Каталог / ТЕХНІЧНІ НАУКИ / Процеси та обладнання виробництв
скачать файл: ![](/design/img/wordl.gif)
- Назва:
- Удосконалення процесу виробництва пектинового КОНЦЕНТРАТу та його апаратурне оформлення
- Альтернативное название:
- Совершенствование процесса производства пектинового концентрата и его аппаратное оформление
- ВНЗ:
- ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ
- Короткий опис:
- МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ
гузенко василь володимирович
УДК 664.29:65.012.12
удосконалення процесу виробництва пектинового КОНЦЕНТРАТу та його апаратурне оформлення
Спеціальність 05.18.12 процеси та обладнання харчових, мікробіологічних
та фармацевтичних виробництв
дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Харків 2013
ЗМІСТ
Сторінки
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ....................................................................7
ВСТУП......................................................................................................................8
РОЗДІЛ 1 аналіз процесів екстракції, концентрування,
очищення пектинових речовин з рослинної сировини
та обладнання для їх реалізації..........................................................15
1.1 Сутність процесів вилучення пектинових речовин з
пектинвмісної сировини.................................15
1.1.1 Основні властивості пектину та пектинових речовин ...................15
1.1.2 Аналіз процесу екстракції пектинових речовин.............................21
1.1.3 Характеристика сучасних методів екстракції пектинових
речовин.....................................................................................................25
1.2 Аналіз конструкцій екстракційних установок для
екстракції пектинових речовин..........................................29
1.3 Характеристика процесів концентрування та очищення
пектинових екстрактів................................................................................32
1.3.1 Розділення пектинового екстракту...................................................32
1.3.2 Очищення пектинового екстракту....................................................33
1.4 Сутність баромембранних методів обробки
пектинових екстрактів............................................................................35
1.4.1 Ультрафільтраційне концентрування пектинових екстрактів.......35
1.4.2 Очищення пектинових концентратів діафільтрацією.................39
1.5 Аналіз конструкцій обладнання для мембранної
обробки пектинових екстрактів.................................................................41
Висновки за розділом..................................................................................50
РОЗДІЛ 2 ОБ’ЄКТИ, МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ.................52
2.1 Об’єкти і предмети досліджень...........................................................52
2.2 Обладнання для проведення процесів одержання
пектинових концентратів............................................................................52
2.2.1 Експериментальна установка для дослідження процесу
екстракції пектинових речовин..................................................................53
2.2.2 Лабораторна установка для дослідження баромембранних
процесів обробки пектинових екстрактів.................................................54
2.2.3 Експериментальна ультрафільтраційна установка ........................56
2.3 Методи дослідження процесів екстракції та баромембранні процесів обробки пектинових екстрактів.................................................................59
2.3.1 Визначення пектинових речовин в екстрактах................................59
2.3.2 Методи дослідження баромембранних процесів концентрування та очищення пектинових екстрактів..........................................................60
2.4 Методи аналізу якісних характеристик пектинових екстрактів та
пектинових концентратів............................................................................61
2.4.1 Визначення значень рН......................................................................61
2.4.2 Визначення в’язкості пектинових екстрактів..................................62
2.4.3 Визначення молекулярної маси........................................................63
2.4.4 Визначення масової частки сухих речовин.....................................64
2.4.5 Визначення зольності.........................................................................64
2.4.6 Визначення драглеутворюючої здатності........................................65
2.4.7 Визначення комплексоутворюючої здатності.................................65
2.4.8 Статистична обробка результатів досліджень.................................67
2.7 Загальний план проведення теоретичних та
експериментальних досліджень.................................................................69
Висновки за розділом..................................................................................71
РОЗДІЛ 3 дослідження процесу екстракції пектинових речовин з бурякового жому..................................................................72
3.1 Теоретичні аспекти процесу екстракції в системі «пектинвмісна
сировина рідина»......................................................................................72
3.2 Математичне моделювання процесу екстракції рослинної
сировини...................................................................................................78
3.3 Дослідження процесу екстракції пектинових речовин......................90
3.3.1 Вибір бурякової сировини та гідромодуля процесу
набрякання...................................................................................................90
3.3.2 Дослідження технологічних параметрів процесу екстракції
пектинових речовин.................................................................................. 92
3.4 Вибір раціональних параметрів процесу екстракції пектинових речовин........................................................................................................................104
Висновки за розділом................................................................................105
РОЗДІЛ 4 дослідження баромембранних процесів
концентрування та очищення пектинових екстрактів.................106
4.1 Теоретичні аспекти обробки пектинових екстрактів.......................106
4.2 Аналіз існуючих математичних моделей баромембранних
процесів обробки пектинових екстрактів...............................................112
4.3 Дослідження процесу ультрафільтраціного концентрування пектинового екстракту в тупиковому режимі та режимі
з вібраційною турбулізацією....................................................................120
4.4 Вибір раціональних параметрів процесу концентрування пектинових екстрактів.........................................................................................134
4.5 Процес діафільтраційного очищення пектинових концентратів....136
Висновки за розділом................................................................................139
РОЗДІЛ 5 ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ........................................................................140
5.1 Розробка екстракційного обладнання для одержання
пектинових екстрактів.. ...........................................................................140
5.1.1 Пристрій для дослідження процесу екстракції
рослинної сировини.................................................................................140
5.1.2 Пристрій для екстракції рослинної сировини...............................143
5.2 Принципова схема технологічної лінії виробництва пектинових
концентратів із пектинвмісної сировини................................................147
5.3 Впровадження результатів досліджень в практику.........................150
5.4 Розрахунок економічної ефективності від впровадження вдосконаленої лінії у виробництво пектинових концентратів..............151
Висновки за розділом................................................................................153
ВИСНОВКИ.........................................................................................................154
СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ.........................................................157
ДОДАТКИ............................................................................................................176
ДОДАТОК А Розрахунок рівнянь математичних моделей процесів екстракції пектинових речовин та ультрафільтраційного концентрування пектинових екстрактів..................................................177
ДОДАТОК Б Розрахунок економічної ефективності впровадження удосконаленої лінії у виробництво пектинових концентратів.............187
ДОДАТОК В Патенти на корисну модель..............................................197
В.1 Патент України на корисну модель № 61786 А, МКІ В01D61/00.
Спосіб одержання пектину з бурякового жому......................................198
В.2 Патент України на корисну модель № 61786 А, МКІ В01D61/00.
Пристрій для дослідження процесу екстракції
рослинної сировини..................................................................................202
В.3 Патент України на корисну модель № 68808 А, МКІ В01D61/00.
Пристрій для екстракції рослинної сировини........................................205
ДОДАТОК Г Довідки про участь у виставках......................................210
Г.1 Довідка про участь у міжнародній виставці «Енергія
зростання» в рамках міжнародного форуму «Інновації. Інвестиції.
Харківські ініціативи» та Великого слобожанського ярмарку
(м. Харків), 16-19 вересня 2010 р. ...........................................................211
Г.2 Довідка про участь у призентаційно-виставковому заході «Дні
московської області у Харкові» (м. Харків) 29-30 листопада 2011 р...214
Г.3 Довідка про участь в міжрегіональній спеціалізованій виставці
«Освіта Слобожанщини 2011» (м. Харків) 14-16 квітня 2011 р. ......216
Г.4 Довідка про участь у 1-й спеціалізованій виставці
«Харчова індустрія» (м. Харків), 2-4 вересня 2011 р. ...........................218
Г.5 Довідка про участь у міжрегіональній спеціалізованій
Виставці «Освіта Слобожанщини 2011» (м. Харків)
27-29 жовтня 2011 року...........................................................................220
Г.6 Довідка про участь у спеціалізованій виставці «Освіта
Слобожанщини 2012» (м. Харків) 11-13 квітня 2012 р. ....................222
Г.7 Довідка про участь у міжнародній виставці «Продукты питания», «Фестиваль напитков», «Ресторанный бизнес», «Технологии и оборудование» (м. Харків) 14-17 вересня 2012 р. .................................225
Г.8 Довідка про участь у спеціалізованій виставці «Освіта
Слобожанщини 2012» (м. Харків) 3-5 жовтня 2012 р. .......................228
Г.9 Довідка про участь у виставці наукових розробок у межах
науково-практичного Форуму «Наука і бізнес основа розвитку
економіки»(м. Дніпропетровськ) 11-12 жовтня 2012 р. .......................231
ДОДАТОК Д Довідки про участь конференціях...................................234
ДОДАТОК Е Рекомендації «Підвищення продуктивності
пристрою для екстракції рослинної сировини».....................................238
ДОДАТОК Ж Акт впровадження науково-дослідної роботи
«Розробка рекомендацій щодо підвищення продуктивності
пристрою для екстракції рослинної сировини».....................................248
ДОДАТОК З Проект технічної документації на пристрій для
екстракції рослинної сировини ПЕРС-1..................................................252
ДОДАТОК К Акт впровадження проекту технічної документації
на пристрій для екстракції рослинної сировини ПЕРС-1......................262
ДОДАТОК Л Акти впровадження у навчальний процес......................264
перелік умовних позначень
БМП баромембранний процес;
ВМС високомолекулярні сполуки;
ДФ діафільтрація;
НМС низькомокулярні сполуки;
ПЕ пектиновий екстракт;
ПК пектиновий концентрат;
ПР пектинові речовини;
СР сухі речовини;
УФ ультрафільтрація.
ВСТУП
Актуальність теми. Несприятлива екологічна ситуація у світі, соціальні проблеми, стреси, уповільнений спосіб життя, шкідливі звички більшості населення України, призводять до зменшення опору організму впливу навколишнього середовища й зростанню кількості хронічних захворювань. Одним із способів вирішення цих проблем є введення в раціон населення пектинових речовин (ПР), що видобуваються з різноманітної плодоовочевої сировини.
Одним з головних напрямків підвищення ефективності сучасних харчових виробництв є створення маловідходних і енергозаощадних процесів, залучення в харчову промисловість вторинних сировинних ресурсів. Виробництво пектинових концентратів (ПК) відповідає цьому завданню, тому що, з одного боку, дозволяє залучати в обіг вторинну пектинвмісну сировину буряковий, яблучний, цитрусовий жом, соняшникові корзинки, а з іншого боку сприяє виробництву різноманітного асортименту пектинвмісних продуктів.
В останні роки потреба нашої країни в пектинопродуктах (пектинових концентратах) значно перевищує обсяги їх закупівель за кордоном. В Україні на сьогоднішній день виробництво пектинопродуктів відсутнє. Це можна пояснити недосконалістю та неефективністю існуючих процесів виробництва пектинових концентратів та обладнання для їх реалізації, відсутністю науково обґрунтованих ресурсозберігаючих процесів та технологій пектинового виробництва.
Розробкою та удосконаленням процесів виробництва пектинопродуктів займалися такі вітчизняні та іноземні вчені, як Г.Б. Аймухамедова, В.М. Голубєв, Л.В. Донченко, І.А. Ільїна, І.О. Крапивницька, М.П. Купчик, В.Г. Мирончук, Н.П. Шелухіна, A.G. Taylor, P. Kooman та інші.
На сьогодні основними етапами процесу одержання пектинових концентратів, що потребують удосконалення, є процеси вилучення ПР із сировини (гідроліз-екстракція) та концентрування і очищення одержаних пектинових екстрактів (ПЕ), що може бути вирішене залученням безпечних екстрагентів (органічних кислот) та баромембранних методів обробки пектинових екстрактів відповідно.
