Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Procesarea electrofizică a zerului cu extragerea concentratului proteico-mineral şi izomerizarea simultană a lactozei în lactuloză


Autor: Vrabie Elvira
Gradul:doctor în tehnică
Specialitatea: 05.18.12 - Procese şi aparate în industria alimentară
Anul:2012
Conducător ştiinţific: Mircea Bologa
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea Tehnică a Moldovei
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată al AŞM
CSS: D 31-05.18.12
Universitatea Tehnică a Moldovei

Statut

Teza a fost susţinută pe 7 septembrie 2012 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 15 noiembrie 2012

Autoreferat

Adobe PDF document0.48 Mb / în română

Cuvinte Cheie

procesare electrofizică, produse lactate secundare, complexare, proteine, lactoză, izomerizare, lactuloză, extragere, parametri electrici şi termici, aciditate activă, mecanism, electrolizor, anod, catod, membrană

Adnotare

Teză de doctor în tehnică, Chişinău, 2012. Expusă pe 156 pagini, include introducere, 4 capitole, concluzii, recomandări şi direcţii noi de cercetare, bibliografie 288 surse, 16 tabele şi 82 figuri. Rezultatele sunt publicate în 28 lucrări ştiinţifice.

Domeniul de studiu: procese şi aparate în industria alimentară.

Scopul lucrării: elaborarea procedeului nou, ecologic, non-rezidual de procesare electrofizică a produselor lactate secundare, din care face parte zerul, ce prevede extragerea concentratelor proteice minerale şi izomerizarea simultană a lactozei în lactuloză, fără utilizarea reagenţilor chimici şi a temperaturilor ridicate.

Obiectivele studiului: analiza procesului electrofizic de tratare a zerului şi activarea surselor interne de extragere a fracţiilor proteice şi izomerizare simultană a lactozei în lactuloză; elaborarea electrolizorului destinat studiului proceselor de tratare a zerului; stabilirea metodelor de cercetare a procesului de electrofracţionare, de măsurări a parametrilor electrici şi termici, de determinare a parametrilor fizico-chimici şi biochimici; studiul electrofracţionării zerului; analiza structurală şi funcţională a rezultatelor cercetărilor efectuate, optimizarea procedeului tehnologic şi a performanţelor electrolizorului cu diafragmă prin elaborarea unui electrolizor cu regim continuu de funcţionare.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică: intensificarea procesului de extragere concomitentă a proteinelor, a conţinutului mineral şi izomerizarea simultană a lactozei în lactuloză conform mecanismelor: L-A transformarea şi regruparea Amadory la aplicarea curentului electric; stabilirea mecanismelor proceselor fizico-chimice şi biochimice, şi anume a celor de complexare – coagulare a proteinelor care include cinci faze distincte; trecerea aquacomplecşilor în hidrocomplecşi şi evidenţierea fenomenului de electroactivare prin relaxarea acidităţii active la stocare, rolul ionilor bivalenţi la complexare, solubilitatea fracţiilor proteice extrase la diferite densităţi ale curentului electric; s-a propus modelul calculului termic al tratării electrofizice. Valoarea ştiinţifică şi practică a tezei constă în faptul că rezultatele obţinute au impact favorabil asupra mediului (datorită utilizării simultane a fracţiilor importante din zer, care în cantităţi enorme este aruncat în apele reziduale) şi economic prin posibilitatea utilizării produselor finale atât în industria alimentară , cât şi în cea farmaceutică.

Problema ştiinţifică importantă soluţionată este extragerea concentratelor proteice minerale şi izomerizarea simultană a lactozei în lactuloză la procesarea electrofizică a zerului fără utilizarea directă a reagenţilor chimici şi consum redus de energie.

Semnificaţia teoretică şi valoarea aplicativă: s-a elaborat metodologia cercetării procesării electrofizice a zerului şi s-au adoptat metodele pentru determinarea parametrilor fizico-chimici şi biochimici, s-a elaborat electrolizorul experimental pentru tratarea lichidelor tehnologice în condiţii de laborator, care a asigurat cercetarea tratării zerului cu eventualele modificări constructive, ce prevăd înlocuirea membranei şi a lichidului anodic şi excluderea regiunilor nefuncţionale ale electrolizorului, s-au determinat parametrii optimi de procesare la temperaturi joase (35-45oC), reducerea consumului de energie, s-a efectuat analiza cantitativă şi calitativă a fracţiilor obţinute, s-a elaborat modelul matematic al procesului de tratare electrofizică a zerului, care permite obţinerea dependenţei între cantitatea de proteină extrasă în concentratul proteico-mineral, densitatea curentului electric şi durata procesării. Pentru extragerea optimă de 70% a fracţiilor proteice în CPM se recomandă utilizarea membranei ion-selective MK-40 şi soluţiei 2% de clorură de calciu în apă distilată. S-a propus procedeul de izomerizare a lactozei în lactuloză în două etape, la care în prima etapă se izomerizează 35-40% de lactoză în lactuloză,iar la a doua - 65-70% şi extragerea suplimentară a proteinelor – 15-25 %. A fost proiectat şi realizat un electrolizor de tip rotativ, care funcţionează în regim continuu. S-a еfectuat calculul tehnico-economic al procesării electrofizice a zerului. Rezultatele cercetărilor privind procesarea electrofizică a zerului pot fi utilizate, ca direcţii noi de cercetare pentru extragerea fracţiilor principale din diferite medii biologice.

