Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применения электрофизического воздействия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Шорсткий Иван Александрович

• Шорсткий Иван Александрович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Шорсткий Иван Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ 11 ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ МАСЛИЧНОГО МАТЕРИАЛА

1.1. Проблемы извлечения экстрактивных веществ из растительных 11 материалов

1.2. Современные способы получения масла

1.3. Механизмы и способы интенсификации процесса экстракции с 14 применением новых физических методов

1.3.1. Общая характеристика экстракции с применением новых 14 физических методов

1.3.2. Процесс экстрагирования с применением СВЧ-воздействия

1.3.3. Процесс экстрагирования с применением ультразвукового 19 воздействия

1.3.4. Электрофизические методы экстрагирования

1.4. Метод экстрагирования с применением воздействия импульсного 26 электрического поля

1.4.1. Перспективы использования обработки импульсными 26 электрическими полями

1.4.2. Базовые принципы обработки ИЭП

1.4.3. Параметры среды

1.4.4. Параметры обработки ИЭП

1.4.5. Импульсная техника для экстрагирования извлекаемых 32 веществ.

1.5. Растворители и их характеристики

1.6. Выводы по обзору. Постановка цели и задач исследования 36 процессов переноса при экстрагировании масличного материала, сопровождаемого обработкой ИЭП

РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА

2.1. Характеристика образцов и методология определения 39 диэлектрических и электрических свойств обрабатываемого материала

2.2. Результаты измерения диэлектрических свойств обрабатываемого 43 материала

2.2.1. Результаты частотно-диэлектрической изотермической 43 спектроскопии.

2.2.2. езультат тер ической спектроскопии диэлектрической 49 проницаемости в диапазоне от 25 до 60 °С

2.3. Результаты измерения электрических свойств обрабатываемого 51 материала

2.3.1. Понятие импедансной и биоимпедансной спектроскопии

2.3.2. Результаты импедансной спектроскопии

2.4. Реология суспензий измельченных семян подсолнечника в этаноле 56 РАЗДЕЛ 3. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСТРАКЦИИ МАСЛИЧНОГО 79 МАТЕРИАЛА РАЗЛИЧНЫМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ

3.1. Сравнительная оценка различных видов растворителей

3.2. Сравнительные результаты влияния экстрагентов на процесс 80 экстрагирования

3.3. Оценка влияния вида растворителя и подготовки масличного 83 подсолнечного материала на кинетические зависимости процесса экстракции

3.4. Определение сопутствующих компонентов в экстракте 88 РАЗДЕЛ 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ

МАСЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЭЛЕКТРОФИЗОТЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

4.1. Установка для обработки материалов в импульсном 94 электрическом поле

4.2. Методики экспериментальных исследований экстрагирования 96 масличного материала

4.2.1. Подготовка масличного материала и экстрагента для 96 исследования процессов экстрагирования

4.2.2. Методика планирования эксперимента с применением 97 обработки ИЭП

4.2.3. Методика проведения эксперимента

4.2.4. Методика исследования эффективности воздействия ИЭП. 99 Индекс дезинтеграции

4.2.5. Методика проведения микроскопического анализа 100 структуры клеток масличного материала после обработки ИЭП

4.3. Методика статистического анализа

4.3.1. Анализ эффектов факторов воздействия ИЭП на выход 101 масла.

4.3.2. ANOVA анализ

4.3.3. LSD тест

4.4. Результаты экспериментальных исследований

4.4.1. Основной эффект обработки ИЭП

4.4.2. Влияние обработки ИЭП на кинетические зависимости 105 процесса экстракции

4.4.3. Индекс дезинтеграции и изменения показателя 108 электропроводности обрабатываемого материала после воздействия

ИЭП

4.4.4. Микроскопический анализ структуры семян подсолнечника 112 после ИЭП воздействия

4.4.5. Влияние эффектов параметров ИЭП на показатель выхода 115 масла.

4.4.6. Оценка энергетических затрат на воздействие ИЭП 119 4.5. Определения сопутствующих компонентов масла 121 РАЗДЕЛ 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ОБЛАСТИ 124 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭСКТРАКЦИИ СОВМЕСТНО С ОБРАБОТКОЙ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ

5.1. Процесс экстрагирования масличных материалов с применением 124 обработки ИЭП

5.1.1. Технологическая схема экстрагирования масличных 124 материалов с применением обработки ИЭП

5.1.2. Разработка камеры непрерывной обработки ИЭП

5.1.3. Моделирование рабочей импульсной камеры

5.2. Расчет рабочей импульсной камеры

5.3. Источник высоковольтных импульсов

5.4. Технико-экономическое обоснование проекта 135 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 138 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применения электрофизического воздействия»

ВВЕДЕНИЕ

Энергетический кризис, увеличение спроса на продукцию с улучшенными и экологически безопасными качествами вызвали необходимость развития новых технологий извлечения экстрактивных веществ из растительных (в частности, масличных) материалов, которые находят свое применение в пищевой промышленности (масложировая отрасль, пищевые добавки), косметологии (экстракты масла и различные комплексные препараты), химической промышленности (природные красители и др.). Особый интерес представляют экстрактивные вещества (масла), которые являются безопасными для окружающей среды и не оказывают вредного воздействия на здоровье человека, о чем свидетельствуют многочисленные работы авторов [11, 34, 68, 70].

Объемы масличного сырья, в частности семена подсолнечника являются одной из наиболее производимых культур в России, что говорит о большом потенциале получения экстрактивных веществ.

В стратегии национальной безопасности Российской Федерации в области качества жизни российских граждан и экологии живых систем указано на необходимость создания и внедрения энергоэффективных, ресурсосберегающих и экологически безопасных («зеленых») технологий [64].

Совершенствование технологии экстрагирования масличного сырья с целью повышения выхода масла с сохранением его качества, является необходимым звеном развития научно-технических подходов к интенсификации процессов массопереноса. При определении инновационных методов ведения процесса экстрагирования, влекущих за собой извлечение масла и сопутствующих компонентов, следует учесть опыт применения традиционных методов и изучить имеющиеся нетрадиционные методы ("зеленых технологий") экстрагирования веществ из материалов растительного происхождения [23, 84, 96, 97, 104, 130], а также современные технологии, которые стали доступны благодаря развитию высокоточных приборов и оборудования [142].

Анализ литературных данных свидетельствует о том, что процессы экстрагирования для веществ в системах жидкость-твердое тело, составляют основу ряда важнейших производств пищевой, химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслей промышленности [16, 33, 53], и требуют современных подходов.

Для обоснования новых технологий и процессов экстрагирования необходимым является проведение комплексных исследований, которые включают: проведение анализа результатов теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию процессов переноса массы при различных условиях взаимодействия с экстрагируемым материалом со стороны экстрагента и внешних сил (которыми могут являться температура, давление, электрические разряды, ультразвук, СВЧ [6, 15, 22, 32, 38, 81, 89, 91-94, 97, 99, 117, 125, 129, 132, 141, 146, 147, 148, 149, 150, 152, 166, 168, 175-177,180, 186, 190, 193]).

Оценка предлагаемых современных направлений обоснования новых интенсивных методов экстрагирования, оптимизация режимов, построение кинетических зависимостей и получение данных, согласованных с натурным экспериментом необходимы для оценки на их основе эффективности ведения процесса.

Обобщая вышеизложенное, можно утверждать, что исследования в области электрофизических воздействий, а именно импульсных электрических полей на растительные материалы, с целью интенсификации процессов массопереноса являются актуальными в существующих условиях развития энергетически целесообразных и эффективных по производительности технологий.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Государственной Программой «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»; «Основных положений энергетической стратегии России на период до 2030 года», утвержденных распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р.

Работа выполнялась в соответствии с техническим заданием на выполнение ПНИ в рамках мероприятия 1.3 Федеральной целевой программы «Исследования и

разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы» по теме: «Создание и трансфер зеленых технологий глубокой переработки зернового и масличного сырья с целью снижения потерь от социально значимых заболеваний», соглашение о предоставлении субсидии от 05.06.2014г. № 14.577.21.0046, уникальный идентификатор ПНИ RFMEFI57714X0046.