Тому удосконалення процесів одержання пектинових концентратів шляхом комплексного використання кислотної екстракції пектинових речовин та мембранних методів концентрування і очищення пектинових екстрактів є задачею актуальною і своєчасною, вирішення якої дозволить не тільки створити енергозберігаючий процес виробництва пектинових концентратів, але й розробити економічно високоефективне обладнання для його реалізації.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась відповідно до основних напрямків наукових досліджень Харківського державного університету харчування та торгівлі за темами №10-09-12Б (0108U009986) «Удосконалення процесів та обладнання для концентрування харчової сировини з метою створення ресурсозберігаючих технологій», №1-13БО (0113U000156) «Розробка прогресивних енерго- та ресурсоефективних процесів та обладнання для концентрування та сушіння харчової сировини», а також за госпдоговірною тематикою №6-12Д (0112U00804) «Розробка рекомендацій щодо підвищення продуктивності пристрою для екстракції рослинної сировини».
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є удосконалення процесу виробництва пектинового концентрату та його апаратурне оформлення.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:
дослідити процес екстракції ПР з бурякового жому з використанням решітчастого та комбінованого перемішуючого елемента;
встановити раціональні параметри технологічних режимів процесу екстракції ПР із застосуванням комбінованого перемішуючого елемента;
дослідити процес ультрафільтраційного (УФ) концентрування та діафільтраційного (ДФ) очищення пектинових екстрактів з використанням мембран типу ПАН в тупиковому режимі та режимі з вібраційним перемішуванням;
проаналізувати чинники, що впливають на рівень концентраційної поляризації на поверхні мембран в процесі УФ-концентрування та ДФ-очищення ПЕ;
встановити раціональні параметри технологічних режимів процесу УФ-концентрування та ДФ-очищення пектинових екстрактів з вібраційним перемішуванням вихідної сировини;
розробити конструкції обладнання для екстракції ПР в лабораторних та промислових умовах;
здійснити комплекс заходів щодо впровадження результатів досліджень в практику;
визначити соціальний та економічний ефект одержаних результатів.
Об’єкт дослідження процес екстракції ПР, баромембранні процеси концентрування і очищення ПЕ.
Предмет дослідження свіжий та сухий буряковий жом, напівпроникні УФ-мембрани типу ПАН, лабораторні установки для дослідження параметрів процесів екстракції ПР, концентрування та очищення ПЕ, обладнання для процесу екстракції ПР, мембранні модулі з плоскими фільтрувальними елементами, пектиновий екстракт та продукти його мембранної обробки концентрат і пермеат.
Методи досліджень об’ємний метод визначення кількості ПР у пектинових екстрактах; стандартні методи визначення характеристик напівпроникних мембран, фізико-хімічних показників сировини та продуктів мембранної обробки; методи визначення драглеутворюючої здатності на приладі Валента, комплексоутворюючої здатності за взаємодією солей свинцю з молекулами пектину; методи математичної обробки результатів експериментів з використанням сучасних комп’ютерних програм.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:
науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність використання комбінованого перемішуючого елемента для інтенсифікації процесу екстракції пектинових речовин;
встановлено вплив температури, гідромодуля та тривалості процесу екстракції пектинвмісної сировини на інтенсивність вилучення ПР із застосуванням комбінованого перемішуючого елемента;
науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність мембранних методів обробки пектинових екстрактів у режимі з вібраційним перемішуванням;
встановлено вплив температури, тиску та тривалості процесу мембранного концентрування та очищення ПЕ на характеристики УФ-мембран типу ПАН;
запропоновані математичні моделі процесів екстракції ПР, УФ-концентрування ПЕ для визначення раціональних параметрів процесу на основі методів аналізу розмірностей та методу планування експериментів;
визначено раціональні параметри і режими процесів екстракції ПР та УФ-концентрування і очищення ПЕ;
встановлено фізико-хімічні показники якості кінцевого продукту ПК за різних параметрів процесів обробки пектинвмісної сировини.
Практичне значення одержаних результатів полягає в:
інтенсифікації процесів екстракції ПР, мембранної обробки ПЕ та виборі раціональних параметрів одержання ПК на технологічних стадіях його виробництва;
розробці лабораторної установки для дослідження процесу екстракції рослинної сировини;
застосуванні вібраційного перемішування з метою усунення гель-шару на селективній поверхні напівпроникних мембран в процесі УФ-концентрування та ДФ-очищення ПЕ;
визначенні впливу вібраційного перемішування на продуктивність напівпроникних мембран типу ПАН за баромембранної обробки ПЕ;
розробці конструкції пристрою для екстракції рослинної сировини з турбулізуючими елементами в промислових умовах;
створенні проектної документації на пристрій для екстракції рослинної сировини ПЕРС-1;
розробці принципової схеми технологічної лінії для виробництва сухих пектинових концентратів (пектину) з використанням розробленого обладнання.
На технічні рішення, що запропоновані в дисертаційній роботі, отримано 3 патенти України на корисну модель.
Реалізація результатів роботи. Впроваджено «Рекомендації щодо підвищення продуктивності пристрою для екстракції рослинної сировини» у виробничих умовах ФО-П Тридуб М.О. (акт від 17.05.2012 р.). Проектна документація на пристрій для екстракції рослинної сировини ПЕРС-1 передана для впровадження в селянсько-фермерське господарство «Чайка» Чаплинського району Херсонської області (акт від 15.05.2012 р.). Результати роботи впроваджено у навчальний процес ХДУХТ (акти від 13.12.2010 р., 18.04.2011 р., 30.01.2012 р.).
Очікуваний економічний ефект від впровадження результатів дослідження складає 2056,2 тис. грн/рік.
Особистий внесок здобувача полягає у проведенні аналізу сучасного стану існуючих процесів пектинового виробництва, постановці і проведенні наукових експериментів та обробці їх результатів, формулюванні висновків, прийнятті участі в випробуваннях дослідно-експериментальних зразків екстракційного та мембранного обладнання, підготовці матеріалів до публікацій, проведенні патентного пошуку та оформленні заявок на корисні моделі.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації і результати досліджень доповідались, обговорювались і були схвалені на: Всеукраїнській науковій конференції студентів і наукової молоді «Актуальні проблеми розвитку харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі» (м. Харків, 2009-2012 рр.); Міжнародній науково-практичній конференції «Прогресивна техніка та технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і торгівлі. Економічна стратегія і перспективи розвитку сфери торгівлі та послуг» (м. Харків, 2010-2012 рр.); Науковій міжнародній конференції наукової молоді і студентів «Сучасні проблеми легкої і харчової промисловості» (м. Луганськ, 2010 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції «Сучасні проблеми техніки та технології харчових виробництв, ресторанного бізнесу та торгівлі» (м. Харків, 2010 р.); 77-й та 78-й наукових конференціях молодих учених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті» (м. Київ, 2011-2012 рр.); І Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Актуальні проблеми харчової промисловості та підготовки кадрів для галузі» (м. Луганськ, 2011 р.); VІІІ Міжнародній науково-технічній конференції «Техника и технология пищевых производств» (м. Могильов, 2011 р.); VІ Міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми харчових технологій і харчування. Сучасні виклики і перспективи розвитку» (м. Донецьк-Святогірськ, 2011 р.); Міжвузівському науково-практичному семінарі Полтавського університету економіки і торгівлі «Нові технології і обладнання харчових виробництв» (м. Полтава, 2011 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні технології та обладнання харчових виробництв» (м. Тернопіль, 2011 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальные вопросы современной науки» (м. Курськ, 2012 р.); Внутрішньовузівській науково-практичній конференції з регіональною участю «Молодые ученые науке и производству» (м. Саратов, 2012 р.).
Конструкції обладнання, розробленого для процесу екстракції ПР, демонструвались та отримали схвалення на: Міжнародній виставці «Енергія зростання» в рамках Міжнародного форуму «Інновації. Інвестиції. Харківські ініціативи» та Великого Слобожанського ярмарку (м. Харків, 2010 р.); презентаційно-виставковому заході «Дні Московської області у Харкові» (м. Харків, 2010 р.); Міжрегіональній спеціалізованій виставці «Освіта Слобожанщини» (м. Харків, 2011, 2012 рр.); 1-й спеціалізованій виставці «Харчова індустрія» (м. Харків, 2011 р.); Міжнародній виставці «Продукты питания. Фестиваль напитков. Ресторанный бизнес. Технологии и оборудование» (м. Харків, 2012 р.); виставці наукових розробок в межах науково-практичного форуму «Наука і бізнес основа розвитку економіки» (м. Дніпропетровськ, 2012 р.); виставці наукових досліджень Харківського державного університету харчування та торгівлі в рамках Міжнародної науково-практичної конференції «Прогресивна техніка та технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і торгівлі. Економічна стратегія і перспективи розвитку сфери торгівлі та послуг» (м. Харків, 2012 р.).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 19 наукових праць, у тому числі 7 статей у затверджених наукових фахових виданнях, 3 патенти України на корисну модель, 9 тез доповідей та матеріалів наукових конференцій.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 166 найменувань (з них 17 іноземних), і восьми додатків. Обсяг основної частини роботи становить 156 сторінок, вона містить 35 рисунків, 18 таблиць.
- Список літератури:
- ВИСНОВКИ
1. На підставі аналізу науково-технічної літератури, комплексних патентних досліджень було зроблено висновок, що основними причинами відсутності пектинового виробництва в харчовій промисловості України є недостатній рівень теоретичних розробок процесу вилучення ПР з пектинвмісної сировини, застосування малоефективних методів концентрування та очищення ПЕ, відсутність високоефективного енергозаощадного обладнання пектинового виробництва. Доведено необхідність дослідження процесів екстракції ПР, концентрування та очистки ПЕ з метою їх удосконалення, а також розробки та застосування модернізованого екстракційного та мембранного обладнання для одержання ПК високої якості.
2. Розроблено математичну модель процесу екстракції ПР з перемішуванням у вигляді критеріальної залежності, що дозволяє розрахувати коефіцієнт масовіддачі в системі «тверде тілорідина» для визначення інтенсивності процесу. Встановлено, що розраховані значення коефіцієнта масовіддачі при застосуванні для інтенсифікації процесу екстракції ПР розробленого перемішуючого елемента збільшуються в 1,7 рази порівняно з використанням традиційної решітчастої мішалки.
3. Встановлено раціональні параметри процесу екстракції ПР зі свіжого та сухого бурякового жому з використанням запропонованого комбінованого перемішуючого елемента: температура 6070°С, тривалість процесу екстракції (1,01,1)·602 с, гідромодуль 810. Визначено вплив встановлених параметрів на концентрацію та якісні показники ПР в складі одержаних пектинових екстрактів.
4. Доведено, що за швидкістю фільтрації та селективністю за ПР ультрафільтраційні мембрани типу ПАН є перспективними для здійснення УФ-концентрування пектинових екстрактів. Визначені раціональні технологічні параметри процесу УФ-концентрування ПЕ. Встановлено, що робочий тиск процесу повинен дорівнювати 0,40,5 МПа, температура фільтрації 4555°С, тривалість процесу (1,52,0)·602 с.
5. Проаналізовано чинники, що впливають на рівень концентраційної поляризації на поверхні напівпроникних мембран типу ПАН в процесі УФ-концентрування. Встановлено раціональні технологічні параметри процесу УФ-концентрування ПЕ з використанням заходів його інтенсифікації. Доведено, що застосування вібраційного перемішування зі швидкістю пульсуючих потоків ПЕ в міжмембранному каналі 1,5...1,7 м/с дозволяє інтенсифікувати процес УФ-концентрування ПЕ порівняно з УФ-концентруванням в тупиковому режимі в 1,51,6 рази.
