Совмещение процессов до- и сверхкритической СО2-экстракции в едином экстракционном модуле Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

служили галлии, индии и пальмитиновая кислота марки х.ч.

Вещества смешивали в фарфоровых тиглях при нагревании до жидкого состояния Навески отбирали из жидкости стеклянной палочкой и запечатывали в контейнер из нержавеющей стали. Сканирование образцов осуществляли в атмосфере осушенного газообразного азота.

Получены диаграммы фазового равновесия систем генэйкозан-пальмитиновая кислота и генэйко-зан-стеариновая кислота (соответственно рис. 1, 2). Диаграммы имеют простой эвтектический характер [1]. Координаты эвтектик указаны в таблице.

Таблица

Система

Мольная доля генэйкозана

Т, К

Генэйкозан-пальмитиновая кислота 0,74 309,8

Генэйкозан-стеариновая кислота 0,85 312,1

ЛИТЕРАТУРА

1. Аносов В.Я., Озерова М.И., Фиалков Ю.Я. Основы физико-химического анализа. - М.: Наука, 1976. - С. 105.

Кафедра физической, коллоидной химии и управления качеством

Поступила 25.10.05 г.

664.8.022.1.035.15

СОВМЕЩЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДО- И СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ СО2-ЭКСТРАКЦИИ В ЕДИНОМ ЭКСТРАКЦИОННОМ МОДУЛЕ

С.М. СИЛИНСКАЯ

Кубанский государственный технологический университет

Извлечение ценных компонентов из витаминосодержащего растительного сырья целесообразно осуществлять с помощью сжиженных и сжатых газов. Наибольшее распространение в качестве экстрагента для селективного извлечения эфирных и жирных масел из сырья получил диоксид углерода в до- и сверх-критическом состоянии.

Изучение свойств жидкого диоксида углерода как растворителя в течение почти 40 лет проводилось сначала в Краснодарском НИИ пищевой промышленности, а затем в Краснодарском НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции.

Разработана математическая модель внутреннего массопереноса в твердой фазе при аксиальном потоке растворителя, текущего со скоростью V через неподвижный слой высотой Ь в цилиндрическом экстракторе, процесс - изотермический. Материальный баланс по массе жидкостной фазы в экстракторе при осевой дисперсии

дС дС _ д2С 1 - е 3к

— + V— = Оі—-------------------------

дї дг 1 дг2 е Н

[С - С, (Н)].

г2 дг

,2 С дг

= 0.

Экстрактивные вещества, находящиеся внутри яд-

ра:

На границе ядра концентрация в жидкостной фазе соответствует концентрации насыщения: С, = С!!а1 при

г = гс.

Диффузионный поток на внешней поверхности частицы равен массопереносу через пограничный слой

дС

дг

= кг +С - С, (Н)

После преобразований получены уравнения, описывающие математическую модель в безразмерном виде:

дх

дх а— = д2

дХ- =

а д2х 1 - е 3 Ві (х -1)

Ре д22

ЬВі (х -1)

ХС [і-ві (1-х)]

1-ві (1-1/Х)

; у = &

Диффузия во внешней области представляется в виде

1 бх - ^ А

с начальными условиями х-----------= 0 при X = 0 и

Ре 62

-X _ А

— = 0 при 2 = 1.

Располагая экспериментальными кривыми экс -тракции и рассчитав бинарный коэффициент диффузии и внешний коэффициент массоотдачи по известным корреляциям, определяли неизвестные параметры

- коэффициент внутренней диффузии Бе и растворимость экстрактивных веществ в сверхкритической двуокиси углерода С3<й. Математическая модель удовлетворительно описала экспериментальные данные.

Установлено, что жидкий диоксид углерода в интервале температур от 18 до 22°С и соответствующем давлении насыщенных паров 5,4-6,0 МПа обладает полным сродством к высоколетучим ароматическим соединениям и ценным биологически активным веществам (БАВ). Сверхкритический С02 при температуре от 32 до 90°С и давлении 7,5-80 МПа хорошо извлекает жирные масла, алкалоиды типа кофеина, никотина,

е

3

С

смолы, углеводы и ряд аминокислот и практически не имеет себе равных как растворитель.

