Киселёва Татьяна Федоровна Кемерово 017 глава аналитический обзор

4.2.1 Исследование влияния гидромодуля на процесс экстрагирования
Для обеспечения максимальной скорости процесса экстрагирования и 
полноты извлечения сухих веществ к экстрагенту предъявляют такие 
требования: 
малая 
токсичность, 
селективность, 
доступность,
фармацевтическая и химическая индифферентность. Выбор экстрагента 
играет важную роль при проведении процесса экстрагирования. Он должен 
обладать избирательной способностью, обеспечивать максимальную скорость 
растворения, быть чистым и однородным, не быть взрыво- и пожароопасным, 
быть дешевым. Анализ химического состава исследуемого сырья показал, что 
большинство 
химических 
соединений, 
содержащихся 
в 
сырье 
водорастворимы 
[11]. 
Таким образом, в качестве экстрагента была 
использована питьевая вода, которая соответствовала требованиям СанПиН 
2.1.4.1074-01.
Традиционная технология производства компота из сухофруктов 
предполагает их продолжительное кипячение (до 30 мин.) с последующим 
смешиванием полученного отвара с сахаром и лимонной кислотой. 
Органолептические показатели полученного напитка при этом в большей 
степени будут зависеть от насыщенности полученного отвара, полноты 
извлечения ароматических и вкусовых веществ из исходного сушеного сырья.
С точки зрения процесса экстрагирования на полноту извлечения 
целевого компонента из твердой фазы в большей степени будут влиять 
температура процесса, размер частиц дисперсной фазы и гидромодуль 
(соотношение твердой и жидкой фаз). Таким образом, задачей данного 
исследования является определение рациональных значений указанных 
параметров, обеспечивающих максимальное извлечение водорастворимых 
компонентов из сухофруктов.
На начальном этапе экстрагирования процесс оценивали по выходу 
массовой доли сухих веществ из сушеного сырья в зависимости 
от 
гидромодуля и степени его измельчения. В качестве сырья для проведения
74

---

необходимых исследований были выбраны сушеные яблоки - наиболее 
распространенный вид сухофруктов, который имеется в широком доступе для 
потребителей.
Оценка показателей технологического процесса извлечения сухих 
водорастворимых веществ из сушеных яблок выполнена в лабораторном 
реакторе, обеспечивающим кипячение системы с конденсацией и возвратом 
испаренной влаги с целью снижения ее потерь. Продолжительность процесса 
извлечения сухих веществ составляла 30 мин после закипания смеси.
Для выбора рационального режима проводили варку при разном 
соотношении фаз. Эксперимент проводился параллельно для двух образцов - с 
яблоками, порезанными на дольки (сегменты) толщиной 3-5 мм и яблоками, 
измельченными на волчке с диаметром отверстий решетки 8 мм. 
Экстрагирование проводили при температуре 100 0С в течение 30 мин, после 
чего определяли кинетику экстракции водорастворимых сухих веществ. 
Отбор проб производили в момент закипания и через каждые 5 мин. 
Результаты исследований приведены в таблицах 4.4, 4.5.
Таблица 4.4 - Расчет воды, впитываемой и испаряемой при варке
75
сухофруктов
Физико­
химические
показатели
Соотношение фаз 
1:5
Соотношение фаз 
1:10
Соотношение фаз 
1:12
д
о
л
ь
к
и
и
зм
е
л
ь
ч
е
н
н
ы
е
(d
= 
8 
м
м
)
д
о
л
ь
к
и
и
зм
е
л
ь
ч
е
н
н
ы
е
(d
= 
8 
м
м
)
д
о
л
ь
к
и
и
зм
е
л
ь
ч
е
н
н
ы
е
(d
= 
8 
м
м
)
1
2
3
4
5
6
7
Масса до 
варки 
(навеска + 
вода), г
294,58
296,21
545,97
546,51
637,75
638

---

Продолжение таблицы 4.4
76
1
2
3
4
5
6
7
Масса 
после варки 
(навеска + 
вода), г
258,94
261,0
482,40
484,98
588,75
591,92
Масса 
вареных 
яблок, г
153,40
188,89
155,88
187,22
154,20
186,0
Как видно из таблицы 4.4, масса вареных яблок предварительно 
измельченных на волчке больше, чем яблок, порезанных на сегменты. Это 
объясняется тем, что в сушеном растительном сырье целевой компонент, на 
извлечение которого направлен процесс экстрагирования, как правило, 
находится в твердом виде, распределяясь внутри клеток. При этом 
растительные клетки вследствие гибели протоплазмы имеют пористую 
клеточную стенку способную пропускать вещества, молекулы которых не 
превышают размера пор, в обе стороны. Вода, проникая в поры твердого тела, 
растворяет водорастворимые вещества внутри клеток, обеспечивая их 
массоперенос к поверхности раздела фаз. Этот процесс сопровождается 
изменением линейных размеров, интенсивным набуханием и деформацией 
нерастворимых компонентов сырья, формирующих скелет растительной 
ткани. Указанные изменения тормозят извлечение водорастворимых веществ, 
увеличивая внутреннее диффузионное сопротивление. Исходя из общих 
положений теории массобмена, для снижения диффузионного сопротивления 
необходимо обеспечивать уменьшение размера частиц твердой фазы и 
повышение температуры среды. Однако указанные способы имеют граничные 
параметры определяемые свойствами сырья и поставленной технологической 
задачей. Кинетика извлечения сухих веществ при разных соотношений фаз 
представлены на рисунках 4.2, 4.3, 4.4.

---

77
X
>
о ^
к *
5 “ 
о н
d о 
- ® 
к =г 
я Я
о “ 
о 
о 
и