6. Визначено вплив ступеня та числа циклів розбавлення ПК на продуктивність УФ-мембрани ПАН-100 за очищення пектинових концентратів в процесі діафільтрації. Встановлено, що при кратності розбавлення 2 кількість циклів процесу ДФ-очищення складає 7, а при кратності розбавлення 4 відповідно 4. Доведено, що після застосування процесу ДФ-очищення концентрація пектинових речовин у ПК залишається незмінною.
7. Розроблено конструкції обладнання для проведення процесу екстракції пектинових речовин в лабораторних та промислових умовах. Визначені основні техніко-економічні показники промислового пристрою для екстракції рослинної сировини, продуктивність якого за виходом екстракту складає 450480 дм3/год.
8. Здійснено комплекс заходів із впровадження результатів досліджень в практику. Розроблено та затверджено у відповідному порядку нормативну документацію «Рекомендації щодо підвищення продуктивності пристрою для екстракції рослинної сировини». Результати досліджень впроваджені у ФО-П Тридуб М.О., м. Харків. Комплект проектної документації на пристрій для екстракції рослинної сировини ПЕРС-1 передано для впровадження в селянсько-фермерське господарство «Чайка» Чаплинського району Херсонської області.
9. Визначено економічний ефект від впровадження результатів досліджень, який складає 2056,2 тис. грн/рік, за рахунок зниження собівартості виробництва пектинового концентрату.
список використаних джерел
1. Домарецький В. А. Технологія харчових продуктів : [підруч.] / В. А. Домарецький, М. В. Остапчук, А. І. Українець К. : НУХТ, 2003. 572 с.
2. Донченко Л. В. Разработка и интенсификация технологических процессов получения пектина из свекловичного и других видов сырья : дисс. ... доктора техн. наук : 05.18.12 / Донченко Людмила Владимировна. К., 1990. 360 с.
3. Hui Y. H. Hendbook of food science technology and engineering: in 3 t. T. 3 / Y. H. Hui. New Yurk : Woodhead Publishing Limited, 2006. 712 p.
4. Ensminger A. H. Foods & nutrition encyclopedia. Volume 1 / A. H. Ensminger. USA : CRC Press, 1994. 1208 p.
5. Пектин. Термины и определения : ГОСТ Р 51806-2001. [Введен в действие от 2001-09-05]. М. : Издательство стандартов, 2009. ІІ, 9 с. (Госстандарт России).
6. Донченко Л. В. Пектин: основные свойства, производство и применение : [монография] / Л. В Донченко, Г. В. Фирсов. М. : ДеЛи, 2007. 276 с.
7. Walter R. H. The chemistry and technology of pectin / R. H. Walter. New York : Academic Press, 1991. 268 p.
8. Rinaudo M. Physicochemical properties of pectin’s in solution and gel states / M. Rinaudo // Pectin’s and Pectinasses: proceedings of an international symposium, 3-7 December 1995 : materials. Netherlands : Wageningen, 1996. P. 21-34.
9. Кондратенко В. В. Биохимическое обоснование технологии пектиновых веществ из тыквы : дисс. ... кандидата техн. наук : 03.00.04 / Кондратенко Владимир Владимирович. Краснодар, 1999. 250 с.
10. Phillips G. O. Handbook of hydrocolloids / G. O. Phillips, P. A. Williams. New York : Woodhead Publishing Limited, 2009. 1003 p.
11. Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ : в 2 ч. Ч. 2 / [С. А. Апостолов, А. Д. Беренц, П. Н. Боруцкий и др.] ; под. ред. В. А. Столяровой. СПб. : АНО НПО «Профессионал», 2005, 2007. 1142 с.
12. Нелина В. В. Физико-химические свойства пектиновых веществ. Разработка и совершенствование технологий пектина и пектинопродуктов : [монография] / В. В. Нелина. Краснодар : КГАУ, 1996. 102 с.
13. Modifying additives in jelly products : The monograph / [F. Pertsevoy, Yu Savgira, A. Foshchan et al.] ; edited by F. Pertsevoy. K. : NUFT, 2005. 260 p.
14. Берегова І. Пектини й карагінани / I. Берегова // Харчова і переробна промисловість. 2006. № 1. С. 2627.
15. Белоусова І. О. Порівняльна характеристика гелеутворення низькометоксильованих пектинів, отриманих за допомогою рослинних пектинметилестираз / І. О. Белоусова, А. Т. Безусова, Т. І. Нікітчіна // Харчова наука і технологія. 2008. № 3(4). С. 3335.
16. Грибенкин А. Д. Механизм вязкого течения разбавленных растворов пектина / А. Д. Грибенкин, А. Л. Лукин, В. В. Котов // Сорбционные и хроматогрофические процессы. 2006. Т. 6, Вып. 5. С. 732736.
17. Донченко Л. В. Производство пектина / Л. В. Донченко, Н. С. Карпович, Е. Г. Симхович. Кишинев : Штиинца, 1993. 182 с.
18. Голубев В. Н. Пектин: химия, технология, применение : [монография] / В. Н. Голубев, Н. П. Шелухина. М. : РАТНИЭЧ, 1995. 387 с.
19. Физико-химические свойства пектина, растворов и студней на его основе / Е. Н. Губенкова, В. К. Сомов, В. А. Сомова, А. И. Сомова // Пищевая промышленность. 1991. № 5. С. 1316.
20. Williams P. A. Handbook of hydrocolloids / P. A. Williams. Cambridge : Woodhcad Publishing limited, 2000. 490 p.
21. Донченко Л. В. Технология пектина и пектинопродуктов / Л. В. Донченко. М. : ДеЛи, 2000. 256 с.
22. Москалюк І. В. Спосіб отримання пектинового екстракту з відходів рослинної сировини / І. В. Москалюк //Аграрний вісник Причорномор’я. 2009. № 49. С. 3842.