Cuprins


1. STUDIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND ELECTROFRACŢIONAREA ZERULUI CU EXTRAGERA CONCENTRATULUI PROTEICO-MINERAL ŞI IZOMERIZAREA SIMULTANĂ LACTOZEI ÎN LACTULOZĂ
  • 1.1. Clasificarea şi componenţa zerului. Alegerea direcţiei raţionale de utilizare a zerului
    • 1.1.1 Clasificarea produselor lactate secundare
    • 1.1.2. Componenţa zerului
    • 1.1.3. Valoarea biologică şi direcţii raţionale de utilizare a zerului
  • 1.2. Analiza conţinutului proteic al zerului
    • 1.2.1. Fracţiile proteice şi funcţiile lor
    • 1.2.2. Utilizarea proteinelor din zer
    • 1.2.3 Analiza procedeelor de obţinere a concentratelor proteice
  • 1.3. Caracterizarea lactulozei şi obţinerea ei
    • 1.3.1. Caracterizarea lactozei şi lactulozei
    • 1.3.2. Scurt istoric de obţinere a lactulozei
    • 1.3.3. Proprietăţile fizico-chimice ale lactulozei
    • 1.3.4. Metode de izomerizare a lactozei în lactuloză
    • 1.3.4.1. Izomerizarea lactozei în lactuloză cu utilizarea reagenţilor chimici
    • 1.3.4.2. Izomerizarea lactozei în lactuloză fără utilizarea reagenţilor chimici
    • 1.3.5. Utilizarea lactulozei în produsele alimentare, industria farmaceutică şi sectorul zootehnic
  • 1.4. Metode avansate de procesare a zerului
    • 1.4.1. Metode clasice de procesare…
    • 1.4.2. Caracterizarea procesului de activare electrochimică
    • 1.4.3. Clasificarea electrolizoarelor
    • 1.4.4. Clasificarea elementelor de divizare
  • 1.5. Concluzii la capitolul 1

2. MODELUL EXPERIMENTAL AL ELECTROLIZORULUI DE PROCESARE A ZERULUI. MATERIALE ŞI METODE DE CERCETARE
  • 2.1. Modelul experimental al electrolizorului EDP-0,5
  • 2.2. Metoda efectuării experimentelor, aparatura şi metodele de măsurări electrice şi termice
  • 2.3. Materiale utilizate, aparate şi metode de măsurare şi determinare a parametrilor fizico-chimici şi biochimici
    • 2.3.1. Materiale
    • 2.3.2. Metode de determinare a parametrilor fizico-chimici şi biochimici la procesarea zerului
  • 2.4. Prelucrarea statistică a datelor experimentale
  • 2.5. Concluzii la capitolul 2

3. STABILIREA REGIMULUI DE EXTRACŢIE A CONCENTRATULUI PROTEICO-MINERAL DIN ZER CU IZOMERIZAREA SIMULTANĂ A LACTOZEI ÎN LACTULOZĂ LA PROCESAREA ELECTROFIZICĂ A ZERULUI
  • 3.1. Extragerea proteinelor în funcţie de densitatea curentului electric şi durata procesării
  • 3.1.1. Parametrii electrici în funcţie de timpul de procesare
  • 3.1.2. Influenţa timpului de procesare la extragerea proteinei în concentratul proteico-mineral
  • 3.2. Influenţa elementelor de divizare asupra procesului de extragere a proteinei în concentratul proteico-mineral
  • 3.3. Variaţia parametrilor termici la procesarea zerului
  • 3.4. Variaţia acidităţii active (pH) la procesarea electrofizică a zerului
    • 3.4.1. Considerente teoretice privind trecerea aquacomlecşilor în hidrocomplecşi
    • 3.4.2. Cercetarea experimentală a variaţiei pH a zerului pe durata procesării şi perioada stocării
    • 3.4.3. Influenţa acidităţii active la extragerea fracţiilor proteice în CPM
  • 3.5. Variaţia parametrilor electrofizici şi a conţinutului proteic în dependenţă de regimurile de refulare şi conţinutul mineral
  • 3.6. Influenţa conţinutului mineral asupra procesării electrofizice a zerului
  • 3.7. Concluzii la capitolul 3

3. CERCETAREA REGIMULUI OPTIM DE EXTRAGERE A CONCENTRATULUI PROTEICO-MINERAL DIN ZER CU IZOMERIZAREA SIMULTANĂ A LACTOZEI ÎN LACTULOZĂ
  • 4.1. Parametrii electrici în procesul de tratare electrofizică
  • 4.2. Parametrii termici în procesul de tratare electrofizică
  • 4.3. Rolul acidităţii active (pH) în procesul de tratare electrofizică a zerului
  • 4.4. Considerente privind complexarea fracţiilor proteice ale zerului la procesarea electrofizică
  • 4.5. Parametrii optimi de extragere a proteinei în concentratul proteico-mineral
  • 4.6. Calitatea produselor finale
  • 4.7. Izomerizarea lactozei în lactuloză
    • 4.7.1. Considerente teoretice
    • 4.7.2. Cercetarea experimentală a izomerizării lactozei în lactuloză la procesarea electrofizică a zerului
  • 4.8. Optimizarea construcţiei electrolizorului - proiectul electrolizorului de tip cilindric cu membrană rulantă EDC-3
  • 4.9 Concluzii la capitolul 4

CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI PRACTICE