Главная > Полуфабрикаты лекарственных трав в производстве кондитерских изделий

Исследование процесса получения паст

Процесс экстракции можно представить следующей схемой: из исходной смеси А+В веществ извлекается растворителем С компонент В и получается обедненная смесь А+В1 и обогащенный растворитель С+В2, при этом - B1+B2=B.

Крапивные пасты представляют систему обедненной смеси A+B1 и обогащенного растворителя С+В2 без их разделения.

Экстракция необходима для перевода в растворенное состояние биологически активных веществ, что обеспечивает их лучшее усвоение организмом человека..

Для нахождения оптимальных параметров процесса получения крапивной пасты исследовали динамику извлечения красящих веществ (хлорофилла) из крапивного порошка от продолжительности обработки, температуры и соотношения порошка и экстрагентов.

В лабораторных условиях экстракцию вели методом мацерации (настаивания) в течение суток. Исследовали влияние соотношения экстрагентов и температуры на выход красящих веществ.

Анализ полученных данных (рис.2) показал, что изменение соотношения крапивный порошок : спирт от (1:1,5) до (1:2,5) увеличивает извлечение красящих веществ в 1,3 раз, изменение количества подсолнечного масла при соотношении крапивный порошок : масло от (1:1,5) до (1:2,5) не приводит к повышению извлечения красящих веществ. Это объясняется тем, что экстрагируемое вещество (хлорофилл) переходит в экстрагент и увеличивает его концентрацию, вследствие чего уменьшается движущая сила процесса. Наилучшее соотношение порошка и экстрагентов находится в пределах 1:2,0-1:2,5 (спиртовая и масляная пасты)- 1:1,2:1,2-1:1,5:1,5 (спиртово-масляная паста).

Фото 1 Исследование процесса получения паст

При меньших количествах экстрагента повышается вязкость массы и уменьшается коэффициент диффузии. Увеличение массовой доли экстрагентов ведет с одной стороны к увеличению движущей силы, с другой - к понижению концентрации экстрагируемых веществ и удорожанию, так как потребуется дополнительный процесс их выделения (выпаривание, перегонка).

Результаты исследования влияния температуры на процесс экстракции (рис. 3) показали, что наибольший выход хлорофилла при экстрагировании спиртом достигается при t=25-30 С, маслом -70-80 °С, спиртом и маслом - 40-50 °С. Данные температуры обеспечивают снижение вязкости растительного масла, что способствует быстрому и полному смачиванию частиц порошка маслом во всем объеме материала, насыщению им капилляров и пор, увеличению экстракции биологически активных веществ.

Увеличение температуры выше указанных значений не вызывает повышения экстрагирования.

В результате исследования влияния соотношения крапивного порошка, спирта и масла на экстрагирование красящих веществ и пасте (рис. 4) выяснили, что наибольшее извлечение красящих веществ достигается при равном соотношении спирта и масла.

Был проведен эксперимент по получению крапивной спиртово-масляной пасты из жмыха свежей крапивы после отделения сока (рис.5). Установлено, что содержание хлорофилла в спиртово-масляной пасте из жмыха свежей крапивы при пересчете на сухое вещество значительно выше, чем в пасте из порошка.

Использование жмыха обосновано следующим: он не подвергается воздействию температур, что максимально сохраняет весь комплекс биологически активных веществ крапивы, снижает себестоимость за счет снижения затрат на сушку и увеличивает выход хлорофилла.

Значительное влияние на внутреннее диффузионное сопротивление оказывает размер частиц. Уменьшение размера частиц является одним из самых мощных средств для уменьшения внутреннего сопротивления.

С увеличением степени измельчения сырья увеличивается общая поверхность измельченных частиц и повышается молекулярная диффузия, так как становится больше разорванных клеток, экстрагент более свободно проникает в клетку и увеличивается контакт сырья с растворителем. Вслед за повышением молекулярной диффузии увеличивается и наружная (конвективная) диффузия, то есть диффузия от поверхности частиц сырья в экстрагент, а значит повышается и количество проэкстрагированных веществ.

Измельчение ведут до дисперсности частиц 20-30 мкм. Для каждого вида сырья и условий протекания процесса существует минимальный размер частиц (для крапивного порошка -20-30 мкм), при котором суммарное внутреннее и внешнее диффузионное сопротивление является минимальным. При дальнейшем уменьшении размера частиц внешнее диффузионное сопротивление увеличивается в большей степени, чем уменьшается внутреннее, что не способствует улучшению экстрагирования и ведет лишь к лишним энергозатратам.

Для интенсификации процесса экстракции необходимо уменьшение размера частиц сопровождать улучшением условий массоотдачи от поверхности частиц к экстрагенту.

Фото 2 Исследование процесса получения пастФото 3 Исследование процесса получения паст

Поэтому для получения паст был использован метод механохимической активации, при котором одновременно происходят процессы измельчения и экстракции, что обеспечивает уменьшение размера частиц сырья в 10 раз и значительно увеличивает коэффициент экстракции. Использовали сырье в виде порошка или жмыха крапивы дисперсностью 200-400 мкм. Выбор такой дисперсности обусловлен тем, что увеличение размера частиц более 400 мкм не обеспечивает устойчивость системы (твердое тело - жидкость) и приводит к ее расслоению, что затрудняет дозирование в механо-химический активатор (МХА); уменьшение размера частиц менее 200 мкм приводит к увеличению удельной поверхности сырья, увеличению количества экстрагента, необходимого для смачивания частиц порошка и получения текучей массы, и понижению концентрации экстрагируемых веществ. Дисперсность крапивных паст после обработки в МХА увеличивается до 20-30 мкм (рис.6).

Фото 4 Исследование процесса получения паст

Дальнейшее уменьшение размера частиц приводит к увеличению внешнего диффузионного сопротивления в большей степени, чем уменьшение внутреннего, что не способствует улучшению экстрагирования и приводит к лишним энергозатратам.

Использование при получении паст метода механохимической активации позволило увеличить выход хлорофилла по сравнению с методом мацерации в спиртовой пасте на 11 %, масляной пасте на 31%, спиртово-масляной на 14 % и сократить время приготовления паст до 12-35 мин (рис.7).

Таким образом, получение крапивных паст с использованием метода механохимической активации является перспективным направлением создания биологически активных добавок из лекарственных растений.

Фото 5 Исследование процесса получения паст

<<< Выбор экстрагентов и устройства для проведения процесса экстракции
 предлагаемая технологическая схема получения крапивных паст >>>

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 2.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
2.0/5 (5 голосов)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить