Анотація до роботи:

Подобій О.В. Удосконалення технології вилучення цукрози із міжкристального розчину утфелю останньої кристалізації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.05 – технологія цукристих речовин та продуктів бродіння, Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню технології вилучення цукрози із міжкристального розчину утфелю останньої кристалізації.

На основі проведених досліджень науково обґрунтовано шляхи удосконалення технології вилучення цукрози із міжкристального розчину утфелю останньої кристалізації при додаванні хімічних реагентів і розроблено спосіб зниження вмісту цукру в мелясі. Встановлено, що в результаті гідратації цукрози в присутності трет-бутанолу відбувається перерозподіл співвідношення вільної і зв‘язаної вологи за рахунок дольових часток кожного із компонентів. Основний внесок в формуванні структури, яка утворюється при взаємодії цукрози з водою в присутності добавок хімічних реагентів, мають водневі зв‘язки. З’ясовано, що для зменшення розчинності цукрози, необхідно створення умов, які будуть полегшувати міжмолекулярну взаємодію її молекул. Це досягається шляхом введення добавок сполук, здатних до інтенсивної ближньої гідратації, або введенням речовин, ініціюючих ефект дальньої гідратації. Запропоновано класифікацію нецукрів за мелясотворною здатністю із урахуванням їх впливу на структуру водних цукрових розчинів.

На основі системного аналізу та узагальнення матеріалів проведених теоретичних і експериментальних досліджень удосконалено технологію вилучення цукрози із міжкристального розчину утфелю останньої кристалізації шляхом введення добавок хімічних реагентів.

1. За результатами спектроскопічних досліджень встановлено, що на інтенсивність гідратації цукрози найбільший вплив має катіон калію. Це явище може негативно впливати на асоціативну здатність цукрози. Із збільшенням заряду аніону збільшується його гідратація, що може також сповільнювати асоціацію цукрозних молекул. Ці всі факти посередньо свідчать про те, що зміна конформації молекул цукрози під дією неорганічних добавок позначається на їх асоціативній здатності.

2. Для зменшення розчинності цукрози необхідне створення умов, що полегшують міжмолекулярну взаємодію молекул цукрози, тобто необхідне створення умов послаблення сольватації молекул цукрози молекулами води і нецукрів, здатних до іон-дипольної або диполь-дипольної взаємодії. Досягти цього можливо шляхом введенням добавок сполук, здатних до інтенсивної ближньої гідратації, або введенням речовин, ініціюючих ефект дальньої гідратації.

3. Встановлено, що добавки трет-бутанолу у кількості 0,15...0,25 % призводять до зменшення вмісту зв’язаної води, тобто до зменшення гідратації молекул цукрози. А це свідчить, що більша маса води приймає участь у побудові клатратних структур, у середині яких можливо розміщуються молекули трет-бутанолу. Передозування трет-бутанолу сприяє збільшенню ближньої гідратації, що виникає за диполь-дипольним механізмом між ОН-групою спирту та молекулами води.

4. Додавання трет-бутанолу сприяє зменшенню гідратації молекул цукрози, які можуть додатково викристалізуватись на існуючих кристалах або перейти у тверду фазу.

5. Уточнено поділ на сильні та слабкі мелясоутворювачі та запропоновано класифікацію нецукрів за здатністю утворювати мелясу із урахуванням впливу нецукрів на структуру водних цукрових розчинів. Її можна представити таким чином:

Сильні мелясоутворювачі збільшують розчинність цукрози завдяки значному ефекту розупорядкування структури води цукрового розчину і посилення гідратації молекул цукрози, що в свою чергу викликає зменшення в’язкості розчину.

Слабкі мелясоутворювачі підвищують розчинність цукрози в меншій мірі завдяки меншому ефекту розупорядкування структури цукрового розчину і гідратації цукрози, що спричиняє збільшення в’язкості таких розчинів.

Від’ємні мелясоутворювачі знижують розчинність цукрози завдяки ефекту упорядкування структури розчинника, що сприяє дегідратації молекул цукрози і помітному збільшенню в’язкості розчинів.

Ця класифікація може бути використана під час вивчення процесу мелясоутворення і розробленні нових способів інтенсифікації та удосконалення цукрового виробництва.

6. Розроблено спосіб зниження вмісту цукрози в мелясі, який передбачає введення хімічного реагенту (трет-бутанолу) в кількості 0,15...0,25 % до маси утфелю останньої кристалізації під час кристалізації цукрози при охолодженні його у мішалках-кристалізаторах (Деклараційний патент України №37056 А від 16.04.2001 р.).

7. Спосіб зниження вмісту цукрози в мелясі з використанням трет-бутанолу впроваджений на Юзефо-Миколаївському цукровому заводі. Встановлено, що використання розробленого способу дозволяє збільшити вихід білого цукру на 0,03...0,06 % до маси перероблених буряків, що підтверджено актом виробничих випробувань та на 0,5...1,5 % знижується чистота меляси. Річний економічний ефект від впровадження способу складе 166,8 тис.грн. або 1,37 грн. на тонну перероблених буряків.