Данная работа была выполнена на базе "Institute of Materials Research and Engineering" (Сингапур) по программе ICAS стипендии Президента РФ в 20142015гг.

Целью исследования является определение и развитие научно технических подходов к совершенствованию процессов массопереноса в процессах извлечения экстрактивных веществ из масличных материалов, сопровождаемых обработкой импульсным электрическим полем (ИЭП).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние температуры и наличия жидкой фазы растворителя на электрические, диэлектрические и реологические свойства экстрагируемого материала;

- определить характер зависимостей диэлектрических и электрических свойств от частоты в диапазоне от 12 Гц до 100 кГц для диэлектрической проницаемости и от 100 Гц до 1 МГц для показателя электропроводности и температуры в диапазоне от 25 до 55 °С;

- изучить изменения показателя электрических свойств экстрагируемого материала в диапазоне частот от 100 Гц до 1 МГц при добавлении жидкой фазы до 50 мас%;

- изучить электрические свойства масличного материала с учетом структурных свойств ядра семени и внешней фазы клетки методом импедансной спектроскопии;

- исследовать реологические свойства суспензий измельченных семян подсолнечника в биоэтаноле;

- экспериментально сравнить различные виды растворителей (гексан, этанол, биоэтанол) по выходу экстрактивных веществ и сопутствующих компонентов в экстракте;

- исследовать кинетические зависимости этанола и углеводородных растворителей при экстракции жмыхов подсолнечника с различной подготовкой;

- экспериментально изучить процесс экстрагирования масличного материала семян подсолнечника с применением электрофизического воздействия в широком диапазоне изменений физических параметров, определить режимы, обеспечивающие извлечение экстрактивных веществ с максимальным выходом;

- исследовать структуру семян подсолнечника после электрофизического воздействия с применением электронной микроскопии;

- дать энергетическую оценку обработке ИЭП в процессе экстрагирования масличных материалов;

- изучить влияние обработки ИЭП на выход сопутствующих компонентов при экстрагировании масличного материала;

- разработать применение электрофизического воздействия импульсным электрическим полем на масличный материал в технологическом процессе экстрагирования.

В качестве объекта исследований был представлен процесс экстрагирования экстрактивных веществ из масличных материалов семян подсолнечника с применением воздействия импульсного электрического поля.

Предметом исследования являются характеристики процесса массопереноса в масличных материалах при внешних электрофизических воздействиях.

Методами исследований представлены экспериментальные исследования экстрагирования экстрактивных веществ с применением воздействия импульсными электрическими полями, кинетический анализ процессов массообмена, исследования электрических и диэлектрических свойств

обрабатываемого материала, анализ поверхности сканирующим электронным микроскопом, методы статистического анализа экспериментальных данных, моделирование энергетических узлов обработки в системе «QшckField».

Научная новизна работы заключается в совершенствовании процесса экстрагирования масличных материалов с применением импульсного электрического поля, что позволяет увеличить выход конечного продукта, ускорить процесс извлечения, обеспечивая высокое качество получаемого продукта, за счет применения "зеленых технологий" и экологически безопасных растворителей.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается: -использованием фундаментальных положений процесса дезинтеграции клеток при воздействии импульсного электрического поля, эффекта электропорообразования структуры мембран клеток при наложении импульсов высокой напряженности;

-точностью используемого аналитического оборудования, масштабностью комплексных экспериментальных исследований, их повторяемостью и предсказуемостью на основе полученных выводов, наблюдений эффектов действия импульсного электрического поля при помощи сканирующего электронного микроскопа;

-исследованиями кинетических зависимостей и их сопоставлением с данными экспериментов по исследованию экстрагирования веществ из растительных материалов, которые демонстрируют удовлетворительную сходимость результатов.

Разработанные как результат комплексных аналитических и экспериментальных исследований методы получения экстрактивных веществ из масличных материалов для использования в пищевой промышленности, как альтернатива применяемым традиционным методам экстрагирования. Разработанная опытная установка обработки масличного материала импульсным электрическим полем позволяет оценить перспективу внедрения импульсных технологий для интенсивного и энергоэффективного извлечения экстрактивных

веществ, которые нужны для развития производств пищевой продукции. Рекомендовано в соответствии с технико-экономическим обоснованием использовать данный вид обработки на стадии предэкстракции.

Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на конференциях и семинарах: IRC-SET on Science, Engineering, and Technology, NUS, Сингапур, 2015 г; IV Конкурсе инновационных работ в области зеленой химии 18-й Международной выставки "Химия-2015", Москва ЦВК ЭКСПОЦЕНТР, 27-30 октября 2015 г; XIV всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием «Наука и производство: состояние и перспективы», Кемерово, 2016 г; VI Международной мульти дисциплинарной конференции "Актуальные проблемы науки 21-го века", Москва, 2016 г.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 научных работах, включая 2 статьи в зарубежных изданиях, входящих в базы цитирования Web of Science, 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, 3 материала докладов.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников, состоящего из 194 источников. Работа изложена на 158 страницах печатного текста основной части, включая 62 рисунка и 23 таблицы.

РАЗДЕЛ 1

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ МАСЛИЧНОГО МАТЕРИАЛА

1.1. Проблемы извлечения экстрактивных веществ из растительных материалов

Извлечение масла из масличных материалов в экстрагент является основной стадией получения экстракционного масла. От эффективности извлечения масла зависит степень извлечения получаемого продукта, его качественные характеристики и себестоимость [59, 79, 112]. В связи с этим, поиск современных, эффективных методов извлечения экстрактивных веществ и их анализ представляет огромный как теоретический, так и практический интерес.

Основные проблемы, возникающие при извлечении масла из масличного материала, заключаются в следующем: процесс экстрагирования обычно является продолжительным, что вынуждает заниматься поиском методов, интенсифицирующих выход конечного продукта [22-23, 39, 47-48, 81, 91-93, 97, 125, 132, 176-177] и в большинстве случаев получать результаты, не достижимые при применяемых методах (например, прессовании), которые являются трудоемкими и затратными [16, 20, 24, 31, 58]. В составе экстрагируемых веществ помимо основных компонентов масла содержится ряд компонентов (свободные жирные кислоты, фосфолипиды и т.п.). В связи с этим возникает задача -экстрагирование должно обеспечивать селективность экстрагируемых веществ.

Способ производства растительного масла экстракцией растворителем из масличного сырья является основным в масложировой промышленности как в нашей стране, так и за рубежом [27]. В зависимости от содержания масла в структуре масличного сырья, может быть использована прямая экстракция для низкомасличных видов сырья (бобов сои) и экстракция в сочетании с

предварительным отжимом для высокомасличных видов сырья (семена подсолнечника, рапса, хлопчатника) [19, 27, 57].

Для проведения экстрагирования непосредственно из крупки, получают материал после предварительного отжима с последующим дроблением [25]. В этом случае масло находится на внешних и внутренних поверхностях частиц материала и в неразрушенных клетках, но также и во вторичных структурах, образовавшихся при влаготепловой обработке и прессовании мезги [78].

Скорость и полнота обезжиривания материала зависят от состояния масла в масличном материале, подготовленном к процессу экстрагирования [25, 78]. Свободное масло легко удаляется при хорошем контакте с растворителем, а для удаления связанного масла необходимо проникновение растворителя через клеточные стенки и вторичные структуры, как в прямом, так и обратном направлении [8, 40, 78].

Технология экстракции базируется на экспериментальных данных и производственном опыте, который обобщает представление о влиянии различных факторов на процесс экстракции [27].

1.2. Современные способы получения масла

Для получения масла, в промышленности, одним из основных способов является механическое прессование, обеспечивающее высокое качество получаемого продукта. Для осуществления механического прессования применяются шнековые пресса и ранее использовались гидравлические пресса [122, 159, 167, 172, 188]. Однако при механическом прессовании, содержащиеся в материале вещества извлекаются не полностью (до70-80% содержания масла [188]), что требует проведения дополнительного процесса экстрагирования.

