Интенсификация процесса экстракции инулина из растительного сырья
Инулин - важный ингредиент, открывающий перед пищевой промышленностью новые возможности создания сбалансированных и вкусных пищевых продуктов. Технологическая схема производства инулина включает следующие стадии: прием и подготовка сырья; измельчение; экстракция; сгущение экстракта; осаждение инулина; очистка инулина; сушка инулина. Основным является процесс экстракции, от которого зависит эффективность всей технологии. В статье представлены результаты исследования статики и кинетики процесса водной экстракции инулина из топинамбура с целью его интенсификации и оптимизации. Для изучения статики процесса экстракции, т. е. равновесных состояний системы взаимодействующих веществ, была осуществлена серия опытов с последующей обработкой полученных данных. Эксперименты проводились при температурах 20; 45 и 70 °C до достижения равновесной концентрации, с использованием ультразвукового излучения и без его применения. Математическая обработка результатов исследований позволила получить коэффициент распределения φ (отношение равновесных концентраций экстрагируемого вещества в обеих фазах), характеризующий равновесие при экстракции. Построены зависимости коэффициента распределения от гидромодуля при различных температурах при использовании ультразвукового излучения и без него. Также были получены аппроксимирующие полиноминальные зависимости коэффициента распределения от гидромодуля и температуры. Представлена графическая интерпретация эволюций полей коэффициента распределения в зависимости от температуры и гидромодуля. Определены коэффициенты диффузии и массоотдачи в зависимости от воздействующих факторов. Для анализа механизма и скорости экстрагирования была изучена кинетика экстракции в зависимости от режимных параметров - температуры и ультразвукового излучения. В результате экспериментов получены данные, характеризующие зависимость содержания инулина в экстракте от температуры и продолжительности процесса. Приведены кинетические кривые экстракции для реальных диапазонов варьируемых параметров.