Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен

Название	Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен
Анкор	ұүнұн
Дата	27.11.2022
Размер	0.97 Mb.
Формат файла
Имя файла	_05181~1.pdf
Тип	Диссертация #815512
страница	1 из 3

1 2 3

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
4/24 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].
Рекомендованный список диссертаций
по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Научно-практические основы совершенствования технологии производства растительных масел из семян подсолнечника современных сортов с использованием методов физико-химической активации технологических операций
1996 год, доктор технических наук Тарасов, Василий Евгеньевич
Интенсификация процессов экстрагирования целевых компонентов из растительного сырья импульсным электрическим полем высокой напряженности
2018 год, кандидат наук Кошкарова, Анна Геннадьевна
Растворимость сквалена в чистом и модифицированном сверхкритическом диоксиде углерода как термодинамическая основа процесса его выделения из семян амаранта
2006 год, кандидат технических наук Тремасов, Евгений Николаевич
Кинетика и основы аппаратурного оформления процессов электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений
2002 год, доктор технических наук Казуб, Валерий Тимофеевич
Экстракция травы зверобоя и сушеницы двухфазными системами растворителей с применением ПАВ
2004 год, кандидат фармацевтических наук Хаззаа, Ияд Халед

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
5/24
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;

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
6/24
- 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

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
7/24
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

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
8/24
(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

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
9/24
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

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
10/24
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

11/21/22, 11:11 AM
Диссертация на тему «Совершенствование процесса экстрагирования масличных материалов на основе применен…
https://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-protsessa-ekstragirovaniya-maslichnykh-materialov-na-osnove-primeneniya
11/24
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.

1 2 3