Преимуществом экстракции с использованием растворителя является более глубокое извлечение (до 95% масла, содержащегося в материале). Однако использование растворителя приводит к снижению качества получаемого масла,

связанного с (наличием нежелательных компонентов в конечном продукте и дополнительными тепловыми процессами регенерации растворителей).

В настоящее время способы получения масла в маслоэкстракционном производстве, это непрерывные крупнотоннажные производства, в которых на стадии экстракции применяются способы противоточного погружения и многоступенчатого противоточного орошения [29, 62].

В различных отраслях промышленности и лабораторных условиях применяется широкое разнообразие методов экстрагирования веществ с использованием растворителя, это известные методы, такие как мацерация, перколяция, сокслет-экстрагирование [18], современные интенсивные методы, такие как сверхкритическая флюидная экстракция, субкритическая экстракция водой и экстракция с применением способствующих процессу различных физических методов [166, 170, 187]. Каждый из указанных методов имеет свои достоинства и недостатки.

Значимость процесса экстрагирования объясняется его способностью обеспечить практически исчерпывающее извлечение экстрагируемых веществ при невысокой температуре, что является залогом получения извлечений высокого качества. Этим объясняется интерес к изучению и совершенствованию процесса экстрагирования у многочисленных исследователей, результаты работ которых изложены и обобщены в нашей стране в целом ряде монографий [1-4, 9-10], пользующихся известностью, в отечественном и мировом научном сообществе.

В настоящее время пристальное внимание в исследованиях процесса экстрагирования с растворителем направлено на использование экологичных, энергетически эффективных технологий, базирующихся на использовании безопасных видов растворителей [97]. Разработка "зеленых технологий" экстрагирования на сегодняшний день является широко обсуждаемой тематикой в междисциплинарных областях химии, биотехнологий и т.п. [23, 84, 96, 104, 130]

Общее определение «зеленых технологий» заключается в разработке и применении материалов и процессов способных сократить или исключить использование опасных, вредных для человека веществ. Данное определение

может быть модифицировано в формулировку: "Зеленые технологии" основаны на открытиях и разработках экстракционных процессов, способных сократить количество потребляемой энергии, использовать безопасные альтернативные виды растворителей и обеспечивать получение безопасного высококачественного продукта/экстракта" [97].

Следует отметить некоторые принципы экстракции "зеленых технологий", взятые за основу [97]:

- использование альтернативных видов растворителей, обеспечивающих безопасность и экологичность процесса;

- сокращение потребляемой энергии в процессе экстракции, за счет использования энергосберегающих и инновационных технологий.

1.3. Механизмы и способы интенсификации процесса экстракции с применением новых физических методов

1.3.1. Общая характеристика экстракции с применением новых физических методов.

Для извлечения экстрактивных веществ из структуры материала, может использоваться процесс экстрагирования с применением новых физических методов. В некоторых отраслях пищевой промышленности процесс экстрагирования с применением этих методов сосредотачивается на том, чтобы извлекать экстрактивные вещества из различных растительных материалов и жмыхов, таких как семена подсолнечника [76, 170], виноградная выжимка [93], кожица апельсинов [132], жмых оливок [92] и т.п.

При экстрагировании твердый образец, погруженный в растворитель подвергается воздействию новыми физическими методами, и извлекаемый компонент начинает выделяться в раствор вплоть до установления экстракционного равновесия. Эффективность экстракции может быть увеличена, используя интенсифицирующие методы воздействия, такие как СВЧ нагрев [18, 22,

81, 125, 176], ультразвук [23, 92, 177], наложение электрических полей и разрядные технологии [15, 38, 51, 108-109, 154, 166] применяемые в процессе экстракции.

Представленные методы с использованием новых физических методов интенсификации создают уникальные преимущества и особенности, необходимые для процесса извлечения в определенных условиях. Эти нетрадиционные методы экстракции, заменяют обычные методы экстракции. При этом изменяются механизм и кинетика процесса, что является основой для моделирования и оптимизации процесса.

При математическом моделировании процесса извлечения необходимо учесть множество факторов, прежде всего способ и механизм процесса экстракции. Опубликовано большое количество обзорных данных о математическом моделировании процесса экстракции с использованием нетрадиционных методов обработки [29, 51, 74, 81, 152, 154, 157, 163-164]. Среди нетрадиционных можно назвать электрофизические методы и акустические методы обработки. К электрофизическим методам обработки относят обработку переменным электрическим током, обработку в электростатическом поле, электроконтактную, высокочастотную и сверхвысокочастотную обработку [20-21, 35, 45, 166].

Фундаментальный подход к моделированию процесса экстракции осуществляется на основе диффузионного закона Фика [98, 102]. Другие используемые математические подходы включают закон о скорости процесса экстракции [162-163], эмпирическую модель Пелега [91-92] и другие эмпирические модели [4].

Процесс экстракции начинается, когда растворитель проникает в структуру материала [105]. В начале процесса экстракции, быстрый этап (промывки), соответствует постоянной скорости экстракции [164]. Во время медленного этапа экстракции, экстрагируемые компоненты диффундируют от внутренней структуры клетки и растворяются в растворителе. Выход экстракции во время этого этапа зависит от количества клеток, которые остаются неповрежденными после подготовки к экстракции [105]. Фактически, особенности этапов промывки и диффузии в экстракции могут быть определены соотношением вскрытых и

неповре денн х клеток после типовой подготовки, напри ер, процесса измельчения [173].

Процесс измельчения и первичного замачивания в растворителе, обычно применяется до процесса экстракции, для уменьшения размера частиц, а также для улучшения условий диффузии [181] и с увеличением глубины проникновения растворителя в структуру материала [125]. Ускорение процесса экстракции может быть достигнуто, используя предварительную обработку материала, такую как вакуумный взрыв, за счет резкого снижения давления в камере. Данные методы предобработки образуют поры в структуре материала, за счет резкого сброса давления в камере [86, 98]. Данный процесс улучшает условия экстракции [98] и увеличивает степень извлечения растворяемого вещества в растворитель [86].

Для осуществления процесса экстрагирования, в качестве конструкций установок, существуют различные варианты. Типичная установка, представленная на рисунке 1.1, состоит из сосуда с мешалкой и водяной бани для контроля процесса.

Мешалка

Термометр/"

Циркуляции воды

Водяная баня

I

Рисунок 1.1 - Схематичное представление типовой установки для экстракции

Данная установка обеспечивает конвективное движение во внешнем объеме растворителя. Это позволяет уменьшать сопротивление перемещению массы на поверхности экстрагируемого материала и ускоряет процесс экстракции [119]. В

некоторых конструкциях конденсатор подключается к верхнему патрубку сосуда, для предотвращения потерь растворителя от испарения во время процесса экстракции [189].

Недостатками обычной техники экстракции являются длительность процесса экстрагирования, а также использование большого количества растворителя. Использование различных физических воздействий позволяет значительно интенсифицировать технологические процессы, а иногда получать результаты не достижимые при традиционной обработке. К традиционным физическим методам обработки в технологии масложирового производства относят измельчение, прессование, перемешивание, отстаивание, фильтрацию и тепловую обработку. Среди нетрадиционных можно назвать электрофизические методы и акустические методы обработки. К электрофизическим методам обработки относят обработку СВЧ энергией, электрическими разрядами, электрическими импульсами высокого напряжения [66, 73, 81, 125, 166]. К акустическим методам обработки относят обработку с использованием ультразвуковых и звуковых колебаний [23, 69, 146, 152].

Интенсифицирующие процессы должны быть включены в процесс экстрагирования или быть использованы в качестве предварительной обработки материала перед процессом экстракции.

1.3.2. Процесс экстрагирования с применением СВЧ-воздействия.

