Термодинамический анализ статических закономерностей процесса жидкостно-твердофазной экстракции термолабильных компонентов из растительного сырья

Цель исследования - проведение термодинамического анализа статических закономерностей процесса жидкостно-твердофазной экстракции термолабильных компонентов на примере получения экстрактов из топинамбура и солодкового корня. Задачи: экспериментально выявить статические закономерности процесса жидкостно-твердофазной экстракции объектов исследования; провести термодинамический анализ статических закономерностей процесса жидкостно-твердофазной экстракции; определить параметры статики экстракции, такие как энергетические составляющие свободной энергии Гиббса; оценить тепловой эффект процесса жидкостно-твердофазной экстракции объектов исследования. Объекты исследования - топинамбур, корень солодки голой, водные экстракты инулина и глицирризиновой кислоты. В данном исследовании данный анализ проведен, опираясь на уравнения термодинамики. Приведены результаты расчета констант распределения целевых компонентов между экстрагентом и твердой фазой и определены параметры статики экстракции, такие как энергетические составляющие свободной энергии Гиббса. Учитывая общую теплоту, затрачиваемую при переносе компонента из фазы в фазу, в уравнении теплового баланса, как пример, определено изменение температуры при экстракции с учетом теплоемкости экстракта. Следует отметить, что при изменении гидромодуля и концентрации экстракта, а также вида экстрагента, природы сырья и переносимого компонента тепловой эффект может усиливаться. Полученные результаты позволяют учесть экзотермический эффект или эндотермический для каждого вида сырья и переносимого компонента при проведении процесса экстракции в аспекте соблюдения температурных ограничений, а также могут использоваться для определения энергоемкости процесса экстрагирования и моделировании обозначенной операции. Энергия при экстракции расходуется не только на сам процесс растворения извлекаемого компонента, но и на преодоление его структурной (энтропийной) или адсорбционной связи с сырьем или рафинатом, что можно обеспечить посредством физических эффектов, в частности дополнительной энергией при нагреве гидромодуля или экстрагента или при ультразвуковой кавитации.