. 1. Экспериментальная экстракционная аппаратура . 47
2. 2. Выбор растительного сырья для исследований 50
2. 3. Строение клеток растений 55
2. 4. Методика проведения экспериментов и анализ полученных продуктов 58
2. 5. Разработка аппаратуры для изучения начальной стадии развития электрического разряда 61
2. 6. Разработка высоковольтных импульсных источников и устройств для регистрации тока и напряжения 63
2. 6. 1. Источник прямоугольных импульсов
2. 6. 2. Генератор импульсных напряжений
2. 7. Математическая обработка экспериментальных результатов и планирование эксперимента
ГЛАВА 3. МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЖИДКОСТЯХ И СУСПЕНЗИЯХ
3.1. Роль ударных волн и кавитационных процессов в воздействии на твердую фазу в водных суспензиях
3. 2. Физические основы избирательности траектории канала разряда
3.3. Исследование электрических параметров жидкой фазы суспензии при многоразрядном воздействии
3. 4. Иссле дование предпробивных токов и деформации импульса в процессе экстрагирования сырья
3. 5. Выводы по 3-й главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТОРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЯ
4. 1. Экспериментальное исследование траектории канала разряда
4. 2. Воздействие импульсного электрического поля на диэлектрическую частицу
4. 3. Исследование гидродинамических процессов в электроразрядном экстракционном аппарате
4. 4. Моделирование гидродинамических потоков методом электродинамической аналогии
4. 5. Роль кавитационных явлений и парогазовой полости в процессах измельчения
4. 6. Выводы по 4-й главе
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЭКСТРАКТОРА
5. 1. Особенности эрозионного износа, обусловленного тепловыми явлениями в межэлектродном промежутке
5. 1. 1. Температура искрового разряда в жидкости 156
5. 1.2. Роль тепловых процессов в эрозионном износе электродов 164
5. 1.3. Эрозионный износ электродов при пробое многослойных сред 169
5. 2. Составление уравнения энергетического баланса 183
5. 3. Численный расчет составляющих энергетического баланса 187
5. 4. Обоснование формы экстракционного аппарата 194
5. 4. 1. Измерение давления развиваемого каналом разряда в воде 195
5. 4. 2. Влияние формы разрядной камеры на распространение волн 199
давления
5. 5. Выводы по 5-й главе 204 ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ
ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ ЭКСТРАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 206
6. 1. Отработка режимов в технологических процессах экстракции пектинов 206
6. 2. Экстракция изохинолиновых алкалоидов 216
6. 3. Листья женьшеня как лекарственное сырье 225
6. 3. 1. Экстрагирование полисахаридов из листьев женьшеня 225
6. 3. 2. Экстрагирование полисахаридов из шрота корней женьшеня 233
6. 3. 3. Экстрагирование биологически активных полифенольных соединений 236
6. 3. 4. Комбинированные способы экстрагирования 239
6. 4. Обобщение результатов электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений 240
6. 5. Сохранность веществ, извлеченных из растительного сырья при электроразрядной обработке 250
6. 6. Выводы по 6-й главе 260
ГЛАВА 7. ИССЛЕДОВАНИЕ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ЭКСТРАГИРОВАНИЮ
7. 1. Исследование процессов, предшествующих экстрагированию 262
7. 1.1. Определение скорости продвижения фронта экстрагента в растительный материал, при его набухании 262
7. 1.2. Распределение концентрации веществ внутри частицы, в ходе 266 экстрагирования
7. 1.3. Расчет коэффициента и числа вымывания 267
7. 2. Влияние электроразрядного воздействия на процесс замачивания сырья 271
7. 3. Расчет коэффициента диффузии экстрактивных веществ в солодковом корне 275