Является одним из интенсифицирующих методов экстракции, с использованием сверхвысокочастотной обработки материала. В данном методе экстракции происходит тепловое воздействие на обрабатываемый материал, за счет проникновения СВЧ-излучения в структуру материала, где происходит взаимодействие излучения с полярными молекулами посредством ионной проводимости и дипольного вращения [175], сопровождающихся выработкой тепла [45]. Степень нагревания материала зависит от диэлектрической константы материала [94]. Эффективность СВЧ обработки связана с процессом нагревания, которое резко увеличивает внутреннее давление клеток, что приводит к их

разрушению [193]. Экстрактивные вещества после вскрытия клеток переходят в окружающий клетку растворитель. Схематическая установка экстракции под воздействием СВЧ-нагрева представлена на рисунке 1.2.

Экстракция с СВЧ

Рисунок 1.2 - Схематичное представление интенсификации процесса экстракции

с применением СВЧ-воздействия

В более ранних работах исследования экстракции совместно с СВЧ-нагревом [99, 190] было отмечено заметное ускорение процесса экстрагирования растительных масел при воздействии СВЧ излучения, однако данные результаты были получены лишь эмпирически. Обработка СВЧ позволяет увеличить выход экстракции и сократить время экстракции в различных процессах массопереноса [99, 147, 190]. Например, концентрация фенольных компонентов, извлеченных из черного чая с использованием СВЧ после 90 с, была на 43 % выше, чем процесс экстракции после 210 с без обработки СВЧ [176]. Кроме того, СВЧ обработка может значительно увеличить скорость смыва свободного масла из вскрытых клеток на начальном этапе экстракции. Как сообщается в исследовании кинетики извлечения масла из структуры измельченных оливок с использованием СВЧ обработки [81], начальный этап скорости смыва масла был в 17 раз выше, чем у экстракции без обработки. Это происходит, вероятно, из-за разрыва структуры клеток материала под воздействием микроволнового нагрева, приводящего к

увеличению степени проникновения растворителя во внутреннюю структуру материала [125].

Особенность СВЧ обработки заключается в том, что при равномерном распределении влаги в продукте проявляется объемный характер поглощения энергии [55], а также в возможности добиться деструкции мембран клеток.

Немаловажным фактором, влияющим на процесс активации, является скорость возрастания температуры в СВЧ поле, которую можно разделить на два этапа: первый (быстрый этап), от 20 до 80 °С и второй этап, от 80 °С, т.е. от начала температуры кипения растворителя, при котором температура изменяется медленнее [63]. С увеличением мощности СВЧ, возможно увеличение интенсивности роста температуры, что способствует усилению диффузионных процессов. Однако это приводит с одной стороны, к интенсификации процесса диффузии, а с другой - оказывает длительное тепловое воздействие, которое ведет к потере качества, вследствие деструкции термолабильных составляющих компонентов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шорсткий Иван Александрович, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аксельруд, Г.А. Массообмен в системе твердое тело - жидкость. - Львов: Изд. ЛГУ, 1970. - 186 с.

2. Аксельруд, Г.А. Теория диффузионного извлечения веществ из твердых тел. - Львов: Изд. ЛГУ, 1959. - 234 с.

3. Аксельруд, Г.А., Альтшулер М.А. Введение в капиллярно-химическую технологию. - М.: Химия, 1983. - 263 с.

4. Аксельруд, Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование (система твердое тело

- жидкость). - Л.: Химия, 1974. - 256 с.

5. Ахназарова, С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. - 1985.

6. Бандюкова, В.А., Казуб, В.Т., Кудимов, Ю.Н. и др. Использование интенсивных методов обработки растительного сырья для экстракции биологически активных полифенольных соединений // Деп. в ВИНИТИ № 1499В-95. - 16 с.

7. Белобородов, В.В. Некоторые новые вопросы кинетики экстрагирования масла. // Масложировая промышленность, 1986, №10. - с. 10-12.

8. Белобородов, В.В. Основные процессы производства растительных масел.

- М.: Пищевая промышленность, 1966. - 478 с.

9. Белобородов, В.В. Проблемы экстрагирования в пищевой промышленности. Известия ВУЗов "Пищевая технология", 1986, №3, с. 6.

10. Белобородов, В.В., Вороненко, Б.А. Массотеплоперенос в твердых пористых телах. - СПб., 1999 - 146 с.

11. Берестова, А. В., Горшенина, М. М., Дроздова, Е. А. О влиянии СО-2 экстрактов на организм человека //Секция 6. - 2015. - С. 876.

12. Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем: монография. Л., 1981. 172 с.

13. Богородицкий, Н.П., Волоковинский, Ю.М., Воробьев А.А. Теория диэлектриков. Энергия, М.-Л. 1965. 344 с.

14. Бойко, Н.И., Бондина, Н.Н., Михайлов, В.М. Моделирование воздействия электрического поля на объекты, имеющие многослойную структуру // Электронное моделирование. 2002. Т. 24. № 1. С. 70-82.

15. Борисов, А.Г. Электроразрядное экстрагирование целевых компонентов из растительного сырья: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Борисов Алексей Геннадьевич. - М., 2006. -18 с.

16. Букеева, А. Б. Обзор современных методов выделения биоактивных веществ из растений / А. Б. Букеева, С. Ж. Кудайбергенова // Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева. - 2012. - № 2. - С. 192-197.

17. Вергейчик, Е.Н., Компанцева, Е.В., Муравьева, Д.А. и др. Возможность использования шрота корня женьшеня //Фармация. - № 1. - 1998. - С. 34-38.

18. Георгиеш, Е.В. Интенсификация процесса тепломассопереноса при экстрагировании биологически активных веществ из растительных материалов в условиях действия микроволнового поля: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.06 / Георгиеш Екатерина Викторовна. - О., 2015. - 185 с.

19. Голдовский, А.М. Теоретические основы производства растительных масел. - М.: Пищепромиздат, 1958. - 446 с.

20. Гусева, М. В. Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.01 / М. В. Гусева. - Москва, 2008. - 26 с.

21. Джаруллаев, Д. С. Научно-технические принципы создания интенсивных технологий переработки плодово-ягодного сырья с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты: автореф. дис. ... д-р. техн. наук: 05.18.01 / Джуруллаев Джарулла Саидович. - Махачкала, 2005. - 49 с.

22. Жматова, Г. В., Нефёдов, А. Н., Гордеев, А. С., Килимник, А. Б. Методы интенсификации технологических процессов экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья // Вестник ТГТУ. - 2005. - T11. № 3.

23. Заяс, Ю.Ф. Интенсификация технологических процессов при помощи ультразвука / Ю.Ф. Заяс // Пищевая промышленность. - 1960. - № 3. - С. 21.

24. Климов, Р. В. Разработка и оценка потребительских свойств сиропов профилактического назначения: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.15 / Климов Руслан Владимирович. - Орел, 2003. - 26 с.

25. Ключкин, В.В. Теоретические и экспериментальные основы совершенствования технологии производства растительных масел. - Дисс. на соиск. уч. степ. д.т.н., Л.: ВНИИЖ, 1982. - 54 с.

26. Коваленская, Е.Г. Оптимизация условий производства субстанции дигидрокверцетина, разработка лекарственного препарата на ее основе: автореф. дис. ... канд. фармац. наук: 14.04.11 / Ковалевская Екатерина Геннадьевна. -Пятигорск, 2014. - 24 с.

27. Копейковский, В.М., Данильчук, С.И., Гарбузова, Г.И. Технология производства растительных масел. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 416 с.

28. Кошевой, Е.П. Процесс экстрагирования пищевых сред // В.А. Панфилов Теоретические основы пищевых технологий. Кн. 2. М.: КолосС, 2009. С 894-913.

29. Кошевой, Е. П. Технологическое оборудование предприятий производства растительных масел. - 2001.

30. Кошевой, Е.П. Экструдеры (теория, конструирование и расчет). Е.П. Кошевой, З.А. Меретуков, М.А. Меретуков - Майкоп: МГТУ, 2003.- 95с.

31. Крахмалева, Т. М. Ферментные препараты в пищевой промышленности / Т. М. Крахмалева, Э. Ш. Манеева Э. Ш. Халитова // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. / Оренбург. гос. ун-т. - Оренбург, 2014. - С. 1233-1238.

