Читайте также:
|
При облучении целлюлозы дозой порядка 5∙108-5∙109 рад в ней значительно возрастает содержание легкогидролизуемой фракции. При облучении хлопковой целлюлозы дозой 6∙108 рад она на 98% растворяется в холодной воде.
При радиолизе древесины дозой 6х108 рад растворимость древесины в 10%-ном растворе серной кислоты при t=100оС увеличивается с 22% до 67%, а выход редуцирующих веществ (РВ) – с 18 до 42%. Эти результаты возрастают с увеличением температуры процесса.
Однако экономичность процесса радиолиза зависит от стоимости электроэнергии, затрачиваемой на облучение. Указанные дозы облучения увеличивают затраты на гидролиз древесины, и в настоящее время данный способ не имеет промышленного применения. Кроме того, при существующем уровне техники используемое оборудование громоздко.
Совмещение процессов радиолиза и обработки материала в парах углекислого газа позволило получить целлобиозу и глюкозу. Глубокий распад целлюлозы объясняют действием продуктов диссоциации углекислого газа.
Данный процесс можно проводить в присутствии целлюлолитических ферментов, то есть сочетать физико-химическую обработку с энзиматическим катализом. Возможно использование также лигниназ.
3.1.3. Действие ультразвука на растительное сырьё [38]
Ультразвук (УЗ) − это упругие колебания и волны в диапазоне частот 104-109 Гц. Ультразвук – эффективное физическое средство для воздействия на физико-химические свойства материалов. Ультразвуковая обработка материалов используется в различных технологических процессах (растворение, очистка, обезжиривание, обезгаживание, крашение, измельчение, пропитка, эмульгирование, экстрагирование, кристаллизация, полимеризация, предотвращение образования накипи, гомогенизация, эрозия, биохимические процессы, химические и электрохимические реакции и др.) с целью их ускорения (в 10-1000 раз), увеличения выхода продукта и повышения его качества. Метод перспективен при использовании в пищевой, фармацевтической, парфюмерной, биотехнологической и других отраслях промышленности.
При распространении УЗ-колебаний в среде возникает чередование волн сжатия и разрежения, соответствующее частоте колебаний УЗ волны. Это явление называется ультразвуковым давлением. Под действием УЗ-колебаний частицы среды колеблются относительно положения их равновесия, а также смещаются. Это явление называется ультразвуковым ветром. При достаточно больших градиентах звукового давления происходит турбулизация течений в пограничном диффузионном слое. При распространении интенсивных УЗ-колебаний (1-2 Вт/см2) в жидкости образуются разрывы, в которые устремляются растворённые в жидкости газы и пар. Эти мельчайшие пузырьки называются кавитационными. Кавитационные пузырьки совершают пульсационные колебания, вокруг них образуются сильные микропотоки, приводящие к активной локальной турбулизации среды. Возникающие интенсивные микро- и макропотоки приводят к перемешиванию компонентов среды, к экстрагированию растворимых компонентов из растительного сырья и материалов, образованию стойких эмульсий и др. Таким образом, воздействие УЗ-колебаний на различные среды обусловлено эффектами кавитации, ультразвукового ветра и ультразвукового давления. Максимальное их воздействие вызвано ультразвуковой кавитацией.
Оборудование для ультразвуковой обработки материалов условно подразделяют на две группы в зависимости от способа получения ультразвука. К первой группе относятся установки с гидродинамическими излучателями. Колебания в них возникают при взаимодействии потока жидкости с твёрдой излучающей системой (препятствием). Они используются в случаях, когда требуется низкая интенсивность излучения (до 40 кГц).
УЗ-колебательная система излучателей второго типа состоит из преобразователя, согласующего элемента и рабочего инструмента (излучателя). УЗ-колебания возникают за счёт преобразования электрической энергии в механическую с помощью магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей. Для питания УЗ преобразователей колебательных систем используют в качестве источников электроэнергии генераторы, обеспечивающие преобразование энергии промышленной частоты (50 Гц) в энергию электрических колебаний УЗ частоты. Рабочий элемент создаёт ультразвуковое поле в обрабатываемом объекте или непосредственно воздействует на него.
В отдельных случаях применяют электроискровые излучатели, генерирующие в жидкости ударную волну.
Известны излучатели новой конструкции фирмы «Афалина». Эти излучатели позволяют получать поля с частотами в диапазоне от 22 до 44 кГц и регулировать плотность энергии от 0 до 5 кВт/м3.
Чаще всего ультразвуковую обработку растительных материалов используют в фармацевтической, парфюмерной и пищевой отраслях промышленности. В основном ультразвуковой обработке подвергается крахмалсодержащее и лекарственное сырьё, ягоды, фрукты, измельчённые до размера частиц 0,5-1,5 мм. Установлено, что в диапазоне частот 19 кГц-1 мГц при температуре 30-60оС возможно извлечь практически все известные вещества, продуцируемые растениями. Для получения соков рекомендуют озвучивание при частоте 19-22 кГц и мощности 2-10 кВт в течение 15-30 мин.
Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 154 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Механическая и механохимическая деструкция растительного сырья | | | Процессы гидролиза растительного сырья разбавленными кислотами |