Астрахань, Астраханская область, Россия
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет» («Технологические машины и оборудование», Ассистент)
сотрудник с 01.01.2024 по настоящее время
Россия
Астрахань, Астраханская область, Россия
ВАК 4.1.1 Общее земледелие и растениеводство
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 664 Пищевая промышленность в целом. Производство и консервирование пищевых продуктов
УДК 663.814 Ягодные сиропы. Малиновый сироп. Смородиновый сироп и др.
ГРНТИ 65.13 Процессы и аппараты пищевых производств
Цель исследования – проведение термодинамического анализа статических закономерностей процесса жидкостно-твердофазной экстракции термолабильных компонентов на примере получения экстрактов из топинамбура и солодкового корня. Задачи: экспериментально выявить статические закономерности процесса жидкостно-твердофазной экстракции объектов исследования; провести термодинамический анализ статических закономерностей процесса жидкостно-твердофазной экстракции; определить параметры статики экстракции, такие как энергетические составляющие свободной энергии Гиббса; оценить тепловой эффект процесса жидкостно-твердофазной экстракции объектов исследования. Объекты исследования – топинамбур, корень солодки голой, водные экстракты инулина и глицирризиновой кислоты. В данном исследовании данный анализ проведен, опираясь на уравнения термодинамики. Приведены результаты расчета констант распределения целевых компонентов между экстрагентом и твердой фазой и определены параметры статики экстракции, такие как энергетические составляющие свободной энергии Гиббса. Учитывая общую теплоту, затрачиваемую при переносе компонента из фазы в фазу, в уравнении теплового баланса, как пример, определено изменение температуры при экстракции с учетом теплоемкости экстракта. Следует отметить, что при изменении гидромодуля и концентрации экстракта, а также вида экстрагента, природы сырья и переносимого компонента тепловой эффект может усиливаться. Полученные результаты позволяют учесть экзотермический эффект или эндотермический для каждого вида сырья и переносимого компонента при проведении процесса экстракции в аспекте соблюдения температурных ограничений, а также могут использоваться для определения энергоемкости процесса экстрагирования и моделировании обозначенной операции. Энергия при экстракции расходуется не только на сам процесс растворения извлекаемого компонента, но и на преодоление его структурной (энтропийной) или адсорбционной связи с сырьем или рафинатом, что можно обеспечить посредством физических эффектов, в частности дополнительной энергией при нагреве гидромодуля или экстрагента или при ультразвуковой кавитации.
растительное сырье, экстракция, ультразвук, энергоемкость процесса, термодинамический анализ, свободная энергия, энтальпия, энтропия
1. Дьякова Н.А. Экспериментальный подбор оптимальных технологических параметров ультразвуковой экстракции инулина // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2021. Т. 20, № 4. С. 188–193.
2. Бызов В.А. Системный анализ состояния и перспективы развития производства инулина (обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. Т. 23, № 6. С. 757–776.
3. Konnova O.I., Maksimenko Y.A. Experimental-analytical study of the process of ultrasonic extraction of inulin from jerusalem tubers // Proceedings of the Voronezh state university of engineering technologies. 2024. Vol. 86, N 3. P. 102–108. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.20914/2310-1202-2024-3-102-108.
4. Коннова О.И., Максименко Ю.А. Технология получения инулина из клубней топинамбура // Индустрия питания. 2025. Т. 10, № 1. С. 23–29.
5. Ларичева К.Н., Гришина У.Г. Глицерин как альтернативный растворитель для экстракции глицирризиновой кислоты из корней солодки голой Glycyrrhiza Glabra // Новые технологии. 2024. Т. 20, № 2. С. 90–104.
6. Дубовская Н.А. Разработка методики получения глицирризиновой кислоты из солодки голой при помощи ультразувуковой экстракции. В сб.: Всероссийская научно-практическая конференция «Природные соединения и здоровье человека». Иркутск, 2021. С. 174–178.
7. Соколова Е.В., Максименко Ю.А., Коннова О.И. Интенсификация процесса экстракции при производстве экстракта солодкового корня // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2024. Т. 86, № 4. С. 185–190.
