CC BY
58
где а'п >0. Теперь, если в (14) оставить только линейный по ао член, то при Т< То вблизи То, с учетом (15) получим температурную зависимость ПП:
1 х1/2
2ctTj
(To - T)
1/2
Из приведенных кратких рассмотрений можно сделать выводы:
1) В том случае, когда термодинамический потенциал Ф является функцией нескольких многокомпонентных ПП 77*-', решение системы (2) необходимо находить с использованием формулы (5).
2) Когда термодинамический потенциал Ф является функцией одного однокомпонентного ПП п (13), а коэффициенты разложения Ф таковы, что а0 мал вблизи температуры ФП, и а Ф 0, то решение уравнения состояния легче находить по формуле (10).
3) Если физическая задача требует знания каких-либо степеней ПП п^, то более рациональней использовать выражение (8).
Литература
1. Ландау, Л.Д. Статистическая физика. Ч.1 / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Наука, 1976. - 584 с.
2. Гуфан, Ю.М. Структурные фазовые переходы / Ю.М. Гуфан. - М.: Наука, 1982. - 304 с.
3. Степаненко, В.А. О решении системы n алгебраических уравнений от n неизвестных с помощью гипер-геометрических функций / В.А. Степаненко // Вестн. КрасГУ. - 2003. - № 2. - С. 35-48.
4. Mellin, H.J. Resolution de l'equations algebrique general a l'aide de la fonction / H.J. Mellin // C.R. Acad.Sc., 1921. - T.172. - P. 658-661.
5. Sylvester, J.J. On the change of systems of independent variablees / J.J. Sylvester // Quart.J.Pure Appl.Math., 1857. - P. 126-134.
6. Егорычев, Г.П. Интегральное представление и вычисление комбинаторных сумм / Г.П. Егорычев. - Новосибирск: Наука, 1977. - 286 с.
7. Изюмов, Ю.А Фазовые переходы и симметрия кристаллов / Ю.А. Изюмов, В.Н. Сыромятников. - М.: Наука, 1984. - 248 с.
■ “о
УДК 633.88 Г.И. Цугленок, Е.Г. Худоногова
КОЭФФИЦИЕНТ ВЫХОДА АКТИВНО ДЕЙСТВУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯХ
Установлена математическая зависимость между влажностью лекарственных растений и выходом активно действующих веществ на примере медуницы. Определён коэффициент, показывающий отношение массы йода к массе абсолютно сухого вещества растения.
Активные вещества образуются и накапливаются в растениях в определенные периоды их развития, поэтому их заготовка проводится в строго определенное время. Главное значение в накоплении активно действующих веществ в лекарственных растениях имеет определенная фаза вегетации или фаза развития растений. В типовой методике по заготовке лекарственных растений и переработке их в естественных условиях рекомендуется сбор растений осуществлять в фазе цветения, с целью получения наибольшего выхода по активно действующим веществам.
Нами проведены исследования по определению коэффициента выхода активно действующих веществ в лекарственных растениях на примере медуницы мягенькой.
В надземной части медуницы содержатся йод, цинк, кальций, магний, натрий, фосфор, селен и другие активно действующие вещества (табл. 1).
Таблица 1
Содержание химических элементов в надземной части медуницы мягенькой
Химический элемент В сырой надземной части, кг В сухой надземной части, кг (возд.-сух.)
Иод 2,59 х 10-6 0,614 х 10-6
Цинк 7,25 х 10-7 1,74 х 10-7
Селен 0,086 х 10-6 0,02074 х 10-6
Кальций 2,245 х 10-4 0,539 х 10-4
Фосфор 2,88 х 10-5 0,6927 х 10-5
Магний 4,67 х 10-5 1,12 х 10-5
Натрий 3,756 х 10-5 0,90 х 10-5
Влажность медуницы, как и других растений семейства бурачниковых, зависит от фаз вегетации и от времени суток (табл. 2).
Таблица 2
Влажность листьев медуницы в зависимости от сезонного развития
Фаза развития и срок сбора Влажность, %
Время сбора от 12 до 13 ч Время сбора от 16 до 17 ч
Нач. цв. (6.06) 87 85
Цв. (14.06) 82 79,5
Отцв. (22.06) 80 78
Пл. (3.07) 77 76
Вег. 2 (12.07) 75 74,5
Вег. 2 (22.О7) 73 72
Вег.2 (30.07) 71 70
В первой декаде июня прикорневые листья медуницы имеют влажность 90...86%, во второй -
85...79%, в третьей - 80...84%. В первой декаде июля прикорневые листья медуницы имеют влажность
77...76%, во второй - 72...75% и в конце июля - 71...70%. В течение суток влажность медуницы изменяется в довольно широких пределах. Анализ показал, что наименьший процент влажности листьев медуницы наблюдается около 16-17 ч (табл. 2). У растений, собранных в это время наблюдается наибольший выход по действующим веществам, в том числе по йоду.
