Реєстраційний номер
0824U000832, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
29-01-2024
Статус
Захищена
Назва роботи
Одержання розширеного асортименту модифікованих крохмалів методом термічної обробки
Здобувач
Миргородська-Терентьєва Вікторія Дмитрівна,
Керівник Ніколенко Микола Васильович
Опонент Близнюк Ольга Николаевна
Опонент Панченко Юрій Васильович
Рецензент Коваленко Вадим Леонідович
Рецензент Фролова Лілія Анатоліївна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Державний вищий навчальний заклад "Український державний хіміко-технологічний університет"
Опис
Крохмаль є важливою сировиною для різних галузей промисловості, зокрема харчової, хімічної, фармацевтичної, текстильної тощо. Аналіз науково-технічних публікацій вказує на перевагу термічної обробки серед різноманітних методів модифікації крохмалів. Перевагою процесу є те, що зміною його умов можна одержувати декстрини з різними функціональними властивостями, тобто розширювати асортимент модифікованих крохмалів на ринку, підлаштовуючись під конкретні потреби користувачів.
В результаті проведення мікроскопічних досліджень показано, що середній розмір частинок крохмалю після термообробки зменшується. Зменшення розмірів частинок пояснюється їх дегідратацією та зміною ступеню упаковки макромолекул біополімерів внаслідок їх деструкції та реполімеризації.
Дослідження термічними методами аналізу і Фурьє-ІЧ-спектроскопії показали, що конденсація гідроксильних груп полісахаридів відбувається в широкому температурному діапазоні і не виявляється окремими ендоефектами на кривих ДСК. Вперше встановлена лінійна кореляція між значеннями енергій активації процесів дегідратації і декстринізації картопляного та кукурудзяного крохмалів, що свідчить про незалежність таких процесів від ботанічного походження крохмалів.
Дослідження РФА показали, що в процесі термообробки крохмалю спостерігаються зростання інтенсивностей рефлексів в області 2=10-20, що свідчить про переорієнтацією кристалітів та збільшення ступеню упорядкованості макромолекул полісахаридів під час нагрівання.
Встановлено, що кінетичні криві вилуговування амілози з крохмалю найкраще описуються рівнянням Крюгера-Циглера, що описує гетерогенні хімічні процеси із змінним у часі коефіцієнтом дифузії. Уявна енергія активації процесу гідротермічного вилуговування амілози з підвищенням температури знижується. Зроблено висновок, що зменшення енергії активації обумовлено переходом процесу з кінетичного в дифузійний режим. Вперше запропоновано розглядати вилуговування амілози як гетерогенний псевдохімічний процес.
Встановлено, що з ростом кислотності розчинів клейстерів знижується енергія активації процесу вилуговування амілози, що обумовлено впливом іонів гідрогену на міцність водневих зв’язків. Механізм такого впливу вивчено методом квантово-хімічного моделювання.
Для аналізу ММР амілозних клейстерів використовували тонкошарову хроматографію із скануванням хроматографічних плям та визначенням координат кольору в системі CIELab. Профілі зміни повної колірної відмінності хроматографічних плям в напрямку руху фронту елюенту дозволили охарактеризувати зміни молекулярної маси амілози після декстринізації крохмалю. Вперше запропоновано поділяти термічно оброблені крохмалі на дві окремі групи – з підвищеним та зі зниженим ступенем полімеризації амілози.
Вимірювання динамічної в'язкості клейстерів показали, що з ростом швидкості зсуву в'язкість клейстерів спочатку швидко збільшується, а потім при швидкостях 9-12с-1 починає плавно знижуватися, що пояснюється переходом ньютонівського режиму течії до псевдопластичної течії.
Вперше встановлена залежність ефективності і механізму декстринізації крохмалів від ступеню їх гідратації: чим менше початковий вміст води в крохмалі, тим більше ступінь зшивання його полісахаридів в процесі термообробки. Вперше досліджено процес модифікації крохмалю інкорпорацією наночасток ортофосфатів кальцію. Встановлено, що інкорпорація крохмалю дозволяє зменшити температуру і час нагрівання крохмалів для досягнення необхідних показників в’язкості їх клейстерних розчинів.
Розроблена технологічна схема виробничої дільниці одержання інкорпорованих декстринів, що пропонується впровадити на підприємствах з виробництва крохмалю. В якості сировини запропоновано використовувати вологий крохмаль. Встановлено, що запропонований нами спосіб одержання інкорпорованого декстрину є економічно вигідним.
Від ТОВ «Корса» отримано акт випробувань, в якому підтверджується ефективність запропонованого способу синтезу інкорпорованого декстрину та його відповідність до вимог ДСТУ 4380:2005.
Дата реєстрації
2024-02-06
Додано/оновлено в НРАТ
2024-02-06 / 2026-08-04