8. Филимонова М.С., Шимановский Н.Л. Различные лекарственные формы глицирризиновой кислоты и возможности их применения при вирус-ассоциированных и воспалительных заболеваниях // Химико-фармацевтический журнал. 2023. Т. 57, № 4. С. 3–11.
9. Рубцова Л.Н., Сорокин В.В., Касьяненко Е.Ф. Экстрагирование из твердых веществ // Ползуновский вестник. 2023. № 3. С. 203–209.
10. Алексанян И.Ю., Свирина С.А., Лебедев В.А., и др. Конструкция экстрактора для реализации процесса экстрагирования из твердых веществ из измельченного растительного сырья // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2022. № 2. С. 7–11.
11. Абашкин И.А., Елеев Ю.А., Глухан Е.Н., и др. Методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья (обзор) // Химия и технология органических веществ. 2021. № 2. С. 43–59.
12. Стремин А.А., Федоренко Б.Н. Использование ультразвука для ускорения экстракции в пищевой промышленности // Вестник науки. 2023. Т. 3, № 5. С. 725–730.
13. Макаров А.Е., Нугманов А.Х.Х., Алексанян И.Ю., и др. Исследование кинетики экстракции водорастворимых веществ из мякоти хурмы // Индустрия питания. 2024. Т. 9, № 3. С. 56–68.
14. Цветов Н.С., Середа Л.Н., Палий А.Е., и др. Изучение кинетики ультразвуковой экстракции биологически активных соединений из сырья Thymus vulgaris L. в водно-спиртовой среде // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2024. № 153. С. 88–96.
15. Шинкарева Т.Е., Овсянников В.Ю., Трунов С.А. Физические методы обработки как фактор интенсификации экстракционного извлечения биологически активных веществ. В сб.: I Национальная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Холодильная техника и биотехнологии». Кемерово, 2019. С. 118–122.
16. Шишацкий Ю.И., Дерканосова А.А., Толстов С.А. Термодинамика фазового равновесия в системах твердое тело-жидкость и твердое тело-газ // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. Т. 83, № 1. С. 30–35.
17. Степанов К.С., Турманидзе Г.Н., Сорокин В.В., и др. Применение термодинамических моделей для прогнозирования растворимости биологически активных веществ // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023. Т. 12, № 4. С. 46–53.
18. Jurinjak Tusek A., Benković M., Cvitanović A., et al. Kinetics and thermodynamics of the solid-liquid extraction process of total polyphenols, antioxidants and extraction yield from Asteraceae plants // Industrial Crops and Products. 2016. Vol. 91. P. 205–214.
19. Подгорный С.А., Кошевой Е.П., Косачев В.С. Термодинамический подход в теории сушки // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2015. № 4. С. 88–91.
20. Максименко Ю.А., Коннова О.И., Алексанян И.Ю. Термодинамика взаимодействия инулинового комплекса с водой // Новые технологии. 2023. Т. 19, № 4. С. 111–118.
21. Запорожец Е.Ю., Фоменко Е.В., Нугманов А.Х.Х., и др. Термодинамический анализ статических закономерностей сорбции эктокарпусом влаги на основе его гигроскопических характеристик // Индустрия питания. 2023. Т. 8, № 3. С. 113–122.
22. Нугманов А.Х.Х., Бакин И.А., Мустафина А.С., и др. Исследование технологических методов экстракции инулина из корней обыкновенного цикория (Cichorium intybus L.) // Хранение и переработка сельхозсырья. 2024. № 4. С. 33–44.
23. Муцаев Р.В., Алексанян И.Ю., Нугманов А.Х.Х., и др. Термодинамический анализ механизма взаимодействия инулина с водой // Современная наука и инновации. 2017. № 4. С. 79–84.
24. Алексанян И.Ю., Хайбулов Р.А., Голубятникова М.В. Анализ механизма тепломассопереноса при оптимизации процесса сушки экстракта корня солодки // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2005. № 2. С. 278–283.