На основе уравнения материального баланса (Лебедев, 1972), установлена зависимость между влажностью медуницы и выходом действующих веществ. Количество испаренной из медуницы влаги и количество сухого и сырого материала связаны уравнением материального баланса сушки.
Введем следующие обозначения:
- масса сырья медуницы до сушки, кг;
в2 - масса высушенной медуницы (после удаления части влаги), кг;
йс - масса абсолютно сухой медуницы, из которой удалена вся влага (остаток действующих начал), кг; ю1°и ю1© - начальные влажности медуницы на общую и абсолютно сухую массу, %; ю2°и ю2© - конечные влажности медуницы на общую и абсолютно сухую массу, %;
- количество испаренной влаги, кг.
Пользуясь этими обозначениями, можно записать уравнение материального баланса для растения, подвергающегося переработке (сушке):
в1 = в2 + W. (1)
Количество испаренной влаги растением до сушки будет равно:
Ш =в1 х ю1°/100, кг (2)
№ = 02 хю°/100, кг (3)
Общее количество испаренной влаги:
Ш =01 -С2 = т -№2 = 61 х со 1 ° - 02 * е>2° /100, кг. (4)
Количество абсолютно сухого вещества:
Сс = в1 х (100 - со 1°) /100 = С2 х (100 - ю2°) /100, кг, (5)
откуда G2 I G^ = 100 - ©1° / 100 - ©2°. (6)
Разделив члены уравнения (4) на й1 и разделив значение 02 /01 для влажности на общую массу получим:
№/С1 = 1-С2 /С1 = 1-100- со 1 °/100 - ©2° = со 1 °- со2°/100 - со2° . (7)
В результате получим основное уравнение материального баланса:
1 х ю1° - ю27100 - ю2° = С2 х ю1°- ю2°/100 - ю1° (Лебедев, 1972). (8)
Аналогично можно получить уравнение материального баланса для условий, если будет задана влажность растения на сухую массу:
№ = О1] х ю1© - ю2©/100 + ю1©= й2 х ю1© - со2©/100 + ю2©. (9)
Формулы пересчета одной влажности в другую будут иметь следующий вид:
со© = ю7100-со1°х 100%; (10)
со° = ю©/100+со© х Ю0%. (11)
Имея данные по динамике накопления действующих веществ в зависимости от фаз вегетации, по вышеприведенным формулам можно будет рассчитывать выход по отдельным активно действующим веществам. Например, анализ образцов высушенной медуницы показал, что в 100 г сухого вещества содержится от 10 до 50 мкг йода.
Исходя из этого, пользуясь выражением (5), можно произвести расчет по выходу йода из медуницы в зависимости от исходной влажности:
= Ссух. х И = Ю х в1 (100-со1°)/100 = Ю х С2 (100-со2°)/100, кг, (12)
где К\ - коэффициент, показывающий отношение массы йода к массе абсолютно сухого вещества (для примера: Ю ср.= 30 / 10000000 = 3 х 10 6).
Таким образом, установлена обратная зависимость между влажностью медуницы и выходом действующих веществ, а также прямая зависимость между размерами прикорневых листьев и накоплением действующих веществ (табл. 3).
Таблица 3
Экспериментальные данные по изучению некоторых характеристик медуницы мягенькой
Фаза развития и срок сбора Влаж- ность растения, % Влажность растения после сушки, % Размер прикорневого листа, (М ± т), см Количество прикорневых листьев в одной розетке Масса прикорневого листа, (М ± т), г Йода, кг х 10'6%
Длина Ширина свежего сухого (возд.- сух.) в свежем листе в сухом листе (возд.-сух.)