32. Кудимов, Ю.Н., Казуб, В.Т., Криворотов, Н.В. Электроразрядные процессы в жидкости и кинетика экстрагирования биологически активных компонентов. Вестник ТГТУ. 2002. Том 8. № 3 с. 455-463.

33. Леонова, М.В. Экстракционные методы изготовления лекарственных средств из растительного сырья [Текст]: учебно-методическое пособие. / М.В. Леонова, Ю.Н. Климочкин - Самара, Самар. гос. техн. ун-т, 2012. - 118 с.

34. Лобанов, В. Г., Каракай, М. С., Щербакова, Е. В. Влияние природы адсорбента на качество масла // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2001. №56. С.92-93.

35. Лумисте, Е. Г. Электроплазмолиз растительного сырья / Е. Г. Лумисте, С. В. Терехов // Актуальные проблемы агропромышленного комплекса: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. / ФГОУ ВПО "Брянская ГСХА" - Ульяновск, 2008. - С. 120-122.

36. Ляпин, В. Г. Исследование электрических свойств растительной ткани в электромагнитном поле // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ . 2008. №4.

37. Малкин, А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. Спб., 2007. 560 с.

38. Маринин, А.И., Олишевский, В.В. Влияние электрогидравлической обработки на сокостружечную смесь сахарной свеклы. Электронная обработка материалов, 2013, 49(5), 109-113.

39. Мартиросян, К.В. Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Мартиросян Карина Владиковна. - Тамбов. - 2002. - 16 с.

40. Масликов, В.А. Технологическое оборудование производства растительных масел. М.: Пищевая промышленность, 1974. - 439 с.

41. Матвеенко, В.Н., Кирсанов, Е.А. Вязкость и структура дисперных систем // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2001. Т. 52, №4. С. 243-276.

42. Матюхов, Д.В. Влияние природы растворителя на процесс экстракции жмыхов подсолнечника //матер. межд. науч.-прак. конф./ Д.В. Матюхов //Сборник научных трудов SWorld «Современные направления теоретических и прикладных исследований. - 2013. - Т. 2013. - С. 18-24.

43. Матюхов, Д.В. Рафинационный эффект этилового спирта в добывании и переработке подсолнечного масла //октябрь. - 2012. - №. 2011.

44. Меретуков, З.А., Заславец, А.А., Кошевой, Е.П., Косачев, В.С. Методы решения дифференциальных уравнений гидродинамики // Новые технологии. 2012. №1. С.36-41.

45. Морозов, О. Промышленное применение СВЧ-нагрева / О. Морозов [и др.] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2010. - № 3. - С. 266.

46. Мошев, В.В., Иванов В.А. Реологическое поведение концентрированных неньютоновских суспензий. М., 1990. 88 с.

47. Муравьев, И. А. Пути интенсификации процесса экстрагирования растительного сырья и совершенствование способов его расчета / И. А. Муравьев, Е.А. Кечатов, Н.А. Кечатов // Материалы конференции по совершенствованию производства лекарств и галеновых препаратов. - Ташкент, 1969. - С. 181.

48. Новицкий, Б.Г. Применение акустических колебаний для интенсификации процессов химической технологии / Б.Г. Новицкий. - М.: Машиностроение, 1978. - 56 с.

49. Овчинников, П.Ф., Круглицкий, Н.Н., Михайлов, Н.В. Реология тиксотропных систем. Киев, 1972. 122 с.

50. Орешкин, П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. Высш. шк. М. 1977. 448 с.

51. Оробинская, В.Н. Кинетика и технология электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений из органического сырья: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.17.08 / Оробинская Валерия Николаевна. -Тамбов, 2012. - 17 с.

52. Поливанов, К.М. Теоретические основы электротехники. Ч.3. Теория электромагнитного поля. М.: Энергия, 1969. С. 352.

53. Поливанов, К.М. Электродинамика движущихся тел //М.: Энергоиздат. -1982. - Т. 2.

54. Пономарев, В. Д. Экстрагирование лекарственного сырья [Текст] / В. Д. Пономарев. - М.: Медицина, 1976. - 202 с.

55. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов / И.А. Рогов, С.В. Некрутман. - М.: Агропромиздат, 1986. - 351 с. 5

56. Розенберг, Л.Д. Физика и техника мощного ультразвука. Том 3. - Рипол Классик, 2013.

57. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности. //Л.: ВНИИЖ, 1964, т.2. -484 с.

58. Савин, В. Н. Совершенствование технологии получения ценных компонентов из растительного сырья с использованием экологически безопасных физических методов: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.12 / Савин Владимир Николаевич. - Краснодар, 2006. - 28 с.

59. Сизова, Н. В. Сравнение антиоксидантной активности пихтового масла и СО2-экстракта пихты, подсолнечного масла и СО2-экстракта семян подсолнечника //Химия растительного сырья. - 2004. - №. 3.

60. Сиротюк, М. Г. Кавитация / М. Г. Сиротюк. - М.: Наука, 2008. - 271 с.

61. Сульман, М. Г. Ультразвуковое воздействие в физико-химических процессах получения биологически активных веществ: автореф. дис. ... д-р. хим. наук: 02.00.04 / Сульман Михаил Геннадьевич. - Тверь, 2000. - 49 с.

62. Схаляхов, А. А., Блягоз, Х. Р., Кошевой, Е. П. Производство биотоплива из масел и жиров. - Майкоп : Изд-во МГТУ, 2008.

63. Терлова, Е. А., Кожевников, В. Ю. Активация процесса экстракции растительных масел в СВЧ электромагнитном поле //Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2012. - Т. 2. - №. 2с (66).

64. Указ Президента Российской Федерации от 31 декабря 2015 года N 683. [Электронный ресурс], Режим доступа: http://www.rg.ru/2015/12/31/nac-bezopasnost- site-dok.html

65. Урьев, Н.Б., Потанин А.А. Текучесть суспензий и порошков. М.,1992. 256

с.

66. Халитова, Э. Ш., Манеева, Э. Ш., Быков, А. В. Нетрадиционные способы обработки плодоовощного сырья //Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской науч.-практ. конф./Оренбург. гос. ун-т-Оренбург. - 2014. - С. 1309-1313.

67. Халитова, Э.Ш., Манеева, Э.Ш., Быков, А.В., Крахмалева, Т.М., Берестова, А.В. Исследование процесса извлечения экстрактивных веществ из растительного сырья //Секция 6. - 2015. - С. 1021.

68. Хантургаев, А.Г., Бадмацыренов, Б.В., Ширеторова, В.Г., Хантургаева, Г.И. Получение кедрового масла из семян сосны сибирской экстракцией этиловым спиртом // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2003. №1. С.34-37.

69. Хмелев, В. Н., Сливин, А. Н., Барсуков, Р. В., Цыганок, С. Н., Шалунов, А. В. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности /; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. - 203с.

70. Шеламова, С. А. Научно-практические аспекты технологии модификации растительных масел для жировых продуктов с функциональными свойствами: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.18.06 / Шеламова Светлана Алексеевна - М., 2012. -50 с.

71. Шорсткий, И.А., Кошевой Е.П. Влияние обработки высоковольтными импульсами напряженности электрического поля на кинетику экстрагирования масличного материала //сбор. стат. межд. науч.-прак.конф// Сборник статей международной исследовательской организации "Со^Ш" «Актуальные проблемы науки XXI века». - 2016. - №3. - С. 127-130.

72. Шорсткий, И.А. Кинетика процесса экстрагирования совместно с наложением импульсного электрического поля. Материалы докладов XIV всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием. - 2016. - С. 109-110.

73. Шорсткий, И.А., Кошевой, Е.П. Экстракция с наложением импульсного электрического поля. Известия вузов. Пищевая технология, №4, 2015, 40-42с.

74. Шорсткий, И.А., Меретуков, З.А., Кошевой, Е.П., Косачев, В.С. Оценка влияния вида растворителя и подготовки масличного подсолнечного материала на кинетические зависимости процесса экстракции. Новые технологии, 2015, №2, 4650.

75. Шорсткий, И.А., Меретуков, З.А., Кошевой, Е.П., Косачев, В.С. Реология суспензии измельченных семян подсолнечника в этаноле. Новые технологии, 2015, №2, 38-46.