7. 4. Выводы по 7-й главе 281
ГЛАВА 8. АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ И ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ 282
8.1. Разработка генератора прямоугольных импульсов, на основе спиральной линии 282
8. 1. 1. Импульсное зарядное устройство 285
8. 1.2. Расчет импульсного трансформатора 285
8. 1.3. Выбор схемы источника импульсов 287
8. 2. Разработка электродов и их конструкций для экстракционных аппаратов 289
8. 3. Разработка конструкций порционных и
высокопроизводительных экстракционных аппаратов 282
8. 4. Рекомендации по внедрению электроразрядной экстракционной аппаратуры 302
8. 5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 303
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 306
ПРИЛОЖЕНИЯ 319
1. Расчет характеристик ударной волны 320
2. Матрица планирования 321
3. Расчет электрического поля с учетом процессов поляризации 322
4. Акт Ессентукского консервного завода 327
5. Расчет экономической эффективности 328
6. Техническое задание на разработку ГЧИ 337
7. Акт Краснодарской фармацевтической фабрики 339
8. Акт Пятигорской государственной фармацевтической академии 340
9. Акт Фармуправления Ростовской области 341
10. Акт Пятигорской фармацевтической фабрики 342
11. Справка о внедрении результатов НИР в ПятГФА 343
12. Акт о внедрении результатов в АО "Бештау-Темпельгоф" 344
Основные обозначения
/-разрядный ток, А; р-плотность суспензии, кг/м3; I-ток проводимости, А; ^^-эффективная проводимость, Ом'1; уж.-проводимость жидкой фазы суспензии, Ом'1; ^проводимость, обусловленная наличием мелкодисперсных частиц, Ом'1; Ртах-максимальная скорость расширения парогазовой полости, м/с; ^-показатель газосодержания; /7^-удельное сопротивление жидкости, Ом-м; Ртг„-минимальный размер кавитационного зародыша, м; продолжительность кавитации, с; //„^.максимальный размер кавитационного зародыша, м; /„^-период пульсации парогазовой полости, м/с; /-частота разрядов, Гц; «-количество разрядов, шт; Р-амплитуда импульса давления, Па; гзд„-время запаздывания разряда, с; ^-коэффициент искажения фронта импульса; ^„-коэффициент снижения амплитуды импульса; /.-индуктивность разрядного контура, 10'6Гн; С-емкость разрядного контура, 10'бФ; и3- зарядное напряжение генератора, 103В; //„-напряжение на нагрузке, 103 В; г- волновое сопротивление линии, Ом; /-межэлектродный промежуток, м; длительность импульса, с; £■-диэлектрическая проницаемость вещества; у- показатель адиабаты; ^-разность потенциалов, В; Жв„-внутренняя энергия плазмы, Дж; умсот-скорость истечения плазмы, м/с; РГисот-энергия истечения, Дж; ^(//-энергия, выделившаяся в канале разряда, Дж; Р-давление в канале разряда, Па; /-длина канала, м; />-плотность плазмы, кг/м3; Г-объем разрядной камеры, м3; Гж-объем суспензии, м3; ^-электрический кпд; у-скорость истечения плазмы, м/с; 8-площадь, м2; Р„-сопротивление нагрузки, Ом; Н- высота экстракционной камеры, м; Р/, Р0-радиус верхнего и нижнего оснований экстрактора, м; Р0-напряженность электрического поля внутри частицы, В/м; г-коэффициент кинематической вязкости, м2/с; Ыи- диффузионный критерий Нуссельта; /6-коэффициент массоотдачи в условиях разрядного воздействия; /^-коэффициент массоотдачи при перколяции, диаметр частицы, м; г-выход экстрактивных веществ, по отношению к их содержанию в сырье, %.
ВВЕДЕНИЕ
Технология интенсивного экстрагирования является одним из приори-тетных направлений научно-технического развития химической, пищевой, фармацевтической и других отраслей промышленности как в нашей стране, так и за рубежом. Об этом свидетельствует большое количество новых науч-ных и прикладных разработок, возрастающее количество публикаций по данному вопросу.
