განხილულია მთლიანი და მორფოლოგიურად დაყოფილი სხვადასხვა სახეობის ციტრუსოვანთა ნაყოფების საწარმოო გადამუშავების ნარჩენებიდან ურეაგენტოდ, თანამედროვე მემბრანული ტექნოლოგიებით, ეკოლოგიურად სუფთა, წყალში ხსნადი და უხსნადი ფორმის ერთ და მრავალკომპონენტიანი პექტინური პოლისაქარიდული სორბენტების მიღების ტექნოლოგიის შემუშავება, შედგენილობის, თვისებებისა და მძიმე ლითონებთან კომპლექსწარმოქმნის უნარის შესწავლა და კანონზომიერებების დადგენა.
შემუშავებულია ელექტროდიალიზის, ულტრაფილტრაციის, პექტინისა და ნატრიუმ პექტატის სორბენტის მიღების ტექნოლოგიური სქემები და ოპტიმალური პირობები. პირველად გამოყენებულია ზღვის წყლის ელექტროდიალიზი, პექტინის ექსტრაგენტის -HCl-ის და NaOH - ნატრიუმ პექტატის სორბენტის მისაღებად. შემუშავებულია მჟავასა და ტუტის ერთდროულად მიღების ჰიდრავლიკური სქემა. სხვადასხვა ძაბვის პირობებში განსაზღვრულია მჟავასა და ტუტის კონცენტრაციის, pH, ტემპერატურის, პროცესის წარმადობის და დენის ცვლილების დამოკიდებულება პროცესის ხანგრძლიობაზე.
მიღებულია: მჟავასა და ტუტის pH ძაბვის გაზრდით - იზრდება და მაქსიმალურ მნიშვნელობას აღწევს ძაბვაზე U = 30v : მჟავასთვის - pH=0,85, ტუტისთვის – pH = 12,8. ეს მნიშვნელობები შეესაბამება 0,08 N HCI და 0,1 N NaOH; დადგენილია: მჟავასა და ტუტის მიღების ოპტიმალური ტექნოლოგიური სქემა: პროცესი უნდა ჩატარდეს ცირკულაციურ რეჟიმში, ბიპოლარული მემბრანების განოყენებით, U = 200 v, Q = 200 ლ/სთ. ელექტროდიალიზით მიღებული მჟავასა და ტუტის კონცენტრაცია და ხარისხი საკმარისია ნარჩენებიდან პექტინის იზოლატებისა და შემდგომ სორბენტის მისაღებად.
დადგენილია : თუ პექტინი მიიღება მანდარინის ან ლიმონის ნაყოფის ანარჩენებიდან, ის უნდა დამზადდეს ოქტომბრის თვეში, თუ ფორთოხლის ნაყოფის ანარჩენებიდან - ნოემბრის ან დეკემბრის თვეში მოკრეფილი ნაყოფის ტიხრებიდან. პექტინის ყველაზე მაღალი შემცველობით გამოირჩევა ყველა თვეში ლიმონის ნაყოფის ტიხრები. პექტინის იზოლატის მიღება უნდა ჩატარდეს ნაყოფის ტიხრებიდან ჰიდრომოდულით H2O : მჟავა = 1:10, pH = 1,8-2.0, მჟავას სახით გამოიყენოს HCl, H2SO4 ან C7H8O7. პექტინის ექსტრაქცია უნდა ჩატარდეს 95% C2H5OH, მოდულით 1:3, ოთახის ტემპერატურაზე.
პირველად გამოყენებულია პექტინის იზოლატების დაკონცენტრირება ულტრაფილტრაციით. ამით შემცირდა ექსტრაგენტის რაოდენობა 10-12ჯერ.
დადგენილია: პექტინის იზოლატების დაკონცენტრირება უნდა ჩატარდეს ულტრაფილტრაციის ცირკულაციურ რეჟიმში, პოლიამიდურ ღრუ ბოჭკოებზე (გამყოფი აპარატის AP-2.0 სახით, წნევა P=0.15-0,18 ატმ., გამფილტრავი ფართობი 2მ2. სრულყოფილად შესწავლილია პექტინის შემცველობა ციტრუსოვანთა ნაყოფებში (მანდარინი, ფორთოხალი, ლიმონი, პომელო) : თავისუფალი და ეთერიფიცირებული მჟავური ჯგუფების, გალაქტურონმჟავას რაოდენობა, სორბციული ტევადობა, ეთერიფიკაციის ხარისხი, ნაყოფის სახეობაზე, გავრცელების არეალზე, pH -ზე და მოკრეფის პერიოდზე - დამწიფებაზე დამოკიდებულებით. მიღებულია: თავისუფალი მჟავური ჯგუფების რაოდენობა ნაყოფის დამწიფებით - იზრდება 10-20% -ით, 70%-მდე ქართულ ლიმონსა და თურქულ ფორთოხალში. გამონაკლისს წარმოადგენს პომელოს ნაყოფი, რომელშიც თავისუფალი მჟავური ჯგუფების რაოდენობა მცირდება 5%-ით.
