67 / 80
ïðåäëàãàåìîãî àâòîðñêîãî ñïîñîáà ïîëó÷åíèÿ êî-
ôåéíîãî ýêñòðàêòà [2] òâåðäàÿ ôàçà, ñîñòîÿùàÿ ëèáî
èç ÷èñòîé îáîëî÷êè, ëèáî èç ñìåñè îáîëî÷êè è èç-
ìåëü÷åííîãî êîôå â çàâèñèìîñòè îò âûáðàííîé òåõ-
íîëîãèè, ïîäâåðãàåòñÿ òåðìîîáðàáîòêå ïðè òåìïå-
ðàòóðàõ âûøå 100 °Ñ.
Òåðìîîáðàáîòêà â òîé èëè èíîé ôîðìå èñïîëü-
çóåòñÿ ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ ñïîñîáàõ ïîëó÷åíèÿ êî-
ôåéíîãî ýêñòðàêòà, íàøåäøèõ øèðîêîå ïðîìûø-
ëåííîå ïðèìåíåíèå.
Ïîä òåðìîîáðàáîòêîé ìû áóäåì ïîíèìàòü [3] ñà-
ìîñòîÿòåëüíûé ýòàï òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà, îñ-
íîâíàÿ öåëü êîòîðîãî — îñóùåñòâèòü ïåðåõîä âûñî-
êîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé òâåðäîé ôàçû â ðàñ-
òâîðèìûå ôîðìû, äîñòèãíóâ ïðè ýòîì íàèáîëüøèõ
êîëè÷åñòâåííûõ ïîêàçàòåëåé ïðè óñëîâèè ñîõðàíå-
íèÿ êà÷åñòâà ïîëó÷àåìîãî ãîòîâîãî ýêñòðàêòà.
Ñïîñîá îñóùåñòâëåíèÿ òåðìîîáðàáîòêè è åå ðå-
æèìû îáóñëîâëèâàþò êîíå÷íîå êîëè÷åñòâî ðàñòâî-
ðèìûõ âåùåñòâ â ïîëó÷àåìîì ýêñòðàêòå. Ïîýòîìó
ïðåäñòàâëÿåòñÿ íåîáõîäèìûì èññëåäîâàòü ìåõàíèçì
è êèíåòè÷åñêèå çàêîíîìåðíîñòè ïðîòåêàþùèõ ïðè
òåðìîîáðàáîòêå ïðîöåññîâ è ñâÿçàòü ïîñëåäíèå ñî
âñåé ñõåìîé ïîëó÷åíèÿ ýêñòðàêòà.
Òàê êàê ïîëèñàõàðèäû ÿâëÿþòñÿ ëèìèòèðóþùèì
âåùåñòâîì â ðåàêöèè ãèäðîëèçà öåëëþëîçû, òî
ïðåäñòàâëÿåì óðàâíåíèÿ ãèäðîëèçà ïîëèñàõàðèäîâ,
êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ îñíîâíûì âèäîì õèìè÷åñêèõ
ïðåâðàùåíèé ïðè òåðìîîáðàáîòêå:
(Ñ
6
Í
10
Î
5
)
n
+
n
Í
2
Î
→
n
Ñ
6
Í
12
Î
6
;
(Ñ
5
H
8
Î
4
)
n
+
n
Í
2
Î
→
n
Ñ
5
Í
10
Î
5
.
Íàðÿäó ñ ýòèì â ïðîöåññå òåðìîîáðàáîòêè ïðîèñ-
õîäèò ãèäðîëèç è ïåðåõîä â ðàñòâîðèìûå ôîðìû ÷à-
ñòè áåëêîâ, êîòîðûå äåíàòóðèðîâàëèñü â ïðîöåññå
îáæàðêè è ñîõðàíèëèñü â òâåðäîé ôàçå ïîñëå èçâëå-
÷åíèÿ ëåãêîðàñòâîðèìûõ âåùåñòâ [5]. Ãåìèöåëëþëî-
çû è áåëêè ÿâëÿþòñÿ âûñîìîëåêóëÿðíûìè ñîåäèíå-
íèÿìè, ïðîäóêòû ãèäðîëèçà êîòîðûõ ñîñòàâëÿþò îñ-
íîâíóþ ìàññó ðàñòâîðèìûõ âåùåñòâ, ïîëó÷àåìûõ
ïîñëå òåðìîîáðàáîòêè.
