Реєстраційний номер
0826U003225, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
24-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Ресурсо-енергоефективні процеси екстрагування при виробництві
соняшникової олії
Здобувач
Запорожець Дмитро Олександрович,
Керівник Яровий Ігор Іванович
Опонент Зав`ялов Володимир Леонідович
Опонент Дячок Василь Володимирович
Рецензент Осадчук Петро Ігорович
Рецензент Волгушева Наталя Вікторівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Одеський національний технологічний університет
Опис
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 «Галузеве машинобудування». Одеський національний технологічний університет, Одеса, 2026.
Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу екстрагування олії з макухи соняшника екологічно безпечним екстрагентом шляхом залучення мікрохвильових джерел енергії та розробки обладнання на основі даних технологій.
У першому розділі цього розділу аналізується проблема вилучення олії з макухи соняшника екстрагуванням та застосування в якості екстрагенту етанолу.
Принцип екстрагування у мікрохвильовому полі виникає у тому, що волога, яка міститься в клітинах та капілярах рослинної сировини, є ціллю для мікрохвиля. Нагріваючись, ця волога випаровується та утворює надлишковий тиск на клітинну стінку, яка руйнується, випускаючи цільові компоненти в екстрагент. За таким механізмом у потік екстрагента олія може переходити у кілька дрібних краплин, викинутих з капіляра. В роботах наукової школи кафедри процесів, обладнання та енергетичного менеджменту Одеського національного технологічного університету цей процес називається механодифузією. Розглянуто існуючі зразки мікрохвильового екстракційного обладнання для екстрагування рослинної сировини етанолом, як періодичної, так і неперервної дії.
У другому розділі проведено аналіз об’єктів дослідження, експериментальних та аналітичних методів дослідження. Розглянуто загальні механізми масопереносу з рослинної сировини, руйнівну силу процесу, масові потоки. Наведено механізм масопереносу в умовах адресної доставки енергії, який характеризується виникненням бародифузійного масового потоку. Зроблено огляд методів аналітичного моделювання процесів екстрагування з рослинної сировини, а також розвитку моделювання процесів екстрагування з капілярнопористих тіл.
На основі теорії подібності методом аналізу розмірностей визначено структуру критеріального рівня розрахунку коефіцієнта масовіддачі. Традиційні та бародифузійний масові потоки враховуються ефективним коефіцієнтом масовіддачі. Критеріальне рівень являє собою залежність числа Шервуда від чисел Шмідта, енергетичної дії, безрозмірного складу екстрагенту та екстрагенту, а також безрозмірності розчину олії в екстрагенті.
В третьому розділі розглядається експериментальне дослідження процесу екстрагування олії з макухи соняшника. Наведено залежність розчинності олії в етанолі у залежності від вмісту етанолу в екстрагенті. В якості екстрагента використовувалися 80, 90 та 96 % етанолу. Побудовано кінетичні зміни процесу екстрагування етанолом з макухи соняшника в умовах дії мікрохвильового поля в залежності від гідромодуля, розміру частинок, питомого підведення енергії, концентрації етанолу в екстрагенті. Проведено оцінку виходу олії, її частки від загальних екстрактивних речовин. Проведено порівняння вмісту олії в отриманих екстрактах з її розчинністю з відповідними екстрагентами за умовами даних. Отримані результати дозволяють стверджувати, що використання мікрохвильової інтенсифікації суттєво забезпечує вихід олії, її збір серед екстрактивних речовин, а також переводить частину олії в екстракт у вигляді емульсії без розчинення. В умовах дії мікрохвильового поля вилучено 87% у всій олії, що містилася в макусі екстрагентом із вмістом етанолу 90 %, при цьому гідромодуль склав 1:20, при цьому тривалість процесу не перевищувала 30 хв. Вміст олії в екстрактах з меншими гідромодулями перевищив розчинність олії в етанолі за умовами даних у 1,6 разів. У порівнянні з традиційним нагріванням мікрохвильове екстрагування виходить вихід олії на 40 %.
В результаті узагальнення бази експериментальних даних отримано модель з узагальненими змінами, що дають можливість розрахувати мікрохвильовий екстрактор тривалої дії з точністю в ±19,7%.
У четвертому розділі на основі одержаної моделі розроблено алгоритм розрахунку відповідних апаратів. Запропоновано принципову схему переробки макухи соняшника з мікрохвильовим екстрактом остаточної дії. Проведено оцінку якості відібраних зразків олії на хроматографі. Встановлено збільшений вміст пальмітинової кислоти в одержаній олії, що наближає вміст у мікрохвильовому екстракторі олії з макухи соняшника до амарантової олії, або олії виноградних кісточок. Збільшення частки пальмітинової кислоти не досягає біологічної цілісності олії, проте підвищує стабільність при зберіганні та нагріванні.
Результати роботи впроваджені на ТОВ «ОІЛПРОДАКШЕН», м. Одеса. Отримані результати були позитивно оцінені представниками виробництва. Запропонована лінія екстрагування була рекомендована до впровадження у виробництво.
Дата реєстрації
2026-07-08
Додано/оновлено в НРАТ
2026-07-08 / 2026-08-24
