Анотація до роботи:

Житнецький І.В. Удосконалення виробництва ефірної олії м’яти-сирцю з застосуванням мембранних процесів: – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси й обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню процесу мембранного концентрування розчинів ефірної олії м’яти перцевої у воді.

Експериментально встановлено, обгрунтовано та рекомендовано тип мікрофільтраційної мембрани для концентрування розчинів ефірної олії м’яти перцевої у воді. Досліджено вплив параметрів процесу при концентруванні розчинів ефірної олії м’яти перцевої у воді. Визначено раціональні технологічні параметри процесу концентрування їх з використанням мікрофільтраційної установки з плоским фільтрувальним елементом марки МФФК-2: надлишковий тиск 0,05–0,08 МПа, концентрація розчину– 0,07–0,8% (мас.), температура– 20–25 С, швидкість руху розчину в напірному каналі 0,26–0,41 м/с, при яких забезпечується проникність мембрани 0,87–0,98 ^. 10^-4 м³/(м²с), селективність – 93–97 %.

Визначено емпіричне рівняння для розрахунку проникності мембрани типу МФФК-2 при зміні параметрів процесу: тиску, концентрації розчину, швидкості руху розчину в напірному каналі. Розроблено апаратурно-технологічну схему виробництва ефірної олії м’яти перцевої-сирцю з використаням мікрофільтраційної установки на ділянці вироблення вторинної ефірної олії.

Результати аналізу сучасного стану виробництва ефірних олій з ефіроолійної сировини, огляду існуючих технологічних схем та конструкцій обладнання, опрацювання науково-технічної інформації з теми досліджень підтвердили актуальність теми і визначили необхідність удосконалення апаратурно-технологічної схеми на ділянці виробництва вторинної ефірної олії м’яти перцевої та перспективи застосування мембранних процесів для концентрування її розчинів.

Виконаний у цій роботі комплекс досліджень дав можливість науково обґрунтувати застосування процесу мембранного концентрування розчинів ефірної олії м’яти перцевої у воді.

На основі виконаних аналітичних та експериментальних досліджень зроблено такі висновки.

1. Встановлено, що визначення кількісного і якісного складу ефірної олії м’яти перцевої, її концентратів та фільтратів необхідно проводити методом газової хроматографії з використанням нерухомої фази ПЕГ-1500 за розробленими методиками із застосуванням внутрішнього стандарту.

2. Експериментально визначено технічні характеристики ультрафільтраційних мембран типу УПМ-50, УПМ-П, УФМ-50 та мікро-фільтраційних мембран типу МФФК тестуванням за дистильованою водою та досліджено можливість застосування їх для концентрування розчинів ефірної олії м’яти перцевої.

3. Встановлено, що ефективність процесу мембранного концентрування ЕОМП із застосуванням мікрофільтраційних мембран типу МФФК досягається зміною їх властивостей з гідрофобних на гідрофільні при попередньому обробленні етанолом.

4. Встановлено, що вибір мембран для забезпечення процесу концентрування проводиться тестуванням розчину ЕОМП у воді концентрацією 0,07 % (мас.) при тривалості фільтрування 1200–4800 с за максимальним значенням проникності та селективності.

5. Обґрунтовано та рекомендовано використання полімерної композиційної мембрани МФФК-2 для концентрування розчинів ЕОМП у воді.

6. Встановлено, що ефективність процесу мембранного концентрування забезпечується при формуванні динамічної мембрани із концентрату ефірної олії м’яти перцевої, який для непроточної установки формується при тиску 0,025 МПа, концентрації розчину С_р = 0,07% (мас.), температурі 20–25 С та тривалості концентрування 1200 с, а для проточної установки – при 0,03 МПа, концентрації розчину С_р = 0,07 % (мас.), температурі 20–25 С, швидкості руху розчину в напірному каналі 0,26 м/с та тривалості концентрування 240 с.

7. Розроблено теоретичну модель формування динамічної мембрани для визначення її характеристик: сталої формування, питомого масового гідродинамічного опору, товщини.

8. Визначено основні закономірності формування динамічної мембрани, одержано емпіричну формулу залежності питомого гідродинамічного опору від тиску при зміні концентрації від 0,07 % (мас.) до 0,7 % (мас.) .

9. Науково обґрунтовано раціональні параметри процесу мембранного концентрування розчину ефірної олії м’яти перцевої у воді з використанням мікрофільтраційної установки з плоским круглим фільтрувальним елементом марки МФФК-2, при яких забезпечується проникність мембрани 0,87–0,9810^-4 м³/(м²с), селективність – 93–97%: різниця тисків 0,05– 0,08 МПа, концентрація розчину 0,07 – 0,8% (мас.), температура - 20–25 С, швидкість руху розчину в напірному каналі 0,26–0,41 м/с.

10. Визначено емпіричне рівняння для розрахунку проникності мембрани типу МФФК-2 при зміні параметрів процесу: тиску, концентрації розчину, швидкості руху розчину в напірному каналі.

11. Експериментально встановлено та рекомендовано для відновлення характеристик мембрани МФФК-2 хімічний спосіб регенерації з використанням етанолу як регенеруючого розчину.

12. Розроблено апаратурно-технологічну схему виробництва ефірної олії м’яти-сирцю з використанням мікрофільтраційної установки на ділянці вироблення вторинної ефірної олії м’яти перцевої.