Ðåàêöèÿ ãèäðîëèçà ïîëèñàõàðèäîâ ãåìèöåëëþëîç
óäîâëåòâîðÿåò òðåáîâàíèÿì ðåàêöèè ïåðâîãî ïîðÿä-
êà è âûðàæàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì óðàâíåíèåì. Îñ-
íîâíûì êèíåòè÷åñêèì êîýôôèöèåíòîì, õàðàêòåðè-
çóþùèì èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññà ãèäðîëèçà, ÿâëÿåò-
ñÿ êîíñòàíòà ãèäðîëèçà (êîíñòàíòà ñêîðîñòè ðåàê-
öèè). Ïðè ãèäðîëèçå ðàñòèòåëüíîé òêàíè, â ñîñòàâ
êîòîðîé âõîäÿò ðàçëè÷íûå âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñî-
åäèíåíèÿ, à òåì áîëåå ïðè ãèäðîëèçå íåñêîëüêèõ
ðàñòèòåëüíûõ ìàòåðèàëîâ îäíîâðåìåííî, õîòÿ è
èìåþùèõ ðîäñòâåííóþ îñíîâó, ìû ïðèíèìàåì çà îñ-
íîâíîé êèíåòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò íå êîíñòàíòó
ñêîðîñòè ãèäðîëèòè÷åñêîãî ðàñùåïëåíèÿ êàêîãî-
ëèáî îòäåëüíîãî ïîëèñàõàðèäà, à îáùóþ êîíñòàíòó
ñêîðîñòè ãèäðîëèçà ðàñòèòåëüíîé òêàíè. Ïðè ýòîì
âàæíîå çíà÷åíèå áóäåò èìåòü èññëåäîâàíèå õàðàêòå-
ðà èçìåíåíèÿ ýòîé êîíñòàíòû ñêîðîñòè â çàâèñèìî-
ñòè îò ãëóáèíû è òåìïåðàòóðû ãèäðîëèçà.
Îáîçíà÷èâ êîíöåíòðàöèþ ïîëèñàõàðèäîâ â òâåð-
äîé ôàçå
Ð
; êîíöåíòðàöèþ ìîíîñàõàðîâ â æèäêîé
ôàçå
G
, ïðåäñòàâèì ñèñòåìó äèôôåðåíöèàëüíûõ
óðàâíåíèé, õàðàêòåðèçóþùèõ èçìåíåíèÿ äàííûõ
êîíöåíòðàöèé:
dP
/
d
τ
=
k
1
P
;
(1)
dG
/
d
τ
=
k
1
P
–
k
2
G
,
ãäå
k
1
è
k
2
— êîíñòàíòû ñîîòâåòñòâåííî ñêîðîñòè
ãèäðîëèçà ïîëèñàõàðèäîâ íà ìîíîñàõàðà è âòîðè÷-
íûõ ïðåâðàùåíèé ìîíîñàõàðèäîâ.
Ïðèíèìàÿ óñëîâíî äëÿ óïðîùåíèÿ ïðåîáðàçîâà-
íèé, ÷òî
k
2
= 0, çàïèøåì ñèñòåìó:
dP
/
d
τ
=
k
1
P
;
(2)
dG
/
d
τ
=
k
1
P
.
Ðåøàåì ïåðâîå óðàâíåíèå ñèñòåìû (2):
Ïîëó÷àåì
ãäå
τ
— âðåìÿ;
t
— òåìïåðàòóðà ïðîöåññà;
t
=
f
(
τ
) —
èçâåñòíàÿ ôóíêöèÿ îò âðåìåíè.
Ðåøåíèå 2-ãî óðàâíåíèÿ ñèñòåìû (2) ñ ó÷å-
òîì (3)
áóäåò èìåòü âèä â îáùåì ñëó÷àå:
à òàê êàê
G
0
= 0 (ò.å. íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ìîíî-
ñàõàðèäîâ â ýêñòðàêòå ðàâíà 0), âðåìåííàÿ çàâèñè-
ìîñòü, îïèñûâàþùàÿ èçìåíåíèå êîíöåíòðàöèé ìî-
íîñàõàðèäîâ â æèäêîé ôàçå, ïðèíèìàåò âèä
Îïðåäåëÿÿ çàâèñèìîñòü
t
=
f
(
τ
) êàê ñèñòåìó óðàâ-
íåíèé â èíòåðåñóþùèõ íàñ èíòåðâàëàõ òåìïåðàòóð è
áåðÿ èíòåãðàë ïîêàçàòåëÿ ñòåïåíè ýêñïîíåíòû, ïî-
ëó÷àåì çàâèñèìîñòü
X
=
P
0
(1–
e
-k
1
t
),
(7)
îòêóäà
P
0
–
X
=
P
0
e
-k
1
t
,
(8)
ãäå (
Ð
0
–
X
) — êîëè÷åñòâî íåïðîãèäðîëèçîâàííûõ ïî-
ëèñàõàðèäîâ ê ìîìåíòó âðåìåíè
τ
.
65
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 2, 2011
⎧
⎪
⎨
⎪⎩
0
0
P
1
0
0
P
1
P
0
;
ln
.
dP
k d
P
P k d
τ
τ
= − τ
= τ
∫
∫
∫
1 0
k d
1 0
dG
k P e
d
τ
− τ
∫
=
τ
(4)
( )
( )
1 0
k t
d
0
0
1
,
G G P e
τ
⎡ ⎤
−
τ τ
⎣ ⎦
∫
⎡
⎤
τ = + −⎢
⎥
⎣
⎦
(5)
( )
( )
10
k t
d
0
1
.
G P e
τ
⎡ ⎤
−
τ τ
⎣ ⎦
∫
⎡
⎤
τ = −⎢
⎥
⎣
⎦
(6)
( )
10
- k t
d
0
,
P P e
τ
⎡ ⎤τ τ
⎣ ⎦
∫
=
(3)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека