СОДЕРЖАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1
ПЕРСПЕКТИВЫ ГІРОИЗВОДСІВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКС I РАК ГА КОРНЯ СОЛОДКИ И ПУТИ СОВЕРШЕНО IВОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ОСІ 10ВЕ А! ІАЛИЗА СІ ЮСОБОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВЫСОКОИПIЕПСИВИОЙ СУШКИ
1.1 І Іерспсктнвьі производства и использования лечебно-профилактическот о экстракта корня солодки
1.2 Описание традиционной іехнолоіии концентрированною и сухого экстракта корня солодки
1.3 Выбор рациональной схемы и конструкций обезвоживания экстракта корня солодки,
а также рациональных методов вспенивания и нанесения экстракта корня солодки на рабочую поверхность сушилки ГЛАВА 2
АНАЛИЗ ІЕРМОДИ1ІАМИЧЕСКИХ ЗАКОИОМЕРНОСI ЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ С ВОДОЙ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕ1ІИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ, 'IЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И 0111ИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
2.1 Обоснование инфракрасної о энергоподвода в процессе С) шки
2.2 Структурно-механические и іенлофизическис харатсіеристики экстракта корня солодки
2.3 Аиали з термодинамики взаимодействия
з
экстракта корня солодки с водой па основе
изучения і игроскопических характеристик ГЛАВА 3
МЕХАНИЗМ ВНУТРЕН1ІВГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КРИВЫХ СУШКИ
38
49
3.1 Кинетика вакуумной иеносушки
при инфракрасном энергоподводе экстракта корня солодки
3.2 Зависимое 1ь эффективности сушки ог основных факгоров
60
49
ГЛАВА 4
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВАКУУМНОЙ ПЕПОСУШКИ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ ДЛЯ РАСЧЕ ГА 1 ЮЛЕЙ ТЕМПЕРА IУР И ОСЦИЛЛИРУЮЩИХ РЕЖИМОВ.
ОБОБЩЕННАЯ ЗАВИСИМОС ГЬ СКОРОСIИ
ОБЕЗВОЖИВАНИЯ О Г ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ 70
4.1 Моделирование процесса вакуумной иеносушки же Ірак га корпя солодки
для расчета полей температур 70
4.2 Разработка осциллирующих режимов
сушки растительных экстрактов 79
4.3 Зависимость скорое і и вакуумной сушки во вспененном состоянии при инфракрасном
энергоподводе в обобщенных координатах от влияющих факюров 80
ГЛАВА 5
КОНСIРУИРОВАНИЕ АППАРАТА НА ОСНОВЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ Т ЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПЕЛ ЮСУШКИ ЭКС I РАК ГА КОР11Я СОЛОДКИ
86
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ 2
5
ВВЕДЕНИЕ
Се! одни актуальны разработки, направленные на создание продукта пшания лечебно-профилактического назначения. Экологическая обаановка в мире диктуем необходимое!ь использования в питании населения продуктов с защишыми свойствами, в частности для Астраханской области, в связи с наличием ООО «Аараханыазпром», крупнейшего в России пефте- и газоперерабатывающею и добывающею производственного комплекса, большого числа арошельных и химических мреднршпий резко >худшилась экологическая обстановка в рем ионе и г. Астрахани. Поэтому проведение и внедрение исследований, направленных на охрану и укрепление здоровья населения, и рациональное использование природных ресурсов предс!авляе1 научный и практический интерес.
Одним из раетшельных продуктов, обладающих лечебными свойствами, является лакричный корень (солодки), являющийся нетрадиционным источником витаминов, минеральных веществ и биологически активных соединений, создание безо1ходной технологи котрого акту ально для РФ, где ею массовое производство не налажено. Корень солодки, а 1акже технология качественных пищевых и лсчебно-профилакшческих продуктов на его основе мало изучены и фебукн комплексных исследований по разработке рациональных способов производства юювой продукции и полуфабрикаюв (пищевых добавок и премиксов), а также использование при этом рационально! о технологического оборудования.
Промышленные внедрения и надежное функционирование линий переработки нетрадиционных продуктов сдерживается оюутствисм исследований по оптимизации тхноло!ичсских процессов на отдельных стадиях, наких как экстрагирование, конценфиропанис и сушка. Традиционные методы обезвоживания, при сушке экстрактов, подобных экстракту' корня солодки, не могут бьпь использованы ввиду значительной сорбционной способности сухих растительных жаракюв, специфики их химического состава, ошосшельно большой влажности, а ыкже особенностей механизма внутреннею кшломассопсреноса. Все это ставит задачу поиска новых методов сушки, позволяющих повысить эффективность проведения процесса обезвоживания и получения конечною продукта высокого качества.