Широкое внедрение экономичных технологий водной экстракции, как правило, сдерживается из-за неполного извлечения целевых компонентов и небольшой скорости процессов. Известные методы интенсификации весьма энергоемки и не всегда приемлемы из-за высокотемпературных режимов, приводящих к деструкции извлекаемых веществ.
Особо остро эта проблема ощущается в фармацевтической промыш-ленности. Несмотря на то, что на протяжении последних десятилетий наблю¬дается устойчивая тенденция роста интереса к фитотерапии, она не получает должного развития. Причины этого не только в сокращении сырьевой базы лекарственных растений из-за хищнической заготовки и отхода основных районов культивирования лекарственных растений за рубеж, но и в несовер¬шенстве технологии получения лекарственных форм природного происхож¬дения. В шроте зачастую остается почти половина недоступных ценных ком¬понентов, а низкая извлекающая способность традиционных технологий обу¬словливает высокую себестоимость лекарственных препаратов.
Одним из путей выхода из этой сложной ситуации, не требующей больших капиталовложений и кардинальной перестройки перерабатывающих предприятий, является совершенствование технологий связанных с извлече¬нием биологически активных веществ из растительного (и животного) сырья. Важным моментом новых технологий является исключение агрессивных экс¬трагентов из технологического процесса, что повышает его экологическую ценность.
Извлечение веществ наиболее эффективно происходит с поверхности сырья или из разрушенных клеток (вымывание, растворение), причем про-цесс извлечения веществ из клеток является наиболее сложной задачей и требует доставки экстрагента внутрь клетки, растворения веществ и вывода их наружу.
Эта стадия определяет основные показатели технологии извлечения (длительность, полноту, энергоемкость и пр.), поэтому поиск методов интен¬сификации экстрагирования ведется в направлениях воздействия на клеточ¬ные структуры с целью увеличения активности диффузионных (массообмен¬ных) процессов, движущей силой которых является разность концентраций в растворителе (экстрагенте) и растворе веществ, содержащихся в клеточных и межклеточных структурах растений.
Большой вклад в теорию и практику массопереноса внесли школы и ученые A.B. Лыков, А.Г. Касаткин, В.В. Кафаров, П.Г. Романков, С.П. Рудо- башта, Я. Циборовский и др.
Одной из основных подготовительных операций в технологиях перера-ботки является измельчение материала с целью обеспечения доступа экстра-гента к большей поверхности частиц сырья. При этом в экстракторах стре-мятся создать гидродинамические условия, постоянно поддерживающие раз-ность концентраций веществ между экстрагентом и протоплазмой клетки.
Существенную роль оказывает температурный режим процесса, кото-рый увеличивает диффузионные свойства клеточных оболочек, однако, уве-личение температуры выше определенного предела может привести к дест-рукции извлекаемых веществ, что требует поиска других средств воздейст-вия на клеточные структуры.
Для интенсификации экстракционных процессов используют воздейст-вие на сырье различных силовых полей: ультразвуковых; электрических; им-пульсных; дискретно-импульсных.
В этой области широко известны труды Аграната Б.А., Белоглазова И.Н., Буткова В.В., Вишнякова В.В., Гулого Г.А., Долинского A.A., Карда- шева Г.А., Наугольных К.А., Роя H.A. и других ученых.
Однако большая часть этих перспективных методов за редким исклю-чением до сих пор находятся на стадии исследований или лабораторных (по¬
лупромышленных) испытаний, что указывает на ряд нерешенных теоретиче¬ских и практических вопросов.
Особое место в разрабатываемых методах обработки материалов зани¬мает электрогидравлический способ, в основе которого лежит явление от¬крытое JL Юткиным и впоследствии развитое школой созданной при Том-ском политехническом институте A.A. Воробьевым. Этот способ объединяет большинство процессов, используемых в традиционных и разрабатываемых технологиях извлечения веществ из растительного сырья, т.к. в разрядной камере одновременно осуществляется измельчение, обработка сырья им¬пульсными токами, обеспечивается высокая турбулентность суспензии, обез¬зараживание, но одновременно с этим происходит загрязнение экстрактов продуктами электрической эрозии электродов.