Публікації автора:

1. Гідратація цукрози в присутності хлоридів, нітратів та карбонатів деяких лужних металів / Л.Д. Бобрівник, В.М. Климович, О.М. Мірошников, О.В. Подобій, О.В. Ляховчук // Наукові праці УДУХТ. – 1998. – №4,ч. ІІ. – С.124-125.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

2. Действие неэлектролита на структуру воды в сахарном растворе / Е.В. Подобий, О.Н. Мирошников, Л.Д. Бобровник, В.А. Михайлик // Сахар. – 2000. – №4. – С.22-24.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь в експериментальних дослідженнях, оброблення та аналіз отриманих результатів, написання статті.

3. Подобій О.В. Розчинність цукрози та в’язкість її розчинів за наявності трет-бутанолу // Харчова промисловість. – 2001. – №1(46). – С. 69-71.

Особистий внесок здобувача: виконання експериментів, аналіз результатів, підготовка матеріалів.

4. Подобій О.В., Мірошников О.М. Дослідження впливу добавок трет-бутанолу на процес гідратації цукрози // Наукові праці УДУХТ.– 2001. – №10, ч. І. – С. 62-63.

Особистий внесок здобувача: виконання експериментів, аналіз результатів, підготовка матеріалів до друку.

5. Мірошников О.М., Михайлик В.А., Подобій О.В. Дослідження впливу трет-бутанолу на стан води в цукровому розчині // Наукові праці НУХТ. – 2006. – №18. – С.25-27.

Особистий внесок здобувача: безпосередня участь в удосконаленні методики досліджень, аналізі та систематизації отриманих результатів, участь в підготовці матеріалів до опублікування отриманих результатів.

6. Бобрівник Л.Д., Подобій О.В. Деякі питання ролі води і нецукрів в мелясоутворенні // Цукор України. – 2006. – №5. – С.15-18.

Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, аналіз та систематизації отриманих результатів, підготовка матеріалів до опублікування.

7. Деклараційний патент України №37056 А, С13F1/02. Спосіб зниження вмісту цукру в мелясі / Л.Д. Бобрівник, О.М. Мірошников, В.А. Михайлик, О.В. Подобій – №2000031431; Заявл. 15.03.2000; Опубл. 16.04.2001, Бюл. №3.

Особистий внесок здобувача: проведення патентного пошуку, експериментальних досліджень, підготовка матеріалів до подання.

8. Spectroscopical study of the influece of some inorganic and organic substances on the character of hydration in sucrose solutions / L. D. Bobrivnyk, V.M. Klimovich, O.M. Myroshnikov and O.V. Podobiy // Proceeding of 21-th General Assembly C. I. T. S. - Antwerpеn, Belgium, 24-29 may 1999. – P. 421-426.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, обговоренні результатів, підготовці матеріалів до публікації.

9. Дослідження впливу деяких неорганічних і органічних з гідрофобними групами сполук на вміст цукрози в мелясі / О.В. Подобій, О.М. Мірошников, Л.Д. Бобрівник, В.М. Климович // Матеріали Шостої міжнародної науково-технічної конференції, 19-21 жовтня 1999 р. – У 3 ч. – К.: УДУХТ, 2000. – Ч. І – С. 30-31.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів та підготовка матеріалів.

10. Майданець О.М., Мірошников О.М., Подобій О.В. Спектроскопічні дослідження впливу дипептидів на гідратацію цукрози // Програма і матеріали 67-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів УДУХТ. – У 2 ч. – К.: УДУХТ. – 2001. – Ч.1. – С. 104.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

11. Дослідження впливу трет-бутанолу на поверхневий натяг розчину в присутності цукрози / В.І. Вароді, А.А. Дроздович, Т.С. Гаврилова,
    К.І. Кудрявцева, О.М. Мірошников, О.В. Подобій. // Програма і матеріали 68-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів НУХТ. – У 2 ч. – К.: НУХТ. – 2002. – Ч.1. – С. 102.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів.

12. Спектроскопічне дослідження впливу амінокислотних залишків на просторову будову молекул цукрози / Т.С. Гаврилова, В.В. Манк,
    О.М. Мірошников, О.В. Подобій // Програма і матеріали 69-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів НУХТ. – У 2 ч. – К.: НУХТ. – 2003. – Ч.1. – С. 105.

Особистий внесок здобувача: участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів та підготовка матеріалів.

13. Вплив трет-бутанолу на поверхневий натяг води / О.С. Беседа,
    А.А. Карабанова, О.М. Мірошников, О.В. Подобій, А.Р. Смик // Програма і матеріали 72-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ ст.", 17-18 квітня 2006 р. – У 2 ч. – К.: НУХТ. – 2006. – Ч.1. – С. 106.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, написання тез.

14. Використання суспензій у процесі виробництва цукрут / А.Б. Дроздович, О.М. Ященко, О.В. Подобій, О.В. Подаревська // Програма і матеріали 72-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ ст.", 17-18 квітня 2006 р. – У 2 ч. – К.: НУХТ. – 2006. – Ч.1. – С. 106.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, узагальнення і підготовка матеріалу.