б
ГЛАВА 1
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СПОСОБОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ СУШКИ
1.1 Перспективы производства и использования лечебнопрофилактическою экстракта корня солодки
В Российской Федерации, и, в основном, в Астраханской, Самарской и Саратовской обллсіях, произрасіаеі несколько видов солодки промышленных видов - солодка тлая и солодка уральская. Кроме того, солодка уральская распространена в восточных и южных обласіях Казахе іана, Киргизии, а также в южных степных районах Западной и Воеючной Сибири. В 80-х годах XIX века американские и ашлийекие фирмы нос і роил и несколько заводов на Северном Кавказе и в Азербайджане по закиовке корней солодковою корня. В начале XX века стали осваиваїься заросли солодки в Средней Азии. Немецкие фирмы обосновались в Уральске, іам был ноароен завод, заюіавливаюший и перерабатывающий солодку в бассейне реки Урал. Известно, что в отдельные годы вывоз сухою солодковою корня из России досі шал 28 іьісяч юнн. После революции была создана о іечесі венная солодковая промышленное і ь. В наетящее время в і. Чарджоу (Туркмения) функционирует аграрно - промышленное объединение «Союзлакрица».
Солодка относится к числу весьма немногочисленных расіений, сладкий вкус коюрых обусловлен присутствием веществ, нс являющихся сахарами. В солодковом корне эю соли і.шциррнзиновой кислоты - гликозида, состоящего из глиниррепшовой кислоїы и двух молекул глюкуроновой кислоты. В корне солодки имеется и друїая крупная іруппа фармакологически активных соединений -флавоноиды, а также глюкоза, сахароза, ценные полисахариды и ряд друїих веществ. Терапевтический эффект оказьіваеі как весь комплекс извлеченных вещее і в (экстракт, сирои и другие галеновые препараты), так и отдельно выделенные глицирризиновая кислота и флавоноиды. Входящая в состав ишшрриишовой кислоты їлициррстиновая кислоіа по своей структуре имеет
7
некоторое сходство с тлюкоршкоидными юрмонами. Блаюдаря этой особенности препараты тлицирризиновой кислоты нормализуют солевой обмен и обладают противовоспалительным действием. Кроме юю, Iлицирризиновая кислота -синертист кортикоидных гормонов, она усиливает и пролонгирует их действие. Наличие в молекуле глицирризииовой кислоты двух связанных между собой глюкуроновых кислот обусловливает се антидотное действие, которое значительно выше действия глюкуроновой кислоты, выделяемой печенью для обезвреживания (связывания) вредных для ортанизма веществ. Глицирризиновая кислота обладает выраженным аншаллертическим действием, поскольку является антагонистом ацешлхолина, гистамина и других веществ, выделяющихся в организме в процессе развитя аллер1ических реакций.
В настоящее время, в качестве самостоятельных препаратов из солодкового корня промышленность выпускает флавоноидные препараты, которые применяют как противовоспалительное, спазмолитическое и антисскреторпое средство при яжсииой болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и гастритах. При этом препарат!,т на основе корня солодки содержат кверцептн, пектин и натрий-карбокси-мегилцеллюлозу, коюрые дак>1 капилляроукрепляющий эффект. Галеновыс препараты солодковою корня, равно как и сам корень, находят повседневное применение, тлавным образом в качестве отхаркивающих и смягчительных средств при катаральных заболеваниях дыхательных путей. Измельченные корни пходя1 в сослав трудных, желудочных (послабляющих), мочегонных сборов. Несмотря па, казалось бы, широкое применение солодки в медицине, ее возможности для создания ценных лекарственных препаратов етце далеко не исчерпаны. В настоящее время отечественные ученые активно ведут исследования, направленные на расширение номенклатуры лекарственных форм на основе глицирризиновон и глицнрретмновой кислот (мазей, линиментов, аэрозолей). Особо стоит вопрос об использовании надземной части (травы) солодки в качестве источника новых лекарственных средств.
В таблице 1.1.1 приведен химический состав корня солодки [ 112].
8
Таблица 1.1.1
Химический состав корпя солодки
Наименование вещества Содержание в %
Экстрактивные вещества 22,8 44,1
Глипирризиттовая кислота сырая 7,3 23,6
Глинирризиновая кислот чистая 3,6 11,8
Глюкоза 0,6 15,2
Сахароза 0,3....11,0
Клетчатка 9,7....28,2
Крахмал До 34
Аскорбиновая кислота 11,0 .31,2
Эфирное масло 0,03
Аскаратин 1,0 4,0
Смолистые вещества 1,7 5..4,12
Нел новые вещее 1ва 6,18 .10,13
Горечь, не растворимая в воде 3,0 3,6
Горечь, распюримая в воде 1,8 4,0
Зола 4,9 ..9,7
Ареал солодки юлой сокращайся, она включена в Красную книгу некоторых государств. Рекомендовано упорядочить заготовки солодки и ввести ее в культуру. Восстановление сырьевой базы солодки возможно двумя путями: окультуриванием дикорастущих зарослей (удалением из них деревьев и кусгарников, дерновин крупноегебельных злаков и посадкой солодки) и повышением гаким образом их продуктивности; расширением промышленных плантаций.
В РФ из солодкового корпя пол>чеиы следующие лекарственные препараты направленною действия: на основе глицирризиновой кислоты - 1лицирам (для лечения бронхиальной астмы, аллертических дерматитов, экземы и др>ги\ заболеваний), на основе флавонондов - ликвириюн п флакарбин (для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки).