23. Безусов А. Т. Динаміка лужної екстракції пектинових речовин зі свіжих яблучних вичавок / А. Т. Безусов, А. К. Дяконова, І. В. Москалюк // Нові технології та удосконалення процесів харчових виробництв. 1999. № 5. С. 175178.
24. Сухий пектин / М. Купчик, І. Гулий, Є. Богданов, В. Чук // Харчова і переробна промисловість. 2002. № 12. С. 1314.
25. Ильина И. А. Научные основы технологии модифицированных пектинов : [монография] / И. А. Ильина. Краснодар : Просвищение-Юг, 2001. 312 с.
26. Microbial alkaline pectinases and their industrial application: A review / [G. Hoondal, R. Tiwari, R. Tewari et al.] // Application Microbiological Biotechnology. 2002. V. 59. P. 409418.
27. Румянова Г. Н. Экстракция пектина из тыквенного жома с помощью отечественных ферментных препаратов / Г. Н. Румянова, О. А. Маркина, Н. М. Птичкина // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. № 6. С. 3335.
28. Изучение условий биосинтеза внеклеточной пектиназы в глубинной культуре Aspergillus foetidus / Л. В. Римарева, Е. Н. Соколова, Л. М. Климачева, Е. А. Двадцатова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004. № 9. С. 3031.
29. Никитчина Т. И. Биофактор, определяющий эффективность экстрагирования пектиновых веществ из свежих яблочных выжимок / Т. И. Никитчина // Харчова наука і технологія. 2009. № 4(9). С. 3032.
30. Шелухина Н. П. Научные основы технологии пектина: [монография] / Н. П. Шелухина. Фрунзе : Илим, 1988. 168 с.
31. Пересічний М. І. Технологія виробництва продукції громадського харчування радіозахисної дії теорія та практика / М. І. Пересічний, М. Ф. Кравченко, О. М. Григоренко. К. : «Медекол» МНІЦ БІО-ЕКОС, 1999. 231 с.
32. Технология желейной продукции перерабатывающей отрасли с модифицирующими добавками : [монография] / [Ф. В. Перцевой, Ю. А. Савгира, В. А. Кузнецов и др.] ; под ред. И. С. Гулого. Х. : ХГТУСХ, 1996. 193 с.
33. Subcellular Biochemistry: Biochemistry and Biomedical Cell Biology / ed. by J. R. Harris. New York : Plenum Press, 1996. 435 p.
34. Крапивницкая И. А. Разработка технологии свекловичного пектинового экстракта и пектинопродуктов на его основе : дисс. ... кандидата техн. наук : 05.18.05 / Крапивницкая Ирина Алексеевна. К., 1992. 184 с.
35. Проспект фірми Herbstreth & Fox KG.
36. Лукин А. Л. Свекловичный пектин: от поля до конечного продукта : [монография] / А. Л. Лукин, В. В. Котов. Воронеж : Истоки, 2005. 176 с.
37. Зайко Г. М. Получение и применение пектина для лечебных и профилактических целей / Г. М. Зайко. Краснодар : КубГТУ, 1997. 138 с.
38. Шамкова Н. Т. Связывающая способность пектинсодержащих пищевых систем / Н. Т. Шамкова // Известия вузов. Пищевая технология. 2006. № 5. С. 2022.
39. Комплексоутворююча здатність пектинопродуктів, одержаних з використанням електротехнології / М. Купчик, В. Чук, Л. Купчик, М. Картель // Харчова і переробна промисловість. 2003. № 6. С. 2021.
40. Роїк О. І. Методичні підходи до розробки гелів для очищення шкіри і волосся від солей важких металів / О. І. Роїк // Фармацевтичний часопис. 2010. № 3. С. 3135.
41. Клайциди Л. Ю. Биохимическое обоснование и разработка технологии пектиновых веществ с заданными комплексообразующими свойствами из различных видов сырья : дисс. ... кандидата техн. наук : 03.00.04 / Клайциди Лада Юрьевна. Краснодар, 1998. 156 с.
42. Ковалев В. В. Сравнительная оценка металлсвязывающей активности низкоэтерифицированных и высокоэтерифицированных пектинов : дис. ... кандидата биол. наук : 14.00.25 / Ковалев Валерий Владимирович. Владивосток, 2004. 133 с.
43. Шамкова Н. Влияние технологических факторов на свойства пектинов/ Н. Шамкова, Г. Зайко // Известия вузов. Пищевая технология. 2005. № 23. С. 7577.
44. Соболь И. В. Биохимическое обоснование технологии получения пектина повышенной биологической ценности из соцветий подсолнечника : дисс. ... кандидата техн. наук : 03.00.04 / Соболь Ирина Валерьевна. Краснодар, 1997. 192 с.
45. Теплофизические характеристики пектина / Р. А. Хайбулов, О. А. Петровичев, Ю. А. Максименко, Е. Д. Кромский // Вестник АГТУ. 2006. № 6. С. 150153.
46. Visser J. Edited Pectins and pectinases / J. Edited Visser, A. G. Voragen. Amsterdam : Eisevier Science, 1996. 990 p.
47. Левченко Б. Д. Пектин, пектинопрофилактика / Б. Д. Левченко. К. : НП ассоциация «Пектин», 1992. 21 с.
48. Ященя О. В. Оценка эффективности биологически активной добавки «Полисорбовит-50» при лечении острых кишечных инфекций, осложнений дисбактериозом кишечника / О. В. Ященя, А. В. Гордец, Ю. С. Хотимченко // Тихоокеанский медицинский журнал. 2001. Т. 6, № 1. С. 5256.
49. Потиевский Э. Г. Антибактериальное действие пектина в эксперименте и клинике / Э. Г. Потиевский, В. Н. Дроздов. Омск : ОмГМА, 1997. 97 с.