Наиболее широкое применение электрогидравлическая технология, ос-нованная на применении электрического импульсного разряда в жидкости, инициируемого импульсом напряжения стандартной формы с параметрами: фронт t4,=l,2-10‘6 с, длительность tH=40-10'6 с, получила в основном в области дезинтеграции горных пород, искусственных материалов, штамповке метал¬лов. В области, где воздействующим фактором является ударная волна, фор¬мируемая в результате мгновенного расширения канала разряда, а другие вторичные явления, сопровождающие электрический разряд в жидкости, практически не оказывают влияния и, соответственно, исследователями не учитываются. Такое же понимание процесса перенесено и на обработку рас¬тительных материалов.
Ведущими организациями, где проводились эти исследования, являют-ся ИПФ (Кишинев), МГПУ, МИСиС (Москва), ИМО АНБ (Минск), ПКБ электрогидравлики (Николаев), НИИ ВН при ТомПУ (Томск) и т.д.
Анализ литературы показывает, что применение электрогидравличе- ского способа улучшает показатели экстракции и может рассматриваться как один из наиболее эффективных методов переработки. Однако основная часть исследований носит демонстрационный характер и ориентирована на кон¬кретные виды сырья. Практически отсутствуют рекомендации по выбору оп¬тимальных параметров источников импульсов и режимов их работы, по кон¬струкциям рабочих камер и т.д. Полученные результаты и выводы зачастую противоречивы. Отсутствие системного подхода к анализу процесса не по¬зволяет целенаправленно разрабатывать технологические схемы и аппарату¬ру, что подтверждается отсутствием информации по реально действующим установкам.
Таким образом, разработка научно обоснованной технологии экстраги¬рования, базирующейся на электрическом разряде в жидкости, методов рас¬чета и проектирования нового технологического процесса, решающего про¬блемы ресурсосбережения и экологии, имеют актуальное научное и практи¬ческое значение.
Целью работы является исследование кинетики, разработка теорети-ческих и научных основ технологии и аппаратов, обеспечивающих интен-сивный ресурсосберегающий процесс извлечения биологически активных соединений из растительного сырья под воздействием электрических разря-дов в жидкости, инициируемых прямоугольными импульсами напряжения с наносекундным фронтом и внедрение их в промышленность.
Научная новизна:
- новая технология водного экстрагирования, базирующаяся на приме-нении электрических разрядов, инициируемых импульсами напряжения с на- носекундными параметрами и обеспечивающая извлечение целевых компо-нентов на уровне 90-95%;
- теоретическое обобщение и экспериментальное исследование влия-ния комплекса энергетических воздействий на процесс электроразрядного экстрагирования;
- впервые разработан метод совмещенного регулируемого ввода ионов металла в экстракт, увеличивающий биологическую активность извлекаемых веществ;
- впервые исследован и раскрыт механизм образования кавитации при разряде в наносекундном диапазоне времени;
- методики и результаты экспериментального исследования кавитаци-онных процессов, генерируемых на стадии формирования электрического разряда;
- метод расчета электроразрядных экстракционных аппаратов.
Практическая ценность. Результаты теоретических и эксперимен-тальных исследований позволили предложить научно-обоснованный эффек-тивный метод решения важной проблемы - организации интенсивной ресур-сосберегающей технологии экстрагирования биологически активных соеди-нений.
Теоретические, экспериментальные и опытно-промышленные исследо-вания по интенсификации экстракционных процессов явились основой для разработки методики расчета и создания принципиально новых высокоэф-фективных аппаратов, которые внедрены в пищевую и фармацевтическую промышленность.
1. Электроразрядные экстракционные аппараты производительностью 90 л/час для извлечения пектинов из неутилизованных отходов консервного производства внедрены на Ессентукском консервном заводе. В результате выход пектинов увеличен в 2 раза, в 6 раз сокращена продолжительность процесса экстракции, токсичный и дорогостоящий экстрагент заменен водой. Расчетный экономический эффект составляет 2,4 млн. руб в год.
