Федорчук-Мороз Валентина Іванівна. Механізм та кінетика екстрагування цільових компонентів з насіння амаранту : Дис... канд. наук: 05.17.08 - 2008.
Анотація до роботи:
Федорчук–Мороз В. І. Механізм та кінетика екстрагування цільових компонентів з насіння амаранту. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси й обладнання хімічної технології. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2008.
Досліджено механізм та кінетику екстрагування олії з насіння рослинної амарантової сировини (амаранту мітлистого, амаранту хвостатого та щириці звичайної) органічними розчинниками для різних розмірів зерна. Визначено хімічний склад одержаних олій та основні фізико-хімічні характеристики. Показано, що амарантова олія містить необхідні компоненти для одержання біодизельного пального.
Розроблено математичні моделі екстрагування олії з насіння родини Амарантових (на основі фізичних моделей зерна), розраховано кінетичні коефіцієнти, необхідні для математичного опису процесів.
Встановлено методи інтенсифікації процесу екстрагування олії з амарантової сировини – метод попереднього подрібнення і термічної обробки. Одержано деклараційний патент на спосіб отримання олії. На основі експериментальних досліджень розроблено технологічні схеми процесу екстрагування олії в умовах періодичного та безперервного процесів.
На основі вивчення й аналізу літературних джерел, присвячених проблемі екстрагування цільових компонентів із мінеральної та рослинної сировини, встановлено основні підходи до більш ефективного вилучення цільових компонентів із рослинної сировини. Вивчено теоретичні аспекти, пов’язані з вилученням цільових компонентів із пористих структур.
Показано, що екстрагування цільових компонентів із рослинної сировини характеризується складнішим механізмом масоперенесення внаслідок клітинної будови порівняно з екстрагуванням із мінеральної сировини. Розкрито складний механізм цього процесу, який полягає в тому, що у неподрібненому насінні внаслідок наявності оболонок і клітинних мембран, що чинять опір проникненню цільових компонентів, процес протікає за внутрішньомолекулярним механізмом. Під час подрібнення руйнуються бар’єри на шляху проникнення цільових компонентів, як результат швидкість процесу збільшується і механізм процесу протікає за зовнішньомолекулярним механізмом.
За допомогою хімічних методів аналізу виділено основні цільові компоненти в амарантовій сировині і здійснено ідентифікацію отриманих сполук на основі відповідних методик. Подано методики визначення вмісту основних компонентів, які входять до складу цих сполук.
Наведено хімічні характеристики (йодне, кислотне, естерне число та інше) амарантових олій. Встановлено, що в отриманих амарантових оліях міститься значна частина біологічно активних речовин, особливо сквалену, який використовується для виготовлення важливих лікарських препаратів. Показано, що за своїми хімічними властивостями олія містить необхідні компоненти для виготовлення дизельного пального (вміст лінолевої кислоти – 45–61 %, пальмітинової кислоти – 11–20 %, олеїнової кислоти – 16–26 %).
Методи інтенсифікації процесу екстрагування цільових компонентів із насіння амаранту полягають у попередньому подрібненні та термічній обробці насіння. Одержано деклараційний патент на попередню термічну обробку насіння.
Експериментально досліджено кінетику екстрагування олії з насіння амаранту мітлистого, амаранту хвостатого та щириці звичайної різними розчинниками (зокрема н-гексаном, бензеном та хлороформом). Показано, що найбільш ефективним розчинником є н-гексан, а найбільший вміст олії має насіння амаранту хвостатого.
Розроблено математичні моделі на основі спрощених фізичних моделей насіння амаранту, які описують процес вилучення олії з названих об’єктів і дають можливість прогнозувати процес екстрагування в умовах виробництва. За цими моделями визначено основні кінетичні константи процесу, необхідні для розрахунку екстракторів.
Отримано математичну модель екстрактора безперервної дії для визначення кінетичного коефіцієнта при різних співвідношеннях твердої та рідкої фаз, без якого неможливо розрахувати відповідну апаратуру. Математична модель адекватно описує процес екстрагування у такому апараті.
Розроблено технологічну схему одержання цільових компонентів із насіння амаранту в умовах періодичного та безперервного процесів.