Сверхкритическая экстракция может быть селективной лишь до некоторой степени. Сжатый диоксид углерода при достаточно высокой плотности газа (соответственно давлении и температуре) позволяет извлекать из растительного сырья практически полный спектр БАВ. Полученные сверхкритические С02-экс-тракты наряду с ценными компонентами могут содержать ряд нежелательных соединений, в зависимости от сферы применения.

В нашей стране применяется в большей степени докритическая С02-экстракция, в меньшей - сверхкри-тическая, что обусловлено рядом причин, связанных с энергетическими затратами, трудоемкостью изготовления аппаратуры, качественным составом экстрактов.

Перспективна возможность совмещения в едином экстракционном модуле процессов до- и сверхкрити-ческой С02-экстракции ценных компонентов из некоторых видов витаминосодержащего растительного сырья с целью улучшения качественного состава С02-экстрактов за счет обогащения высоколетучих ароматических соединений докритических экстрактов

компонентами жиросодержащих и фенольных веществ из сверхкритических экстрактов.

На модернизированной лабораторной установке отдела газожидкостной технологии КНИИХП определены оптимальные режимы извлечения ценных компонентов из измельченного растительного сырья. В частности, для выжимки плодов шиповника майского: температура 18-22°С, давление 5,4-6,1 МПа с последующим увеличением до 15,5 МПа путем запрограммированного повышения температуры от 32 до 55°С.

Экстракционная установка дооснащена устройством для перегрева растворителя, что позволяет использовать бескомпрессорный способ подачи СО 2.

Новая технология основана на получении из одного и того же сырья как высококачественных докритических СО2-экстрактов в неизменном природном состоянии, так и сверхкритических СО2-экстрактов с повышенным содержанием жирных масел.

За счет межфазового перехода диоксида углерода из жидкости в состояние плотного газа продолжительность совмещенного процесса экстракции составляет от 40 до 50 мин в зависимости от характеристик сырья.

Кафедра прикладной математики

Поступила 29.07.05 г.

639.515.002.2

ПОЛУЧЕНИЕ ХИТОЗАНА ИЗ ПАНЦИРЯ РЕЧНЫХ РАКОВ

Е.С. ФРАНЧЕНКО, М.Ю. ТАМОВА, И.М. СОРОКОУМОВ,

Г.А. ВИХОРЕВА, Е.А. ЕЖОВА, С.В. НЕМЦЕВ

Кубанский государственный технологический университет Московская государственная текстильная академия Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии

Основными способами обработки раков в России являются их охлаждение и варка, после чего раки поступают в реализацию. Однако в последнее время как в хозяйствах аквакультуры, специализирующихся на разведении речных раков, так и в промысловых предприятиях, добывающих раков в водоемах, все больше распространяется разделка раков с выпуском варено-мороженых шеек и консервов из мяса раков. Эта тенденция в технологии обработки речных раков позволяет говорить о возможности сбора панцирьсодержащего сырья с последующим получением из него хитина и хитозана. Химический состав разных частей тела вареного узкопалого рака приведен в табл. 1 [1]. Для

сравнения дан химический состав панциря камчатского краба [2].

Как видно из приведенных данных, по химическо -му составу панцирь речного рака близок к панцирю камчатского краба, что позволяет применить для получения из него хитина и хитозана традиционно используемую для этих целей кислотно-щелочную схему. Хи-тозан, полученный из панциря промысловых раков, находит применение в пищевой промышленности в качестве загустителя, структурообразователя и консерванта. Вместе с тем хитозан - природный полисахарид, обладающий полиэлектролитными свойствами благодаря наличию в нем свободных аминогрупп, он проявляет уникальные сорбционные свойства в отношении тяжелых металлов и радионуклидов в организме человека. Это позволяет изготавливать из хитозана лечебно-профилактические продукты питания для реабилитации персонала предприятий с высоким уровнем экологической опасности. Актуальна разработка на осно-

Таблица 1

Объект исследования Химический состав, %

Вода Липиды Белок Хитин Зола

Клешни и ходильные ноги 66 0,2 13 6 9

Брюшная часть головогруди с жабрами 75 0,5 14 - 4,0

Панцирь рака 64 0,9 13 8 11

Панцирь камчатского краба 70 1,2 11 7 9