Розробка способу видалення гель-шару у процесі мембранної обробки пектинового екстракту
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208984Ключові слова:
пектиновий екстракт, мембранна обробка, поляризаційний шар, ультрафільтраційне концентрування, вібраційне перемішуванняАнотація
Розглянуто питання щодо нового способу усунення гель-шару на поверхні мембран за ультрафільтраційного концентрування пектинового екстракту. Розроблено експериментальну установку і методику обробки результатів дослідження процесу концентрування пектинових екстрактів із застосуванням способу видалення гель-шару на поверхні мембрани. Представлені результати досліджень застосування способу вібраційного перемішування для усунення гель-шару і його впливу на продуктивність мембран. Отримано математичні моделі та визначено режими проведення процесу ультрафільтрації пектинового екстракту із застосуванням вібраційного перемішування.
Приведені графічні залежності кількісних та якісних характеристик пектинових концентратів (концентрація пектинових речовин та сухих речовин в концентраті) в залежності від вхідних параметрів температури та тиску процесу ультрафільтраційного концентрування. Аналіз приведених характеристик дозволив встановити раціональні вхідні параметри процесу концентрування пектинових екстрактів. Раціональними робочими параметрами процесу концентрування пектинових екстрактів із застосуванням нового способу видалення гель-шару є тиск фільтрації 0,4–0,5 МПа, температура 35…45 °С, тривалість –1,5–2,0 години та швидкість вібраційного перемішування 1,5–1,7 м/с.
Дане дослідження проведене з метою інтенсифікації мембранного концентрування пектинових екстрактів, підвищення технічного рівня процесу концентрування та реалізації розробленого способу в промислових умовах. За результатами досліджень було встановлено доцільність застосування нового способу видалення гель-шару. Подальше впровадження цих результатів у харчову та переробну промисловість дасть змогу застосувати їх у виробництві пектинопродуктів широкого асортиментуПосилання
- Minzanova, S., Mironov, V., Arkhipova, D., Khabibullina, A., Mironova, L., Zakirova, Y., Milyukov, V. (2018). Biological Activity and Pharmacological Application of Pectic Polysaccharides: A Review. Polymers, 10 (12), 1407. doi: https://doi.org/10.3390/polym10121407
- Vladisavljević, G. T., Vukosavljević, P., Bukvić, B. (2003). Permeate flux and fouling resistance in ultrafiltration of depectinized apple juice using ceramic membranes. Journal of Food Engineering, 60 (3), 241–247. doi: https://doi.org/10.1016/s0260-8774(03)00044-x
- Tamova, M. Y., Barashkina, E. V., Zhuravlev, R. A., Tretyakova, N. R., Tsygankova, S. S. (2018). Innovative methods for producing pectin from different types of plant raw materials. New Technologies, 4, 79–84.
- Stephen, A. M., Phillips, G. O. (Eds.) (2006). Food Polysaccharides and Their Applications. CRC Press, 752. doi: https://doi.org/10.1201/9781420015164
- Ilina, I. A., Machneva, I. A., Chernutskiy, A. P. (2018). Concentration and purification of the pectin extracts by ultrafiltration method. Vestnik of the Russian Agricultural Science, 2, 45–48. doi: https://doi.org/10.30850/vrsn/2018/2/45-48
- Torkova, A. A., Lisitskaya, K. V., Filimonov, I. S., Glazunova, O. A., Kachalova, G. S., Golubev, V. N., Fedorova, T. V. (2018). Physicochemical and functional properties of Cucurbita maxima pumpkin pectin and commercial citrus and apple pectins: A comparative evaluation. PLOS ONE, 13 (9), e0204261. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204261
- Bhattacharjee, C., Saxena, V. K., Dutta, S. (2017). Fruit juice processing using membrane technology: A review. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 43, 136–153. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2017.08.002
- Cai, M., Zhao, S., Liang, H. (2010). Mechanisms for the enhancement of ultrafiltration and membrane cleaning by different ultrasonic frequencies. Desalination, 263 (1-3), 133–138. doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.06.049
- Gomaa, H. G., Rao, S. (2011). Analysis of flux enhancement at oscillating flat surface membranes. Journal of Membrane Science, 374 (1-2), 59–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.011
- Lau, W., Ismail, A., Matsuura, T., Nazri, N., Yuliwati, E. (2015). Advanced Materials in Ultrafiltration and Nanofiltration Membranes. Handbook of Membrane Separations, 7–34. doi: https://doi.org/10.1201/b18319-4
- Zelepukin, Y. I., Zelepukin, S. Yu., Fedoruk, V. A., Bushmin, I. S. (2016). To the question of production of pectin from beet pulp. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 2, 238–242. doi: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-2-238-242
- Echavarría, A. P., García-Valls, R., Torras, C., Pagan, J., Ibarz, A. (2012). Effect of Pectinase Immobilization in a Polymeric Membrane on Ultrafiltration of Fluid Foods. Separation Science and Technology, 47 (6), 796–801. doi: https://doi.org/10.1080/01496395.2011.640095
- Yammine, S., Rabagliato, R., Vitrac, X., Mietton Peuchot, M., Ghidossi, R. (2019). Selecting ultrafiltration membranes for fractionation of high added value compounds from grape pomace extracts. OENO One, 53 (3). doi: https://doi.org/10.20870/oeno-one.2019.53.3.2343
- Brião, V. B., Tavares, C. R. G. (2012). Pore blocking mechanism for the recovery of milk solids from dairy wastewater by ultrafiltration. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 29 (2), 393–407. doi: https://doi.org/10.1590/s0104-66322012000200019
- Lutz, H. (Ed.) (2015). Ultrafiltration for Bioprocessing. Woodhead Publishing, 244. doi: https://doi.org/10.1016/c2013-0-18176-7
- Lobasenko, B. A., Semenov, A. G. (2013). Intensification of ultrafiltration concentrating by the separation of the concentration boundary layer. Foods and Raw Materials, 1 (1), 74–81. doi: https://doi.org/10.12737/1560
- Castro-Muñoz, R., Barragán-Huerta, B. E., Fíla, V., Denis, P. C., Ruby-Figueroa, R. (2017). Current Role of Membrane Technology: From the Treatment of Agro-Industrial by-Products up to the Valorization of Valuable Compounds. Waste and Biomass Valorization, 9 (4), 513–529. doi: https://doi.org/10.1007/s12649-017-0003-1
- Yapo, B. M., Wathelet, B., Paquot, M. (2007). Comparison of alcohol precipitation and membrane filtration effects on sugar beet pulp pectin chemical features and surface properties. Food Hydrocolloids, 21 (2), 245–255. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.03.016
- Deynychenko, G., Guzenko, V., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V., Kolisnichenko, T., Omelchenko, O. et. al. (2018). Study of the new method to intensify the process of extraction of beet pulp. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (11 (94)), 15–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140126
- Berk, Z. (2009). Food process Engineering and Technology. Academic Press, 624. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-373660-4.x0001-4
- Ostapchuk, M. V., Stankevych, H. M. (2006). Matematychne modeliuvannia na EOM. Odessa: Druk, 313.
- Deinychenko, G., Mazniyak, Z., Kramarenko, D., Guzenko, V. (2015). Determination of ultrafiltration membranes shrinkage factor. Ukrainian Food Journal, 4 (2), 328–334.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Gregoriy Deynichenko, Vasyl Guzenko, Dmytro Dmytrevskyi, Vitalii Chervonyi, Оleksandr Omelchenko, Dmytro Horielkov, Olga Melnik, Olha Korolenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