2. Для Ессентукского консервного завода разработано техническое за¬дание на изготовление экстракционного аппарата ЭРА-4 производительно¬стью 350 л/час с привязкой к заводской технологической линии.
3. На предприятии АО «Бештау-Темпельгоф» Ставропольского края внедрены результаты научно-исследовательской работы, разработан техни¬ческий проект и изготовлен опытно-промышленный образец установки для экстракции яблочного пектина из отходов винного производства. Стендовые испытания установки в условиях предприятия показали снижение себестои¬мости 1 кг пектина в 2,3 раза за счет увеличения выхода.
4. На Краснодарской фармацевтической фабрике внедрен экспресс- метод экстрагирования полисахаридов из надземной части женьшеня. Метод экстрагирования позволяет извлекать из надземной части женьшеня до 23- 25% полисахаридов по отношению к весу сырья, по сравнению с 3-5% при использовании традиционных методов извлечения.
5. На предприятиях фармуправления Ростовской области (АПУ РО) внедрен экспресс-метод интенсивного экстрагирования полисахаридов из шрота женьшеня, что позволяет доизвлекать до 16% полисахаридов. Время получения экстракта 30 минут.
6. На Пятигорской фармацевтической фабрике ново-галеновых препа¬ратов внедрены результаты НИР и экстракционные аппараты для извлечения экстрактивных веществ из шрота и листьев женьшеня, традиционно извле¬каемых из корней женьшеня. Выход полисахаридов увеличен в 3,5 раза, что обеспечивает сохранность сырьевых ресурсов. Продолжительность извлече¬ния алкалоидов и флавоноидов сокращена более чем в 50 раз. Разработан проект технологической линии по производству экстрактов их растительного сырья.
7. Внедрены в учебный процесс Пятигорской государственной фарма¬цевтической академии методики и устройства для изучения интенсивной технологии экстрагирования растительного сырья. Исследования и методики использованы при разработке учебно-методических пособий.
Апробация работы. Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертации докладывались на Международной конференции по жидкостной экстракции органических веществ (Воронеж, 1992), III, IV, V Российском научном Конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1997, 1998, 1999), Международных конференциях «Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике» (Новочеркасск, 2001-2002); Научно-практической конференции, посвященной 45-летию Украинской фармацевтической академии (Харьков, 1996), Всесоюзной научной конфе-ренции «Физика диэлектриков и новые области их применения» (Караганда, 1978), Всесоюзной научной конференции «Комплексные исследования физи-ческих свойств горных пород и процессов» (Москва, 1981), Всесоюзном со-вещании «Электроимпульсная технология и электромагнитные процессы в нагруженных твердых телах» (Томск, 1982), Всесоюзном совещании «Элек-трический разряд в жидкости и его применение» (Николаев, 1984), Регио-нальной конференции, посвящённой 30-летию фармацевтического факульте-та Тюменского медицинского института (Тюмень, 1994), Пленуме Всерос-сийского общества фармацевтов (Владимир, 1991), 45-й отчётной научной конференции по проблемам фармации «Биофармация и технология лекарств» (Пятигорск 1990), Северо-Кавказской региональной конференции по фунда¬ментальным наукам «Эдельвейс - 96» (Нальчик, 1996), Научно-практической конференции, посвящённой 30-летию фармацевтического факультета «Дос¬тижения современной фармацевтической науки и практики на рубеже XXI века» (Курск, 1996), Региональных конференциях по фармации и фармаколо¬гии: «Технология лекарственных форм и фитопрепаратов» (Пятигорск, 1995- 2002).
Публикации. По материалам исследований опубликовано более 50 работ в академических и отраслевых журналах и изданиях, получено 8 автор¬ских свидетельств СССР и патентов РФ на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы из 21(5 наименований и приложений. Работа из-ложена на 345 страницах машинописного текста, содержит 58 таблиц, 144 рисунка.