50. Ильина И. А. Теоретические и экспериментальное обоснование технологии модифицированных пектинов: дисс. ... доктора техн. наук : 05.18.01 / Ильина Ирина Анатольевна. Краснодар, 2001. 287 с.
51. Гааг О. А. Интенсификация процессов извлечения пектиновых веществ из свекловичной ткани : дисс. ... кандидата техн. наук : 05.18.12 / Гааг Ольга Сергеевна. К., 1992. 152 с.
52. Яровая Е. В. Разработка способов интенсификации процессов извлечения пектиновых веществ из свекловичного жома : дисс. ... кандидата техн. наук : 05.18.12 / Яровая Елена Викторовна. К., 1991. 225 с.
53. Симхович Е. Г. Разработка технологии пектинового концентрата и его производных : дисс. ... кандидата техн. наук : 05.18.07 / Симхович Ефим Гутманович. К., 1992. 152 с.
54. Берник І. М. Ультразвукова кавітаційна технологія вилучення пектину з рослинної сировини та обладнання для її реалізації : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.17.08 «Процеси та обладнання хімічної технології» / І. М. Берник. К., 2010. 20 с.
55. Гулый И. С. Пектин. Производство пектина и пектиновых экстрактов / И. С. Гулый, Л. В. Донченко, Н. С. Карпович К. : Ассоциация «Пектин», 1992. 56 с.
56. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии : [учеб. для вузов] : в 2-х кн. / Ю. И. Дытнерский. М. : Химия, 1995. Ч. 2: Массообменные процессы и аппараты. 1995. 368 с.
57. Плаксин Ю. М. Процессы и аппараты пищевых производств : [учеб. для вузов] / Ю. М. Плаксин, Н. Н. Малахов, В. А. Ларин. М. : Колосс, 2007. 760 с.
58. Аксельруд Г. А. Введение в капилярно-химическую технологию / Г. А. Аксельруд, М. А. Альтшулер. М. : Химия, 1983. 264 с.
59. Бабенко Ю. И. Экстрагирование. Теория и практические приложения / Ю. И. Бабенко, Е. В. Иванов. СПб. : НПО «Профессионал», 2009. 332 с.
60. Донченко Л. В. Диффузионные свойства пектиносодержащего растительного сырья / Л. В. Донченко, В. В. Нелина, Е. В. Яровая // Передовое производство и научный опыт, рекомендации для внедрения в сахарную, крахмало-паточную и кондитерскую промышленности. М. : АгроНИИТЭПП, 1990. Вып. 1. С. 3842.
61. Шелухина Н. П. Пектин и параметры его получения : [монография] / Н. П. Шелухина, Р. Ш. Абаева, Г. Б. Аймухомедова Фрунзе: Илим, 1987 109 с.
62. Екстракція рослинної сировини : [навч. посіб.] / Ю. І. Сидоров, І. І. Губицька, Р. Т. Конечна, В. П. Новіков. Львів : Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2008. 336 с.
63. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий : в 2 ч. Ч. 2 / [Г. М. Островский, Р. Ш. Абиев, В. М. Александров и др.] ; под. ред. Г. М. Островского. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. 916 с.
64. Турецкова В. Ф. Экстракционные препараты из сырья растительного и животного происхождения / В. Ф. Турецкова, Н. М. Талыкова. Барнаул : Изд-во ГОУ ВПО АГМУ Росздрава, 2007. 268 с.
65. Дейниченко Г. В. Аналіз процесу екстрагування пектинових речовин із рослинної сировини / Г. В. Дейниченко, З. О. Мазняк, В. В. Гузенко // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. 2009. Вип. 22. С. 158162.
66. Пат. 81935 С2 Україна, МПК A 23 L 1/0524. Спосіб виробництва рідкого пектину / Крапивницька І. А., Хачко В. І., Вовнова С. М., Омельчук Є. О.; заявник та патентовласник Нац. ун-т харч. технологій. № а200506456 ; заявл. 30.06.05 ; опубл. 25.02.08, Бюл. № 7.
67. Pat. EP 1233988 B1 Europe, Int. CL.: С 08 В 37/00. Isolation of pectin from soybeans / Inventors and proprietors: Crandall Philip G., McCain Anna M.; representative McCall John Douglas W. P. THOMPSON & CO. № 00991758.4 ; filed. 16.06.00 ; publ. 28.08.02, Bull 35.
68. Пат. 2272812 С 2 Российская Федерация, МПК С 08 В 37/06, А 23 L 1/0524. Способ получения разделенных на фракции пектиновых продуктов / Джойи Д., Луцио Г., Содерберг Й., Тэйтельбаум М. П. ; заявитель и патентообладатель «Геркулес Инкорпорейтед». № 2000124866/04 ; заявл. 29.11.99 ; опубл. 27.03.06, Бюл. № 9.
69. Пат. 27011 Україна, МПК А 23 L 1/0524, С 08 В 37/06. Спосіб виробництва пектину з бурякового жому / Вжавський В. А., Гайдай В. Д., Трембовецька Г. М., Пильник Л. Т. ; заявник та патентовласник Нац. ун-т харч. технологій. № 95125338 ; заявл. 18.12.95 ; опубл. 28.02.00, Бюл. № 7.
70. Pat. 20060282918 USA, Int. CL.: A 01 H 11/00, A 01 H 1/00. High pectin alfalfa / Hartfield R., MoCaslin M. H., Miller D. J., Moutrey J. B. ; proprietors and representative Unites St. Depart. of Agriculture, Land O’Lakes, Inc., Pion. Hi-Bred International, Inc. № 11/409,227 ; filed 21.04.06 ; publ. 14.12.06, Bull 5.