В современной спортивной практике при постоянно возрастающих объемах и интенсивности тренировочных и соревновательных нагр)зок как никотда ос!ро стоит проблема поиска мят ко действ>ющнх природных адаптогенов, способных
9
повысшь физические возможности организма атлета и обеспечить адекватный уровень ею исихонсрвной активности, при этом - не относящихся к категории донині овых средств. Между тем, свойства солодки как возможного адаптогена практически не исследованы.
Солодковый корень широко применяется в различных отраслях промышленносш. В пищевой промышленности - прежде всего в производстве пива, кваса, винно-водочных изделий, бальзамов и др., добавляется к чаям с целью улучшения вкуса. Основу концентраіа для лршоговления алкоюльных бальзамов и необходимою продукта, создающего пенистость пива, составляют концешрированные экстракты, получаемые из корней солодки. Позі ому солодковый корень на мировом рынке пользуется большим спросом. Солодка широко применяется для дубления кожи, изготовления гуши, чернил, акварельных красок, для улучшения качесіва сигареі.
Способнойь лксіракіов солодки образовывать пену широко применяется в металлургии в процессе электролиза цветных металлов. Па поверхности элек1ролизных ванн в пенс солодки полностью осаждакнся ядовшые пары серной кислоты и сернокислою цинка. Этот доступный и дешевый способ надежно защищаег здоровье рабочих, микроклимаї внуїри десятков производственных цехов и, следоішельно, предупрсждасі возникновение ряда профессиональных заболеваний. Солодка являеіся ценным кормовым и силосным растением. В ее лисіьях содержится 5,8% жира (на сухой вес), 6 - 10% белка, а содержание проіеина на 10 - 15%) больше, чем в люцерне. Корни солодки из-за наличия тсіроіенов служа і стимулятором мясной и молочной продукции.
1.2 Описание традиционной технологии концентрированного и сухого экстракта корня солодки
Нарис 1.2.1 показан іехнологический процесс производства густогоэкстракча солодковою корня, как добавки в лечебно- профилакические продукты, реализованный на Астраханском ООО ІІП11 «ВУЛКАН»
10
Рис. 1.2.1. Технологическая схема производства густою экстракта солодковою
корня
Технологический процесс производства гуыою эксгракта солодкового корня СОСЮИ1 из следующих операций: входной контроль исходного сырья (корни и корневища солодки должны соогвегсгвовагь гребованиям ГОСТ 22839 - 77П, вода, используемая как жеграгенг, должны соо1ве1С1вова[ь гребованиям ГОСТ 2874 -76), изготовление жидкою эксгракт солодковою корня, которое производится в варочном колле бисмацерацией водой корней и корневищ солодки, которые загружают в ситцевые мешки. В варочный ко г ел заливаю г воду (соотношение сырья и экстрагента равно 1:5), гемперагура в ко г лс доводится до температуры *72...78 °С. Продолжи 1елыюсть экстрагирования - 3 часа. После экстрагирования жидкий экстракт сливается из варочною котла в промежуточные эмалированные емкосги для отстоя. После экстрагирования жидкий экстракт сливается из варочного когда без отжима сырья в течение 2-3 часов в промежуточные эмалированные емкосги для отстоя. После отстоя жидкие эксгракгы первой и второй мацерации сливаюг с осадков декантацией в емкость сушильной камеры вакуумного сушильною комплекса.
Традиционно концешрирование жидкого экстракта солодки проводится на вакуумном сушильном комплексе. Оперативный контроль за процессом
концешрирования эксфакта производится по снижению оста гот 101 о давления и визуальном наблюдении за поверхностью же гранта, который должен находиться в сосюянии кипения, что не соо1ве1С1В>е1 рациональным условиям протекания процесса концентрирования [26].
В сконцентрированном экстракте содержание сухих веществ должно быть от 40 до 45% сухих веществ (густой экстракт должен ечкмвеплвовать требованиям ГОСТ 22840-77, табл. 1.2.3).
Таблица 1.2.2
Характеристика исходного сырья, материалов, полуфабрикатов
Наименование нтд Количественное содержание
Корни и корневища солодки ГОСТ 22839-88 Глицирриишовой кислоїы, не менее 6%
Вода питьевая ГОСІ 2874-76
Жидкий экс факт солодкового корня І Іолупродукт Сухих вещее і в 3,0-5,0%
Сконцентрированный эксграк! солодкового корня Полупродукі Сухих веществ 25%
Экс факт солодкового корня должен илотавливаться из неочищенных 01 наружного пробковою слоя корней и корневищ солодки юлой и солодки уральской. Качество корней и корневищ должно соответствовав фебованиям по ГОСТ 22839 -
88 (іабл. 1.2.2).
Таблица 1.2.3
Требования и нормы к густому экстракту солодкового корня
Наименование показателя Характеристики и норма для іустого экстракта
Внешний вид Гусіая однородная масса без комков и посторонних включений
Цвет Гемно-коричисвый
Запах Слабый своеобразный
В к) с Прнюрно-сладкий
Массовая доля глицирризиновой кислоїы, не менее % 18
- Київ+380960830922