76. Шорсткий, И.А., Кошевой, Е.П., Интенсификация процесса экстракции масла из семян подсолнечника с применением электрического поля. Известия вузов. Пищевая технология, 2015, №4, 84-87с.

77. Шорсткий, И.А., Кошевой, Е.П., Косачев, В.С., Меретуков, З.А. Вязкость спиртовых суспензий измельченных семян подсолнечника. Новые технологии, 2015, №3, 40-44.

78. Щербаков, В.Г. Химия и биохимия переработки масличных семян. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 168 с.

79. Alenyorege E. A., Hussein Y. A., Adongo T. A. Extraction Yield, Efficiency And Loss Of The Traditional Hot Water Floatation (HWF) Method Of Oil Extraction From The Seeds Of Allanblackia Floribunda. International Journal of Scientific & Technology Research. 2015. 4-02.

80. Alvarez I., Raso J., Palop A. and Sala, F.J. Influence of factors on the inactivation of Salmonella Senftemberg by pulsed electric fields. 2000. International Journal of Food Microbiology 55: 143-146.

81. Amarni F., Kadi H. Kinetics study of microwave-assisted solvent extraction of oil from olive cake using hexane: comparison with the conventional extraction. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2010. 11 (2), 322-327.

82. Angersbach A., Heinz V. and Knorr D. Effects of pulsed electric fields on cell membranes in real food systems. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2000. Vol 1: 135-149.

83. Anthony J. Hayter The Maximum Familywise Error Rate of Fisher's Least Significant Difference Test. Journal of the American Statistical Association. 1986.

84. Armenta S., Garrigues S., Guardia M. The role of green extraction techniques in Green Analytical Chemistry. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2015. Volume 71, Pages 2-8.

85. Baumler E., Carrin M., Carelli A. Extraction of sunflower oil using ethanol as solvent. Journal of Food Engineering. 2016. Vol 178, P.190-197.

86. Ben Amor B., Allaf K. Impact of texturing using instant pressure drop treatment prior to solvent extraction of anthocyanins from Malaysian Roselle (Hibiscus sabdariffa). Food Chem. 2009. 115 (3), 820-825.

87. Bera K.T., Nagaraju D. Electrical Impedance Spectroscopic Studies on Broiler Chicken Tissue Suitable for the Development of Practical Phantoms in Multifrequency EIT. J Electr Bioimp. 2011. vol. 2, pp. 48-63.

88. Blight E., Blur D. Electrical properties of polymers. 2008. Phs Mat Lit., 376.

89. Bogomaz A.A., Goryachev V.L., Remennyi A.S., Rutberg, F.G. The Effectiveness of a pulsed electrical discharge in decontaminating water. Sov. Tech. Phys Lett. 1991. 17 (6), 448-449.

90. Boussetta N., Grimi N., & Vorobiev E. Pulsed Electrical Technologies Assisted Polyphenols Extraction from Agricultural Plants and Bioresources : A Review. 2015. 110.

91. Boussetta N., Vorobiev E., Deloison V., Pochez F., Falcimaigne-Cordin A., Lanoiselle J.L. Valorisation of grape pomace by the extraction of phenolic antioxidants: application of high voltage electrical discharges. Food Chem. 2011. 128 (2), 364-370.

92. Carcel J.A., Garcia-Perez J.V., Mulet A., Rodriguez L., Riera E. Ultrasonically assisted antioxidant extraction from grape stalks and olive leaves. Phys. Procedia. 2010. 3 (1), 147-152.

93. Casazza A.A., Aliakbarian B., Mantegna S., Cravotto G., Perego P. Extraction of phenolics from Vitis vinifera wastes using non-conventional techniques. J. Food Eng. 2010. 100 (1), 50-55.

94. Chan C.-H., Yusoff R., Ngoh G.-C., Kung F.W.-L. Microwave-assisted extractions of active ingredients from plants. J. Chromatogr. 2011. A 1218 (37), 62136225.

95. Chandel V. S., Monohar R., Khan M. S. Effect of fungicide treatment on dielectric properties of a vegetable seed (cauliflower). International Journal of Research in Engineering and technology. 2014. 3 (10), p.3-5.

96. Chemat F., Strube J. Green Extraction of Natural Products: Theory and Practice. 2015. 384 p.

97. Chemat F., Vian M., Cravotto G. Green extraction of natural products: Concept and principles. International Journal of Molecular Sciences, 13(7), 8615-8627. 2012. http://doi.org/10.3390/iims13078615

98. Chen G., Chen H. Extraction and deglycosylation of flavonoids from sumac fruits using steam explosion. Food Chem. 2011. 126 (4), 1934-1938.

99. Chen Y., Xie M.-Y., Gong X.-F. Microwave-assisted extraction used for the isolation of total triterpenoid saponins from Ganoderma atrum. J. Food Eng. 2007. 81 (1), 162-170.

100. Chen Y.-S., Zhang X.-S., Dai Y.-C., Yuan W.-K. Pulsed high-voltage discharge plasma for degradation of phenol in aqueous solution. Sep. Purif. Technol. 2004. 34 (1-3), 5-12.

101. Chung B.K. Dielectric constant measurement for thin material at microwave frequencies. Prog. Electromagn. 2007. Res. 75 p.239-252.

102. Cisse M., Bohuon P., Sambe F., Kane C., Sakho M., Dornier M. Aqueous extraction of anthocyanins from Hibiscus sabdariffa: experimental kinetics and modeling. J. Food Eng. 2012. 109 (1), 16-21.

103. Colpitts B. G., Coleman W.K. Complex permittivity of the potato leaf during imposed drought stress. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1997. 35 p.1059-1064.

104. Cravotto G., Binello A., Orio L. Green extraction techniques: For high-quality natural products. Agro Food Industry Hi Tech. 11/2011; 22(6):24-36.

105. Crossley J.I., Aguilera J.M. Modeling the effect of microstructure on food extraction. J. Food Process. Eng. 2001. 24, 161-177.

106. Diaz M.S., Brignole E.A. Modeling and optimization of supercritical fluid processes. J. Supercrit. Fluids. 2009. 47 (3), 611-618.

107. Doevenspeck H. Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung der einzelnen Phasen aus dispersen Systemen. 1960. German Patent, DE 1237541.

108. El-Belghiti K., Vorobiev E. Mass transfer of sugar from beets enhanced by pulsed electric field. Food Bioprod. Process. 2004. 82 (3), 226-230.

109. El-belghiti K., Vorobiev E. Modelling of Solute Aqueous Extraction from Carrots subjected to a Pulsed Electric Field Pre-treatment. Biosyst. Eng. 2005. 90 (3), 289-294.

110. El-Rayes M.A., Ulaby F.T. Microwave dielectric spectrum of vegetationpart I: experimental observations. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1987. GE-25 541-9.

111. Ershov B., Morozov P. Decomposition of ozone in water at pH 4-8. Russ. J. Appl Chem. 2008. 81 (11), 1895-1898.

112. Evon P., Vandenbossche V., Pontalier P., Rigal L. Direct extraction of oil from sunflower seeds by twin-screw extruder according to an aqueous extraction process: Feasibility study and influence of operating conditions. Industrial Crops and Products, Elsevier, 2007, vol. 2, pp. 351-359.

113. Evrendilek G. A. and Zhang Q. H. Effects of pH, temperature, and pre-pulsed electric field treatment on pulsed electric field and heat inactivation of Escherichia coli O157:H7. Journal of Food Protection. 2003. 66(5): 755-759.

114. Fellows P. J. Tecnologia do processamento de alimentos. Woodhead Publishing Ltd. 2006. 602 p.

115. Fincan M., Dejmek P. In situ visualization of the effect of a pulsed electric field on plant tissue. Journal of Food Engineering. 2002.

116. Flaumenbaum B. L. Anwendung der Elektroplasmolyse bei der Herstellung von Fruchtsäften. Flüssiges Obst. 1968. 35: 19-22.

117. Floros J.D., Liang H. Acoustically assisted diffusion through membranes and biomaterials. Food Technol. Biotechnol. 1994. 79, 84.

118. Franchois A, Pineiro Y., Lang R.H. Microwave permittivity measurements of two conifers IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1998. 36 p.1384-1395.

119. Franco D., Pinelo M., Sineiro J., Nunez M.J. Processing of Rosa rubiginosa: extraction of oil and antioxidant substances. Bioresour. Technol. 2007.98 (18), 35063512.

120. Franco D., Sineiro J., Pinelo M., Nunez M.J. Ethanolic extraction of Rosa rubiginosa soluble substances: oil solubility equilibria and kinetic studies. J. Food Eng. 2007. 79 (1), 150-157.

121. Gabriel C., Gabriel S., Corthout E. The dielectric properties of biological tissues: I. Literature survey. Phys. Med. Biol. 1996. 41. 2231-2249.

122. Gros C., Lanoiselle J., Vorobiev E. Towards an alternative extraction process for linseed oil. Chemical Engineering Research & Design, 2003. v.81, n.A9, Oct, p.1059-1065.

123. Guderjan M. Elez-Matrinez P., Knorr D. Application of pulsed electric fields at oil yield and content of functional food ingredients at the production of rapeseed oil. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2007. 8(1), 55-62. http://doi.org/10.1016/Mfset.2006.07.001

124. Guderjan M., Topfl S., Angersbach A., Knorr D. Impact of pulsed electric field treatment on the recovery and quality of plant oils. Journal of Food Engineering. 2005. 67(3), 281-287. http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.04.029

125. Gujar J.G., Wagh S.J., Gaikar V.G. Experimental and modeling studies on microwave-assisted extraction of thymol from seeds of Trachyspermum ammi (TA). Sep. Purif. Technol. 2010. 70 (3), 257-264.

126. Hegel P. E., Camy S., Destrac P., Condoret J. S. Influence of pretreatments for extraction of lipids from yeast by using supercritical carbon dioxide and ethanol as cosolvent. Journal of Supercritical Fluids. 2011. 58(1), 68-78. http://doi.org/10.1016/j.supflu.2011.04.005.

127. Heinz V., Alvarez I., Angersbach A., Knorr D. Preservation of liquid foods by high intensity pulsed electric fields—basic concepts for process design. Trends Food Sci. Technol. 2001. 12 (3-4), 103-111.

128. Ho S., Mittal G.S. High voltage pulsed electrical field for liquid food pasteurization. Food Reviews International. 2000. 16(4): 395-434.

129. Hulsheger H., Potel J., Niemann E. G. Electric field effects on bacteria and yeast cells. Radiation and Environmental Biophysics. 1983. 22(149-162).

130. Ibanez E., Cifuentes A. Green extraction techniques. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2015. Volume 71, Issue null, Page 1

131. Ibarz A. Barbosa-Conovas G. V. Unit operations in food engineering. Boca Raton, Florida: CRC Press. 2002 (Food preservation technology series)

132. Inoue T., Tsubaki S., Ogawa K., Onishi K., Azuma J.-I. Isolation of hesperidin from peels of thinned Citrus unshiu fruits by microwave-assisted extraction. Food Chem. 2010. 123 (2), 542-547.

133. Jäger H. Process performance analysis of pulsed electric field (PEF) food applications. Doctoral dissertation. Berlin. 2012.

134. Jayaram S., Castle G. S., Magaritis A. The effect of high field DC pulse and liquid medium conductivity on survivability of L. brevis. Applied Microbiology and Biotechnology. 1993. 40: 117-122.

135. Juarez J.A., Corral G.R., Moraleda J.C., Yang T.S. New high intensity ultrasonic technology for food dehydration. Drying Technol. 1999. 17, 587-608.

136. Kabir M., Khalid K., Daud W., Aziz S. Dielectric properties of rubber wood at microwave frequencies measured with an open-ended coaxial line. Wood Fiber Sci. 1997. 29, p.319-324.

137. Kaffka K.J., Norris K. H., Peredi J., Balogh A. Attempts to determine oil, protein, water and fiber content in sunflower seeds by NIR technique. Acta Alimentaria. 1982. Vol. 11 (8), pp. 258-269.

138. Kardjilova K., Hlavacova Z. Effect of Moisture Content on the Electric Properties of Spelled Grains - T. Dicoccum. Open Science Repository Agriculture (2013)., Online(open-access). http://doi.org/10.7392/openaccess.23050420

139. Kardjilova K., Rangelov Y., Hlavacova Z. Measurement of Electrical Properties of Spelled Grains - T. Dicoccum, Int. J. of App. Sc. and Tech. 2013, vol.3, 7. 118-126.

140. Kathiravan T., Kumar R., Lakshmana J. H., Kumaraswamy M. R., Nadanasabapathi S. Pulsed electric field processing of functional drink based on tender coconut water ( Cococus nucifera L .) - nannari ( Hemidesmus indicus ) blended beverage. 2014. 6, 84-96.

141. Klimkin V.F. Mechanisms of electric breakdown of water from pointed anode in the nanosecond range. Sov. Tech. Phys. Lett. 1990. 16, 146.

142. Kuffel P., Kuffel P. Voltage Engineering Fundamentals, 2nd Edition. 2000.

143. Lang P.S., Ching W.K., Willberg D.M., Hoffmann M.R. Oxidative degradation of 2,4,6-trinitrotoluene by ozone in an electrohydraulic discharge reactor. Environ. Sci. Technol. 1998. 32, 3142-3148.

144. Lebovka N. I., Bazhal M. I., Vorobiev E. Estimation of characteristic damage time of food materials in pulsed-electric fields. Journal of Food Engineering. 2002, 54(4), 337-346. http://doi.org/10.1016/S0260-8774(01 )00220-5

145. Lebovka N. I., Praporscic I. and Vorobiev E. Combined treatment of apples by pulsed electric fields and by heating at moderate temperature. Journal of Food Engineering. 2004. 65: 211-217.

146. Leighton T.G. The principles of cavitation. In: Povey, M.J.W., Mason, T.J. (Eds.), Ultrasound in Food Processing. 1998. Chapman & Hall, London, pp. 151-182.

147. Li J., Zu Y.-G., Fu Y.-J., Yang Y.-C., Li S.-M., Li Z.-N., Wink M. Optimization of microwave-assisted extraction of triterpene saponins from defatted residue of yellow horn (Xanthoceras sorbifolia Bunge.) kernel and evaluation of its antioxidant activity. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2010. 11, 637.

148. Liu D., Vorobiev E., Savoire R., Lanoiselle J.-L. Intensification of polyphenols extraction from grape seeds by high voltage electrical discharges and extract concentration by dead-end ultrafiltration. Sep. Purif. Technol. 2011. 81 (2), 134-140.

149. Mandal V., Mohan Y., Hemalatha S. Microwave assisted extraction-an innovative and promising extraction tool for medicinal plant research. Pharmacog. 2007. Rev. 1 (1), 7-18.

150. Mason T.J., Lorimer J.P. Applied sonochemistry, the uses of power ultrasound in chemistry and processing. 2002. Wiley-VCH, Weinheim.

151. Maxwell J.C. A Treatise on Electricity & Magnetism, vol. 1, London, Oxford Univ. Press. 1892, Chap. 10.

152. Milic P.S., Rajkovic K.M., Stamenkovic O.S., Veljkovic V.B. Kinetic modeling and optimization of maceration and ultrasound-extraction of resinoid from the

aerial parts of white lady's bedstraw (Galium mollugo L.). Ultrason. Sonochem. 2013. 20 (1), 525-534.

153. Morales-Cid G., Cardenas S., Simonet B.M., Valcarcel M. Sample treatments improved by electric fields. TrAC - Trend Anal. Chem. 2010. 29 (2), 158-165.

154. Moubarik A., El-Belghiti K., Vorobiev E. Kinetic model of solute aqueous extraction from Fennel (Foeniculum vulgare) treated by pulsed electric field, electrical discharges and ultrasonic irradiations. Food Bioprod. Process. 2011. 89 (4), 356-361.