Список літератури

8. 5. Основные результаты и выводы
Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных работ, позво¬ливший решить крупную научно-техническую проблему - разработать и до¬вести до внедрения в фармацевтическую и перерабатывающую промышлен¬ность интенсивную ресурсосберегающую технологию экстрагирования био¬логически активных комплексов из растительного сырья с сохранением их в нативном виде.
Основные научные результаты и практические выводы, полученные при разработке электроразрядного способа экстрагирования, заключаются в следующем:
1. Разработана эффективная технология экстрагирования различных видов лекарственного растительного сырья, где в качестве интенсифицирующего фактора используется электрический разряд, инициируемый в проводящей среде прямоугольными импульсами напряжения с наносекундным фронтом.
2. Аналитически и экспериментально исследованы закономерности и кине¬тика процесса экстрагирования растительного сырья.
3. Определены приоритеты, действующих при разряде в жидкости энергети¬ческих факторов и указаны пути их регулирования.
4. Впервые доказана и реализована возможность совмещенного регулируе¬мого ввода ионов металла в экстракт, в процессе его получения, с целью при¬дания извлекаемым препаратам свойств, усиливающим их фармакологиче¬ское действие.
5. С применением стандартных методик доказана сохранность извлекаемых биологически активных соединений в нативном виде и высокая антимикроб¬ная стойкость экстрактов.
6. Исследованы и предложены марки металлов и конструкции эрозионно¬стойких электродов, обеспечивающие высокий ресурс, до 10 9 циклов.
7. Теоретические, экспериментальные и опытно-промышленные исследо¬вания по интенсификации экстракционных процессов явились основой для разработки методики расчета и создания принципиально новых высокоэф¬фективных аппаратов, которые внедрены в пищевую и фармацевтическую промышленность.
8. Электроразрядные экстракционные аппараты производительностью 90 л/час для извлечения пектинов из неутилизованных отходов консервного производства внедрены на Ессентукском консервном заводе. В результате выход пектинов увеличен в 2 раза, в 6 раз сокращена продолжительность процесса экстракции, токсичный и дорогостоящий экстрагент заменен на водный. Расчетный экономический эффект составляет 2,4 млн. руб в год.
9. Для Ессентукского консервного завода разработано техническое зада¬ние на изготовление экстракционного аппарата ЭРА-4 производительностью 350 л/час с привязкой к заводской технологической линии.
10. На предприятии АО «Бештау-Темпельгоф» Ставропольского края вне¬дрены результаты научно-исследовательской работы, разработан техниче¬ский проект и изготовлен опытно-промышленный образец установки для экстракции яблочного пектина из отходов винного производства. Стендовые испытания установки в условиях предприятия показали снижение себестои¬мости 1 кг пектина в 2,3 раза за счет увеличения выхода.
11. На Краснодарской фармацевтической фабрике внедрен экспресс-метод экстрагирования полисахаридов из надземной части женьшеня. Метод экст¬рагирования позволяет извлекать из надземной части женьшеня до 23-25% полисахаридов по отношению к весу сырья, по сравнению с 3-5% при ис¬пользовании традиционных методов извлечения.
12. На предприятиях фармуправления Ростовской области (АПУ РО) вне¬дрен экспресс-метод интенсивного экстрагирования полисахаридов из шрота женьшеня, что позволяет доизвлекать до 16% полисахаридов. Время получе¬ния экстракта 30 минут.
13. На Пятигорской фармацевтической фабрике ново-галеновых препара¬тов внедрены результаты НИР и экстракционные аппараты для извлечения экстрактивных веществ из шрота и листьев женьшеня, традиционно извле¬каемых из корней женьшеня. Выход полисахаридов увеличен в 3,5 раза, что обеспечивает сохранность сырьевых ресурсов. Продолжительность извлече¬ния алкалоидов и флавоноидов сокращена более чем в 50 раз. Разработан проект технологической линии по производству экстрактов из растительного сырья.
