Реєстраційний номер
0826U002953, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
01-07-2026
Статус
Запланована
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Назва роботи
ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ОБЛАДНАННЯ З ПЕРЕРОБКИ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ ЕКСТРАКЦІЄЮ ЗРІДЖЕНИМИ ГАЗАМИ І КРІОСУБЛІМАЦІЙНИМ ФРАКЦІОНУВАННЯМ
Здобувач
БІЛИЙ ДМИТРО ВОЛОДИМИРОВИЧ,
Керівник Потапов Володимир Олексійович
Керівник Петренко Олена Володимирівна
Опонент Атаманюк Володимир Михайлович
Опонент Зав`ялов Володимир Леонідович
Рецензент Загорулько Олексій Євгенович
Рецензент Аксьонова Олена Федорівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Державний біотехнологічний університет
Опис
Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової задачі щодо вдосконалення технологій та обладнання комплексної переробки рослинної сировини методами кріосублімаційного фракціонування та екстрагування зрідженими хладонами. Актуальність дослідження зумовлена потребою у створенні ресурсоефективних і екологічно безпечних низькотемпературних технологій, які забезпечують максимальне збереження біологічно активних речовин. Кріосублімаційне фракціонування дозволяє отримувати сублімовану тверду фракцію та кріосублімат — рідинну фракцію, збагачену вітамінами, мікроелементами, амінокислотами та молекулярними комплексами. Екстрагування зрідженими хладонами характеризується високою селективністю, низькими температурами процесу, легким розділенням екстракту й розчинника, мінімальним залишком екстрагенту, хімічною інертністю, негорючістю та низькою токсичністю. Отримані продукти можуть використовуватися як натуральні смакові й ароматоутворювальні добавки, компоненти лікувально-профілактичних препаратів і косметичних засобів.
Метою дослідження є вдосконалення технології та обладнання для отримання екстрактів із рослинної сировини методами екстракції у зріджених газах і кріосублімаційного фракціонування. Для досягнення мети проаналізовано сучасні методи екстрагування, визначено їх переваги й недоліки; обґрунтовано вибір рослинної сировини; доведено перспективність застосування зріджених хладонів для вилучення ліпідних фракцій; проведено експериментальні дослідження кріосублімації та хладонового екстрагування; визначено хімічний склад і показники якості отриманих фракцій та екстрактів; запропоновано модель кінетики екстрагування і шляхи вдосконалення екстракційної установки.
У першому розділі проведено порівняльний огляд традиційних і сучасних методів екстрагування рослинної сировини, визначено їх технологічні особливості, переваги та обмеження. Обґрунтовано вибір хладонової екстракції як ефективного способу вилучення ліпідних фракцій, що забезпечує збереження кольору, аромату, смакових властивостей, відсутність мікробіологічного забруднення та повне видалення розчинника. Проаналізовано характеристики хладонів як екстрагентів, конструкції обладнання, а також доцільність застосування сублімаційного сушіння і кріосублімаційного фракціонування.
У другому розділі охарактеризовано об’єкти дослідження: петрушку кучеряву, топінамбур, лавр благородний, кмин чорний, календулу лікарську та амарант. Описано методики підготовки сировини до комплексної переробки, зокрема кріоподрібнення та сублімаційне сушіння, а також обладнання для проведення експериментів. Наведено методики аналізу фізико-хімічних показників хладонових екстрактів, сублімованих твердих і рідинних фракцій із використанням газової хроматографії, спектрофотометрії, визначення сухих речовин і числа аромату.
У третьому розділі експериментально досліджено процес екстрагування ліпідних фракцій із біологічної сировини зрідженими хладонами на установці з триступеневою кріогенною системою рекуперації розчинників. Встановлено вплив температури й тиску на вихід екстракту, визначено енергію активації процесу, досліджено склад ліпідних фракцій та ідентифіковано близько 75 % компонентів хладонових екстрактів. Підтверджено здатність методу вилучати широкий спектр неполярних речовин і доведено працездатність кріосублімаційного фракціонування для виділення фракцій із молекулярною масою до 300 а. о. м.
У четвертому розділі запропоновано модель кінетики екстрагування у вигляді системи двох диференціальних рівнянь, яка враховує змінну концентрацію на міжфазній поверхні та в об’ємі розчинника. Отримано аналітичний розв’язок рівняння кінетики для цільового компонента у твердій і рідинній фазах з урахуванням масообмінних чисел подібності, геометрії частинки сировини, співвідношення об’ємів екстрагенту й сировини та константи фазової рівноваги. Експериментально підтверджено оптимальний режим екстрагування.
У п’ятому розділі наведено показники безпеки, органолептичні та фізико-хімічні властивості хладонових екстрактів і кріосубліматів. Розроблено технологічну блок-схему комплексної кріопереробки рослинної сировини. Запропоновано вдосконалення установки хладонової екстракції шляхом упровадження азотного уловлювача, що підвищує ефективність процесу та знижує енерговитрати. Проведено розрахунок економічної ефективності й підтверджено доцільність використання технології. Результати дослідження впроваджено у навчальний процес ДБТУ та виробництво на підприємствах ТОВ «М’ясний Цех» і ТОВ «Кул Фекторі».
Дата реєстрації
2026-06-29
Додано/оновлено в НРАТ
2026-06-29 / 2026-07-02