Нач.цв. (6.06.) 85-86 10-15 6,2 ± 2,5 1,5 ±0,5 3-4 1,65 ± 0,27 0,22 ± 0,35 0,98 0,20
Цв. (14.06.) 79-81 10-15 15,6 ± 3,9 5,8 ±1,9 4-5 1,89 ± 0,91 0,32 ± 0,78 1,79 0,43
Отцв. (22.06.) 78-80 10-15 20,8 ± 6,3 6,2 ±2,0 5-6 2,45 ± 0,88 0,36 ± 0,61 2,59 0,61
Пл. (3.07.) 76-77 10-15 25,6 ± 7,2 7,2 ±1,7 7-8 3,25 ± 0,71 0,54 ± 0,67 2,98 1,07
Вег.2 (12.07.) 74-75 10-15 36,5 ± 10,8 12,2 ±2,2 8-10 4,37 ± 0,62 0,95 ± 0,47 3,78 1,26
Вег.2 (22.07.) 72-73 10-15 47,9 ± 11,9 13,0 ±2,9 10-18 5,52 ± 0,75 1,52 ± 0,55 4,72 1,38
Вег.2 (30.07.) 71-72 10-15 48,0 ± 13,6 13,5 ±2,4 10-18 6,87 ± 0,94 1,58 ± 0,75 5,15 1,54
Вег.2 (11.08.) 71-70 10-15 48,0 ±13,5 13,2 ±1,7 10-18 5,31 ± 0,18 1,03 ± 0,32 2,02 0,49
Наибольший выход активно действующих веществ, в том числе йода (до 1,54 х 10~6 % кг, возд.-сух.) наблюдается в прикорневых листьях медуницы, собранной в фазе вегетации после плодоношения (от середины до конца июля) в период суточного времени от 16 до 17 ч.
Литература
1. Лебедев, П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки / П.Д. Лебедев. - М.: Энергия, 1972. - С.194-196.
УДК Н.В. Цугленок, И.А. Худоногов,
Г.И. Цугленок, Е.Г. Худоногова
ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ АКТИВНО ДЕЙСТВУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ТЕХНОЛОГИИ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО ЧАЯ
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что наряду с классическим чаем, полученным путем переработки листьев чайного китайского куста, разными народами издавна используется чай, полученный из других растений и, в отличии от классического, именуемый травяной, плодово-ягодный, оздоровительный. По вкусу, цвету и аромату, напитки, приготовленные из хорошо подобранных и умело переработанных чайных растений, не уступают классическому чаю, а по оздоровительным свойствам значительно его превосходят.
Как известно, целебные свойства растений обусловлены содержанием в них активно действующих веществ гликозидов, алкалоидов, сапонинов, полисахаридов, эфирных масел, органических кислот, флаво-нидов, фитонцидов, витаминов, химических элементов, пигментов, смол, жирных масел. Количество действующих веществ, содержащихся в растении, исчисляется чаще сотыми и десятыми долями процента. Поэтому поиск принципов, методов, способов и средств в процессах заготовки, выращивания, переработки и хранения лекарственных растений с целью получения из них медицинских препаратов с оптимальным составом активно действующих веществ является по новизне важнейшей проблемой.
Наиболее результативный путь в этом поиске видится в новом научном направлении «Биоэлектромагнитология» [2], основанном на гипотезе о том, что жизнь на земле зародилась, совершенствовалась и развивается в результате электромагнитной эволюции. В последние десятилетия изучаются влияния на развитие животных и растений природных и промышленных электромагнитных полей и их взаимодействие с биополями самих животных и растений. Установлено, что электромагнитные воздействия на живой мир происходят как на энергетическом, так и на информационных уровнях. Экспериментально установлено, что в электротехнологиях по обработке растительного материала один и тот же эффект можно получать путем оптимального управления энергетическими и информационными потоками энергии. Уровни доз информационных потоков при этом в 104...108 раз меньше энергетических. История электромагнитной эволюции живой материи написана языком электрических и магнитных импульсов и постоянным информационноэнергетическим обменом в природе. Необходимость в управлении этими импульсами с целью получения из лекарственных растений оздоровительного чая с оптимальным составом активно действующих веществ стимулировала создание принципиально новой теории, технологии и техники.
Методология решения научной проблемы в процессах формирования цельного структурноорганизационного энергоэкономичного комплекса при производстве пищевых и оздоровительных продуктов по совокупности информационно-энергетических, продуктивных и временных показателей впервые представлена в работе [3]. Использование этой методологии, применительно к решению проблемы по производству оздоровительного чая из культивируемых и дикорастущих лекарственных растений при помощи управляемого электромагнитного излучения, можно представить разработанной функциональной схемой взаимодействия информационно-энергетических и продуктивных потоков в годовом цикле, позволяющей логически рассмотреть функциональные взаимосвязи трех условных подсистем (подсистема 1, подсистема 2 с двумя подсистемами, подсистема 3).