71. Пат. 38092 А Україна, МПК А 23 L 1/0524, С 08 В 37/06. Спосіб отримання пектину / Крапивницька І. А., Худайкулова О. О., Свінціцька А. І., Бандура І. М. ; заявник та патентовласник Укр. держ. ун-т харч. технологій. № 2000053025 ; заявл. 26.05.00 ; опубл. 15.05.01, Бюл. № 4.
72. Пат. 83984 С 2 Україна, МПК С 08 В 37/06. Спосіб одержання бурякового пектину / Кушнір О. В., Крапивницька І. А., Українець А. І. ; заявник та патентовласник Нац. ун-т харч. технологій. № а200714015 ; заявл. 13.12.07 ; опубл. 26.08.08, Бюл. № 16.
73. Пат. 2322456 С1 Российская Федерация, МПК С 08 В 37/06. Способ получения пектина. / Альба Н. В., Барнашова Г. С., Альба Л. Д. ; заявитель и патентообладатель Гос. образ. учреж. высш. проф. образ. «Морд. гос. ун-т им. Н.П. Огарева». № 2007106332/04 ; заявл. 19.02.07 ; опубл. 20.04.08, Бюл. № 11.
74. Богус А. М. Физические способы получения пектина / А. М. Богус, Р. И. Шаззо. Краснодар : Экоинвест, 2003. 127 с.
75. Федоткин И. М. Физико-математические основы интенсификации процессов и аппаратов пищевой и химической технологии / И. М. Федоткин Кишенев : Штиинца, 1984. 186 с.
76. Запорожец Е. П. Экстрагирование пектина из растительного сырья механическим способом в кавитационном аппарате / Е. П. Запорожец, А. М. Богус, М. Ю. Яхуть // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1998. № 1. С. 3235.
77. Луговський О. Ф. Використання фізичних полів для гідролізу-екстракції протопектину рослинної сировини / О. Ф. Луговський, І. М. Берник // Вібрації в техніці та технологіях. 2008. № 3(52). С. 92100.
78. Вітенько Т. М. Гідродинамічна кавітація у масообмінних, хімічних і біологічних процесах : [монографія] / Т. М. Вітенько. Тернопіль : ТДТУ ім. І. Полюя, 2009. 224 с.
79. Пат. 20001 С1 Україна, МПК А 23 L 1/0524. Спосіб одержання пектину / Голубєв В. Н., Голубєв В. В. ; заявники та патентовласники Голубєв В. Н., Голубєв В. В. № 96093698 ; заявл. 26.09.96 ; опубл. 25.12.97, Бюл. №6.
80. Извлечение пектиновых веществ свекловичного жома с использованием вибрационного воздействия / М. Б. Коновалов, И. И. Селютина, С. Ф. Яцун, В. Я. Мищенко // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. № 2. С. 3436.
81. Извлечение пектина из растительного сырья с использованием вибрационного воздействия / С. Ф. Яцун, В. Я. Мищенко, М. Б. Коновалов, А. В. Сухачев // Известие вузов. Пищевая технология. 2006. № 1. С. 101103.
82. Зайцев Е. Д. Интенсификация гидромеханических и тепломассообменных процессов при вибрировании и их аппаратурное оформление : автореф. дисс. на соискание науч. степени д-ра техн. наук : спец. 05.17.08 «Процессы и оборудование химической технологии» / Е. Д. Зайцев. М., 1997. 23 с.
83. Пат. 2282636 С1 Российская Федерация, МПК С 08 В 37/06. Способ получения пектина / Яцун С. Ф., Коновалов М. Б., Мищенко В. Я. ; заявитель и патентообладатель Гос. образ. учреж. высш. проф. образ. «Курск. гос. техн. ун-т». № 2005109176/04 ; заявл. 30.03.05 ; опубл. 27.08.06, Бюл. №24.
84. Ильина И. А. Разработка детерминированной модели гидролиза-экстрагирования пектинов методом механохимии / И. А. Ильина, З. Г. Земскова, Т. В. Мгебришвили // Известия вузов. Пищевая технология. 2000. № 4. С. 91 93.
85. Пат. 36178 А Україна, МПК С 08 В 37/06. Спосіб отримання пектинового екстракту з відходів рослинної сировини / Безусов А. Т., Дьяконова А. К., Москалюк І. В. ; заявник та патентовласник Одес. держ. акад.. харч. технологій. № 99116148 ; заявл. 10.11.99 ; опубл. 16.04.01, Бюл. № 3.
86. Pat. WO 99/58575 World Organization, Int. CL.: C08B37/06, A61 K47/48 Aloe pectins / Ni Y., Yates K. M., Zarzycki R. ; applicant and representative Carrington Laboratjries, Inc. № PCT/US99/10335 ; prior. 12.05.99 ; publ.18.11.99.
87. Пат. 47866 Україна, МПК А 23 L 1/0524. Спосіб отримання пектину з пектинвмісної сировини / Луговський О. Ф., Берник І. М., Крапивницька І. О. ; заявник та патентовласник Вінниц. держ. аграр. ун-т. № u200909435 ; заявл. 14.09.09 ; опубл. 25.02.10, Бюл. № 4.
88. Пат. 2262866 С1 Российская Федерация, МПК А 23 L 1/0524, С 13 С 03/00, С 08 В 37/06. Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома / Колесников В. А., Молотилин Ю. И., Артемьев А. И. ; заявители и патентообладатели Колесников В. А., Молотилин Ю. И., Артемьев А. И. № 2004128034/13 ; заявл. 20.09.04 ; опубл. 27.10.05, Бюл. № 30.
89. Пат. 42742 Україна, МПК С 08 В 37/06, А 23 L 1/0524. Спосіб одержання пектину та установка для його здійснення / Даніленко Н. В., Стогній Є. С. ; заявник та патентовласник Одес. держ. акад.. харч. технологій. № 96052062 ; заявл. 30.06.98 ; опубл. 15.11.01, Бюл. № 10.
90. Пат. 46948 Укр
- Стоимость доставки:
- 200.00 грн