14. Внедрены в учебный процесс Пятигорской государственной фармацев¬тической академии методики и устройства для изучения интенсивной техно¬логии экстрагирования растительного сырья. Внедрен экспресс метод по¬вреждения эритроцитов импульсными электрическими разрядами для изуче¬ния мембраностабилизирующих свойств лекарственных препаратов, исклю-чающий возможность их модификации. Исследования и методики использо¬ваны при разработке учебно-методических пособий.
Высокие технические и экономические показатели ресурсосберегаю¬щей электроразрядной технологии экстрагирования открывают широкие пер¬спективы для применения в различных отраслях промышленности: химиче¬ской, биохимической, фармацевтической, пищевой и медицинской с целью более быстрого и полного извлечения целевых компонентов из растительно¬го сырья, а также в подразделениях судебной медэкспертизы для оперативно¬го извлечения токсичных веществ из пораженных тканей.
Электроразрядные аппараты могут использоваться для химико¬технологических процессов эмульгирования, диспергирования и растворе¬ния.
В заключение автор выражает глубокую благодарность научному кон¬сультанту, доктору технических наук, профессору Ю.Н. Кудимову; сотруд¬никам кафедры физики ПятГФА и других организаций, поддержавшим дан¬ные исследования и принявшим в них участие.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Муравьев И.А. Технология лекарств. Т. 1, М., Медицина. - 1980. - 391с.
2. Агранат Б.А., Дубровин Н.М., Хавский H.H. Основы техники и физики ультразвука. - М.: Высш. шк., 1987. - 352с.
3. Аксельрод JI.C., Юдаев В.Ф., Мандрыка Е.А. Ультразвуковые методы воздействия на технологические процессы. М.: Металлургия, 1981. На¬учи. тр. / МИСиС; № 133. - С. 29 - 32.
4. Агранат Б.А., Башкиров В.И. Критерий оценки интенсивности ультра¬звуковой кавитации //ДАН СССР. 1968, т. 179, № 4, с. 821 - 824.
5. Debska W., Walasiar A., Wltradzwieki w naukach Farmaceutycznych //Herba polon. - 1975. - № 2. - S.220 - 228.
6. Suss W. Д. Die Extraktion von Fingerhutbbattem mit Hilfe Ultrashall //Die Pharmazie. - 1972. - Bd. 27, № 9. - S.615 - 616.
7. Szamel - Szentessa I.M. Anwendung des Ultraschazur Extraktion der Alkaloide aus Belladona - Blattern // Gyogyszereszet. 1970. - Bd. 14, № 4. -
S. 133 - 135.
8. Молчанов Г.И. Ультразвук в фармации. - М.: Медицина, 1980. - 202 с.
9. Молчанов Г.И. Интенсивная обработка лекарственного растительного сырья. - М.: Медицина, 1981, с. 206.
10. Макаренко П.Н., Черняк A.C., Макаренко Е.П. Получение экстракта рау- вольфии на ультразвуковой установке в заводских условиях /Всесоюз. съезд фармацевтов (2; 1974; Рига): Тез. докл. - Рига, 1974. - С. 99 - 100.
11. Паршина М.А., Кардашев Г.А., Салосин A.B. Интенсификация процессов в жидкости при воздействии магнитных и ультразвуковых полей //Электронная обработка материалов, 1983, № 4 (112), С. 57 - 58.
12. Бутиков В.В., Вишняков В.В. Интенсификация процессов в массообмен¬ном оборудовании химических производств наложением электрических полей //Электронная обработка материалов, 1983, № 4 (112), С. 30 - 32.
13. Жарик Б.Н., Краженко Л.И., Мельничук B.C. О разрушении клеточных оболочек растительной ткани при электроплазмолизе //Электронная об¬работка материалов, 1990, (115), С. 66 - 67.