Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

Використання кавітаційних ефектів в процесах екстрагування

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Богдан Ярославович Целень
https://orcid.org/0000-0001-5213-0219
Любов Петрівна Гоженко
https://orcid.org/0000-0002-8999-1917
Наталія Леонідівна Радченко
https://orcid.org/0000-0002-5315-1609
Георгій Костянтинович Іваницький
https://orcid.org/0000-0002-0486-2359

Анотація

Представлено огляд традиційних і сучасних технологій екстрагування рослинної і тваринної сировини та інноваційних методів інтенсифікації процесів екстракції. Розглянуто три основні фактори які забезпечують інтенсифікацію процесів екстракції, а саме: збільшення питомої поверхні контакту фаз, підтримання високого потенціалу масопереносу, а також прискорення масопереносу через міжфазну поверхню. Серед них найбільш вагомим фактором інтенсифікації є прискорення внутрішнього масопереносу в структурі сировини. На цій лімітуючій стадії відбувається підведення розчинника до цільового компонента і подальша молекулярна дифузія розчиненої речовини через складну капілярно-пористу структуру до поверхні частинки. Показано, що сучасні інноваційні методи, спрямовані саме на заміну молекулярної дифузії в матриці сировини на конвективний масоперенос. Ефективність цих методів  базується на ефектах кавітації, які розглядаються як основний фактор інтенсифікацій внутрішнього масопереносу в сировині. Обговорюються основні механізми кавітаційної дії, які сприяють прискорення внутрішнього масопереносу.


В статті особливу увага приділено роботі пульсаційних екстракторів, котрі ефективно застосовуються при екстрагуванні з грубо дисперсної сировини. Розглянуто конструкцію і принцип работи пульсаційного диспергатора-екстрактора, в якому для посилення кавітаційної ефектів дії вперше застосовано сопло Вентурі. До найбільш вагомих переваг нової конструкції віднесено можливість скорочення часу екстракції, максимальне вилучення цільових речовин, зменшення питомих енерговитрат та збільшення продуктивності, а також можливість  одночасного проведення процесів змішування, екстракції, диспергування, гомогенізації, що дозволить в подальшому його застосування в різних промислових технологіях.

Ключові слова:
екстракція, гідродинамічна кавітація, пульсаційний екстрактор, сопло Вентурі

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Целень, Б., Гоженко, Л., Радченко, Н., & Іваницький, Г. (2020). Використання кавітаційних ефектів в процесах екстрагування. Scientific Works, 84(1), 92-97. https://doi.org/10.15673/swonaft.v84i1.1876
Розділ
Статьи

Посилання

1. Lysianskiy, V.M., Grebeniuk, S.M. (1987). Ekstragirovaniye v pischevoy promyshlennosti. М.: Agropromizdat.
2. Babenko, Yu.I., Ivanov, Eu.V. (2009). Ekstragirovaniye. Teoriya i prakticheskoye prilozheniye. S-Pb.: NPO “Professional”.
3. Chemat, F., Khan, M.K. (2011). Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrason. Sonochem, 18, 813–835.
4. Shirsath, S.R., Sonawane, S.H., Gogate, P.R. (2012). Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations.–A review of current status. Chem. Eng. Process. Process Intensif., 53, 10–23.
5. Chemat, F., Cravotto, G. (2013). Microwave-assisted extraction for bioactive compounds: Theory and Prac-tice. Food Engineering Series. New York, NY: Springer US.
6. Sensoy, I., Sastry, S.K. (2004). Extraction using moderate electric fields. J. Food Sci., 69, 7-13.
7. Kudimov, Yu.N., Kazub, V.T., Golov, E.V. (2002). Electrorazryadnyye protsessy v zhidkosti i kinetika ekstragirovaniya biologicheski-activnych komponentov. Cast’ 1. Udarnyye volny I kavitatsiya. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo technicheskogo universiteta, 8(2), 253–263.
8. Benthin, В, Danz, H, Hamburger, M. (1999). Pressurized liquid extraction of medicinal plants. J Chromatogr. A., 837(1/2), 211–219.
9. Sihvonen, M., Jarvenpaa, E., Hietaniemi, V., Huopalahti, R. (1999). Advances in supercritical carbon dioxide technologies. Trends in Food Science and Technology, 10, 217–222.
10. Lijun Wang, Curtis L.Weller. (2006). Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends in Food Science & Technology. 17, 300–312.
11. Roctagno, M.and Prado, J. (Ed.). (2013). Natural product extraction: Principles and applications. Royal So-ciety of Chemistry, Cambridge, UK.
12. Dolinskiy, А.А., Ivanitskiy, G.К. (2008). Teplomassoobmen i hidrodinamika v paro-zhidkostnyh dispersnyh sredah. Teplofizicheskiye osnovy diskretno-impulsnogo vvoda energii. Kiyev: Nauk. dumka.
13. Viten’ko, T.M. (2009). Gidrodynamichna kavitatsiya u teplomasoobminnyh, khimichnyh i biologichnyh protsesah. Ternopil’: Vydavn. Ternop. derzhav. techn. un-tu imeni I.Pulyuya.
14. Roohinejad, Sh., Koubaa, M., Greiner, R., Orlien, V., Lebovka, N. (2016). Negative pressure cavitation extrac-tion: A novel method for extraction of food bioactive compounds from plant materials. Trends in Food Science & Technology. 52, 98–108.
15. Viten’ko, T.N., Gumnitskiy, Ya.M. (2007). Mechanizm aktiviruyuschego deiystviya gidrodinamicheskoy kavitatsii na vodu. Khimiya i technologiya vody. 29(5), 422-432.
16. Parag, R. Gogate, P.R. (2011). Hydrodynamic Cavitation for Food and Water Processing. Food Bioprocess Technol., 4(6), 996–1011.
17. Abiyev, R.Sh. (2000). Modelirovaniye pul’satsionnogo ekstraktora U-obraznogo tipa. Khimicheskoye mashinostroiyeniye. 8, 11–14.
18. Ivanitskiy, G,K., Gozhenko, L.P. (2013). Zastosuvanya pulsatsiynogo dyspergatora dlya intensyfikatsii dysperguvannya frezernogo torfu. Naukovi pratsi ONAKHT, 43(1) 120–123.
19. Ivanitskiy, G.K., Gozhenko, L.P. (2014). Analiticheskoye issledovaniye usloviy vozniknoveniya kavitatsii v trubie pulsatsionnogo dispergatora udarnogo tipa. Prom. teplotechnika, 36(6), 49–56.
20. Ivanitskiy, G.K., Korchinskiy, A.A., Matyushkin, M,V. (2003). Matematicheskoye modelirovaniye protsessov v pulsatsionom dispergatore udarnogo tipa. Prom. teplotechnika, 25(1), 29–34.
21. Ivanitskiy, G.K., Chaika, О.І., Gozhenko, L.P. (2013). Zastosuvanniya kavitatsiynogo reaktora pul’satsiynogo tupu dlya ekstraguvannya z roslynnoi syrovyny. Naukovi pratsi ONAKHT, 47(2), 138–142.

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)