13. Очікуваний економічний ефект від застосування мікрофільтраційної установки на ділянці вироблення вторинної ефірної олії м’яти перцевої для підприємства, що переробляє 76,8 т рослинної сировини м’яти перцевої за добу протягом 30-добового виробничого сезону становить 13,87 тис. гривень.

Публікації автора:

1. Житнецький І.В., Аністратенко В.О. Кількісна ідентифікація складових компонентів ефірної олії м’яти перцевої // Харч. пром-сть – 2001.– № 1(46). – С. 25 – 26.

Особистий внесок здобувача: розроблення методик та проведення хроматографічного аналізу, підготовка матеріалів до публікації.

2. Житнецький І.В., Яровий В.Л., Таран В.М. Визначення проникності та селективності мембран при ультрафільтрації розчину ефірної олії м’яти перцевої // Наук. праці НУХТ. – 2005. – №16.– С. 171–172.

Особистий внесок здобувача: безпосередня участь в розробці лабораторної установки і методики досліджень, аналіз отриманих результатів, підготовка матеріалів до публікації.

3. Житнецький І.В., Яровий В.Л., Таран В.М. Визначення проникності та селективності мембран при мікрофільтрації розчину ефірної олії м’яти перцевої // Харч. пром–сть.– № 4.– 2005.– С. 176–177.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, аналіз результатів, підготовка матеріалів до публікації.

4. Житнецкий И.В., Анистратенко В.А. Применение микрофильтрации при получении вторичного эфирного масла м’яти перечной.– М.: Масложир. пром-сть № 1.– 2003.– С. 38.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, участь в розробці лабораторної установки, проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів, підготовка матеріалів до публікації.

5. Житнецький І.В., Юров Ю.Г., Аністратенко В.О. Мембранне концентрування системи “ЕОМП - вода” // Тези доповідей Всеукраїнської науково-технічної конференції “Розробка та впровадження прогресивних технологій та обладнання у харчову та переробку промисловості”. – К.: УДУХТ, 1995. – С. 363.

Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

6. Житнецький І.В., Сосновчик В.С., Аністратенко В.О. Розділення системи “ефірне масло – вода” з застосуванням полімерних мембран // Тези 62-ої студентської наукової конференції. – К.: УДУХТ, 1996. – С. 44.

Особистий внесок здобувача: участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

7. Сосновчик В.С., Житнецький І.В., Аністратенко В.О. Застосування мембранної технології для виділення ефірних масел // Тези 62-ї студентської наукової конференції.– К.: УДУХТ, 1996. – С. 45.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, узагальнення і підготовка матеріалів до публікації.

8. Житнецький І.В., Маслій В.М., Аністратенко В.О. Дослідження основних характеристик металевих мембран при розділенні емульгованих систем // Тези 64-ї студентської наукової конференції. – К.: УДУХТ, 1998.– С. 56.

Особистий внесок здобувача: виконання експериментів, аналіз та узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

9. Житнецький І.В., Аністратенко В.О. Удосконалення технології та обладнання виділення ефірних олії м’яти перцевої і кропу /За матеріалами VII Міжнародної науково-технічної конференції “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення”// Наук. праці УДУХТ. – 2001. – № 10 (Спецвипуск). – Ч.1.– С.118 – 119.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, узагальнення і підготовка матеріалів до публікації.

10. Вересоцька Ю.С., Житнецький І.В., Аністратенко В.О. Концентрування ефірної олії коріандру з використанням ультрафільтрації // Міжнародна наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів. – К.: НУХТ, 2002. – Ч.II. – С.45.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

11. Євтушенко Є.В., Житнецький І.В., Таран В.М. Дослідження процесу мембранного концентрування ефірно-олійних систем // Тези 69-ої наукової конференції молодих вчених аспірантів і студентів „Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової і переробної промисловості”. – К.: НУХТ, 2003. – С.49.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

12. Житнецький І.В., Романець О.Ю., Таран В.М. Дослідження нестаціонарного режиму в баромембранних процесах // Тези 69-ої наукової конференції молодих вчених аспірантів і студентів „Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової і переробної промисловості”. – К.: НУХТ, 2003. – С.49.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

13. Житнецький І.В., Таран В.М. Дослідження процесу мембранного концентрування дистиляту ефірної олії м’яти перцевої // Тези 70-ої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів. – К.: НУХТ, 2004. – С.43.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

14. Житнецький І.В., Лисюк А.В., Таран В.М. Формування динамічної мембрани в процесі концентрування ефірної олії м’яти перцевої// Тези 71-ої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті” – К.: НУХТ, 2005. – С. 38.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, проведення розрахунків, оброблення і узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

15. Житнецький І.В., Аністратенко В.О. Оптимізація процесу мембранного концентрування системи ефірна олія м’яти – вода // Тези міжнародної науково-технічної конференції “Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість”. – К.: УДУХТ, 1997. – С. 119 – 120.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, проведення розрахунків, оброблення і узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

16. Житнецький І.В., Заремба В.К., Аністратенко В.О. Кількісна оцінка та якісна ідентифікація компонентів ефірних масел // Тези доповідей науково-практичної конференції “Наукомісткі технології подвійного призначення”. – К.: КВІУЗ, 1994. – С. 159.

Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, проведення розрахунків, оброблення і узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.