Введение к работе
Актуальность проблемы. Все возрастающая угроза экологического
кризиса требует незамедлительного пересмотра сложившейся на
практике техногенных концепций развития всех отраслей
промышленности, как в России, так и в странах дальнего и ближнего зарубежья. При этом, главным принципом должна стать экологизация всего комплекса. Кроме того, в настоящее время использование целого ряда синтетических ароматических добавок в различных отраслях промышленности (пищевой, фармацевтической, парфюмерію - косметической и т.д.) запрещено в связи с нежелательными эффектами терапевтического действия. Ароматические вещества должны не только улучшать органолептические показатели продукции, но и обладать положительным лечебно-профилактическим действием.
Основными требованиями, предъявляемыми к получаемым
продуктам, являются сохранение нативности, полнота выделения
ароматических веществ из исходного сырья, отсутствие побочных
продуктов разложения, остатков растворителя, высокая
производительность процесса, минимизация загрязнения окружающей среды.
Сегодня, для многих видов перерабатывающих производств характерны малоэффективные технологии, процессы и оборудование, применяются дорогостоящие, вредные и опасные для животного и растительного мира растворители.
Для решения важной научно- практической задачи, связанной с
повышением конкурентоспособности и безопасности целевого продукта, для
обеспечения потребителя экологически чистыми натуральными
ароматизаторами растительного происхождения, необходимо коренное изменение всего технологического процесса их получения.
ГЕКА
Cflerqgtar
09 щГтв{
Разработка высокоинтенсивных экологически чистых,
энергоресурсосберегающих технологий, обеспечивающих
конкурентоспособность и безопасность целевого продукта, высокий уровень комплексного, безотходного использования сырьевых ресурсов, является важной научно- практической проблемой, решению которой и посвящена работа автора.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка путей повьппения конкурентоспособности и безопасности целевого продукта на основе совершенствования технологического процесса, базирующегося на исследовании влияния теплофизичесих свойств растворителя и технологических факторов на процесс извлечения ароматических веществ из возобновляемого растительного сырья. Согласно этой цели в работе решались следующие задачи:
-
Провести анализ современного состояния экстрагирования ароматических веществ из растительного сырья.
-
Выбор основных критериев результативности при реализации новых способов экстрагирования.
-
Усовершенствовать экспериментальную установку для исследования влияния различных факторов на интенсификацию процесса экстрагирования и на качественные показатели целевого продукта.
-
Провести экспериментальные исследования процесса сверхкритической флюидной экстракции ароматических веществ из растительного сырья.
-
Оценить влияние различных факторов на скорость и глубину извлечения и на качественные показатели ароматических веществ.
-
Разработать предложения по созданию высокоэффективного экологически чистого, безотходного производства ароматизаторов в соответствии с требованиями ФЗ «О техническом регулировании».
7. Исследовать и выбрать критерии оценки результативности технологической системы экстрагирования ароматических веществ из растительного сырья. Методы исследования. Согласно с решаемыми задачами в работе использованы стандартные, а также методики, разработанные в соавторстве. Методы оценки эффективности технологической системы экстрагирования изучались в лабораторных и полупроизводственных условиях. При оценке качества продукции и результативности технологических систем использованы труды отечественных и зарубежных ученых. Научная новизна.
1. Впервые для технологической системы экстрагирования ароматических
веществ проведено исследование в выборе методов и критериев оценки
результативности при интегрированном сквозном управлении качеством
продукции.
-
Установлены основные факторы, влияющие на эффективность процесса экстрагирования ароматических веществ из возобновляемого растительного сырья.
-
Установлено, что по эффективности и экологичности метод сверхкритической экстракции превосходит традиционные способы экстрагирования.
-
Впервые исследована динамика накопления кумаринов в надземной части полыни эстрагон по фазам вегетации.
-
Показано, что использование принципа сквозного интегрированного управления качеством продукции позволяет существенно повысить результативность технологической системы экстрагирования. Практическая ценность работы.
1. Показано, что на усовершенствованной экспериментальной установке можно получить надежные экспериментальные данные, что является основой при разработке и создании высокоэффективных, экологически чистых технологий получения натуральных ароматизаторов.
-
Выявлен механизм влияния различных факторов на эффективность процесса экстрагирования, а именно: влияние теплофизических свойств растворителя и технологических факторов на скорость и глубину извлечения и на качественный состав целевого продукта.
-
На основе полученных результатов предложен ряд принципиально новых технологических решений получения ароматических экстрактов из возобновляемого растительного сырья.
-
Установлено, что максимальное накопление кумаринов в полыни приходится на фазы массового цветения и плодоношения, что является важной' информацией для организации правильного сбора этого вида сырья без потерь ароматических веществ.
Достоверность полученных результатов обеспечена использованием
при анализе и теоретических расчетах современных апробированных
уравнений, а также современных методов и критериев при оценке
результативности технологической системы экстрагирования. Основные
результаты экспериментальных исследований подтверждены
независимыми опытными данными различных авторов.
Личный вклад автора - участие в усовершенствовании эксперимен
тальной установки, проведение экспериментов, обработка, анализ и
научное обобщение результатов исследований, разработка предложений
по повышению результативности технологической системы
экстрагирования ароматических веществ из возобновляемого растительного сырья, выводы и рекомендации.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных конференциях, научных семинарах и совещаниях, в том числе: на общероссийской научно- практической конференции « Горные регионы России: стратегия устойчивого развития в XXI веке - повестка дня 21», (Махачкала, 2003), на третьем международном форуме «Создание и развитие сильных брендов» (Москва, 2004), на международном форуме «Проблемы науки, техники и образования» (Москва, 2004), на научно- практической конференции
«Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» (Углич, 2004), на научных семинарах НИЦ «Экология и промышленная энерготехнология», на кафедре физической и коллоидной химии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, на научно- техническом совете ФГУП «Биотехнологический завод» (Московская область), во Всероссийском научно-исследовательском институте сертификации. Публикации. Основные положения диссертации изложены в 10 публикациях.
Струкгура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 154 страниц машинописного текста, включая 31 рисунков, 11 таблиц и 4 приложений. Библиография содержит 118 наименований.