155. Nelson S. Dielectric properties of Watermelons and Correlation with Soluble Solids Content. In: ASABE Annual International Meeting, 2007.

156. Nelson S.O., Forbus W.R., Lawrence Jr K.C. Microwave permittivities of fresh fruits and vegetables from 0.2 to 20 GHz Trans ASAE. 1994. 37 p183-189.

157. Oliveira E., Silvestre A., Silva C. Review of kinetic models for supercritical fluid extraction. Chem. Eng. Res. Des. 2011. 89 (7), 1104-1117.

158. Perez E., Carelli A, Crapiste G. Temperature-dependent diffusion coefficient of oil from different sunflower seeds during extraction with hexane. J. Food Eng. 2011. 105 (1), 180-185.

159. Pradhan R., Mishara S., Naik, S., Bhatnagar N., Vijay V. Oil expression from jatropha seeds using a screw press expeller. Biosystems Engineering, 2011. v.109, n.2, p.158-166.

160. Price L. Electrical Impedance Computed Tomography (ICT): A New CT Imaging Technique, IEEE Transactions on Nuclear Science. 1979; NS-26(2): 2736-2739.

161. Prosanov I., Uvarov N. Electrical properties of dehydrated pvc. Solid Body Phs., 2012. 54, 2-393-396.

162. Qu W., Pan Z., Ma H. Extraction modeling and activities of antioxidants from pomegranate marc. J. Food Eng. 2010. 99 (1), 16-23.

163. Rakotondramasy-Rabesiaka L., Havet J.-L., Porte C., Fauduet H. Solidliquid extraction of protopine from Fumaria officinalis L. - Analysis determination, kinetic reaction and model building. Sep. Purif. Technol. 2007. 54 (2), 253-261.

164. Rakotondramasy-Rabesiaka L., Havet J.L., Porte C., Fauduet H. Solid-liquid extraction of protopine from Fumaria officinalis L. - Kinetic modelling of influential parameters. Ind. Crop Prod. 2009. 29 (2-3), 516-523.

165. Reitler W. Conductive heating of foods. Munich, Germany, Technical University of Munich. 1990.

166. Sarkis J.R., Boussetta N., Tessario I.C., Marczak L.D. F.,Vorobiev E. Application of pulsed electric fields and high voltage electrical discharges for oil extraction from sesame seeds. Journal of Food Engineering, 2015, 153, 20-27. http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.12.003

167. Savoire R., Lanoiselle J., Vorobiev E. Mechanical continuous oil expression from oilseeds: A review. Food and Bioprocess Technology, 2013, v.6, n.1, Jan, p. 1-16.

168. Shirsath S.R., Sonawane S.H., Gogate P.R. Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations—a review of current status Chem. Eng. Process. 2012. 53 (0), 10-23.

169. Shorstkii I., Koh X.Q., Koshevoi E. Influence of Temperature and Solvent Content on Electrical Properties of Sunflower Seed Cake //Journal of Food Processing and Preservation. - 2015. - T. 39. - №. 6. - C. 3092-3097. DOI: 10.1111/jfpp.12574

170. Shorstkii I., Mirshekarloo M.S., Koshevoi E. Application of pulsed electric field for oil extraction from sunflower seeds: electrical parameters effects on the oil yield, Food processing technologies, 2015. DOI: 10.1111/jfpe. 12281

171. Shrestha B.L., Wood H.C., Sokhansanj S. Modeling of vegetation permittivity at microwave frequencies IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2007 45 p.342-348.

172. Singh K., Wiesenborn D., Totenson K. Kangas N. Influence of moisture content and cooking on screw pressing of crambe seed. Journal of the American Oil Chemists' Society, 2002. v.79, n.2, p.165-170.

173. So G., Macdonald D. Kinetics of oil extraction from Canola (Rapeseed). Can. J. Chem. Eng. 1986. 64, 80-86.

174. Soliva-Fortuny R., Balasa A., Knorr D., Martin-Belloso O. Effects of pulsed electric fields on bioactive compounds in foods: a review. Trend Food Sci. Technol. 2009. 20 (11-12), 544-556.

175. Sparr-Eskilsson C., Bjorklund E. Analytical-scale microwave-assisted extraction. J. Chromatogr. 2000. A 902 (1), 227-250.

176. Spigno G., De Faveri D.M. Microwave-assisted extraction of tea phenols: a phenomenological study. J. Food Eng. 2009. 93 (2), 210-217.

177. Stanisavljevic I.T., Lazic M.L., Veljkovic V.B. Ultrasonic extraction of oil from tobacco (Nicotiana tabacum L.) seeds. Ultrason. Sonochem. 2007. 14 (5), 646-652.

178. Sun B., Sato M., Harano A., Clements J.S. Non-Uniform pulse discharge induced radical production in distilled water. J. Electrostat. 1998. 43, 115-126.

179. Toepfl S. Pulsed Electric Fields (PEF) for Permeabilization of Cell Membranes in Food- and Bioprocessing - Applications, Process and Equipment Design and Cost Analysis. Doctoral dissertation. 2006. Berlin.

180. Touya G., Reess T., Pecastaing L., Gibert A., Domens P. Development of subsonic electrical discharges in water and measurements of the associated pressure waves. J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. 39 (24), 5236-5244.

181. Tsibranska I., Tylkowski B., Kochanov R., Alipieva K. Extraction of biologically active compounds from Sideritis ssp L. Food Bioprod. Process. 2011. 89 (4), 273-280.

182. Ulaby F., El-Rayes M. Microwave dielectric spectrum of vegetation—part II: dual-dispersion model IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1987. GE-25 p.550-557.

183. Ulaby F., Jedlicka R. Microwave dielectric properties of plant materials IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1984. GE-22 p.406-415.

184. Vega-Mercado H., Pothakamury U. R., Chang F.-J., Barbosa-Cánovas G. V., Swanson B. G. Inactivation of Escherichia coli by combining pH, ionic strength and pulsed electric field hurdles. Food Research International. 1996. 29(2): 117-121.

185. Venkatesh M., Raghavan G. An overview of dielectric properties measuring techniques Can. Biosyst. Eng. 2005. 47 7.p.15-30.

186. Vinatoru M., Toma M., Mason T. Ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from plants and their constituents. J. Adv. Sonochem. 1999. Vol. 81, Iss. 396. 5, 209-249.

187. Vorobiev E., Lebovka N. Electrotechnologies for extraction from food plants and biomaterials. - New York : Springer, 2008. - T. 5996.

188. Willems P., Kuipers N., De Haan A. Hydraulic pressing of oilseeds: Experimental determination and modeling of yield and pressing rates. Journal of Food Engineering, 2008. v.89, n.1, p.8-16.

189. Xu H.-N., Huang W.-N., He C.-H. Modeling for extraction of isoflavones from stem of Pueraria lobata (Willd.) Ohwi using n-butanol/water two-phase solvent system. Sep. Purif. Technol. 2008. 62 (3), 590-595.

190. Yan M.-M., Liu W., Fu Y.-J., Zu Y.-G., Chen C.-Y., Luo M. Optimisation of the microwave-assisted extraction process for four main astragalosides in Radix Astragali. Food Chem. 2010. 119 (4), 1663-1670.

191. You T.S.- Nelson S.O. Microwave dielectric properties of rice kernels. J. Microwave Power and Electromagnetic Energy. 1988. vol.23, 1988, no.3, p. 150-159.

192. Zeng J.Y., Li Z., Tang Z.H., Chen Q., Bi H. Y., Zhao L. B. The measurement and model construction of complex permittivity of corn leaves at the main frequency points of L/S/C/X-band //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. -IOP Publishing, 2014. - T. 17. - №. 1. - C. 012055.

193. Zhou H.-Y., Liu C.-Z. Microwave-assisted extraction of solanesol from tobacco leaves. J. Chromatogr. 2006. A 1129 (1), 135-139.

194. Zimmermann U., Pilwat G., Riemann F. Dielectic breakdown in cell membranes. Biophys. J. 1974. 14, 881-889.