ეთერიფიცირებული მჟავური ჯგუფების რაოდენობა დამწიფებით იზრდება 5 -10%-მდე , რაოდენობის შემცირების მიხედვით მიიღება შემდეგი რიგი (%): თურქული ფორთოხალი (19,9)- ქართული ლიმონი(19,2) ქართული ფორთოხალი (18,9 ) - მანდარინი (18,9) - პომელო (18.0 ).
შესწავლილია მძიმე ლითონთა Co+2, Ni+2, Cu+2 და Pb+2 იონების სორბციის კინეტიკა პექტინური სორბენტებით, მაქსიმალური სორბციის დამოკიდებულება სორბენტის სახეობაზე: ერთ და მრავალ კომპონენტიანი და ხსნარის კომპონენტების რაოდენობაზე პექტინური სორბენტების სელექტიურობა ცალკეული ლითონების მიმართ. მიღებულია ლითონთა მაქსიმალური სორბციის შედეგები:
Co² ->Ni² -> Pb² ->Cu²
ციტრუსოვანთა ნაყოფებიდან მიღებულ Na-პექტატის სორბენტები ლითონების მაქსიმალური სორბციის ანუ სელექტიურობის მიხედვით განლაგდება შემდეგ რიგში %:
Co+² : მანდარინი (83.1) - პომელო(81.4)- ლიმონი(70.3)- ;ფორტოხალი ( 69.9);
Ni+²: ფორთოხალი (50.9) - ლიმონი (18.6) – მანდარინი (6.8) - პომელო(5.9);
Pb+²: ლიმონი (31.7) - პომელო (19.3) – ფორთოხალი ( 18.1) - მანდარინი (7.6);
Cu+²: ფორთოხალი (9.34) -პომელო (9.31) – მანდარინი (9.29) - ლიმონი(9.29).
მაღალეფექტური სითხური ქრომატოგრაფიის, ელექტროთერმული ატომიზაციით ატომურ-აბსორბციული სპექტრომეტრიის და IK-სპექტრული ანალიზის საშუალებით დამტკიცდა პექტინების რაობა და კომპლექსების შედგენილობა. დადგენილია: პრაქტიკულად ყველა ნიმუში შეიცავს პექტინსა და გალაქტურონ მჟავას და არ შეიცავს პოლიგალაქტურონ მჟავას, რაც მოწმობს პექტინის სრულ გამოყაფაზე.
შესწავლილია მძიმე ლითონების სორბცია მრავალკომპონენტიანი ნარევებიდან. დადგენილია: ფორთოხლის სორბენტი ორ ( Co+2 + Ni+2) და სამკომპონენტიანი (Co+2 + Ni+2 + Cu+2) ნარევიდან ყველაზე მეტად სორბირებს Co+2 - იონს ანუ ამჟღავნებს მაქსიმალურ სელექტიურობას Co+2 მიმართ, რომელიც შესაბამისად შეადგენს 91 და 80,3 % .
თუ ნარევი - ოთხკომპონენტიანია ( Co+2 + Ni+2 + Cu+2 + Pb+2) Pb+2 - იონი უწევს კონკურენციას Co+2 -იონს და Pb+2 -იონის სორბცია შეადგენს 70,8 %, Co+2 -17,6%. შესწავლილია ლითონთა იონების სორბცია ერთკომპონენტიანი ხსნარებიდან შერეული სორბენტებით. დადგენილია: Co+2 და Cu+2 იონების სორბცია არ არის დამოკიდებული სორბენტის სახეობაზე (კანი,ტიხრები) და შემადგენლობაზე (ციტრუსივანთა ნაყოფი) და მიმდინარეობს პრაქტიკულად თანაბარი რაოდენობით: ნაკლებად Cu+2, მეტად - Co+2.
დამუშავებული პექტინისა და სორბენტის მიღების ტექნოლოგია უარეაგენტოა, ეკოლოგიურად სუფთა და იძლევა სამი პრობლემის გადაჭრის საშუალებას:
- ეკოლოგიური: ნარჩენების გამოყენებით და მძიმე ლითონების გამოყოფით შენარჩუნებული იქნება გარემოს ეკოლოგიური სისუფთავე.
- ეკონომიური: ნარჩენების გადამუშავებით და ძვირადღირებული პექტინის მიღებით გაიზრდება წარმოების რენტაბელურობა (1ტონა ციტრუსოვანთა ნაყოფების გადამუშავებით მიღებული ნარჩენებიდან გამოიყოფა 2,4 კგ. პექტინი, რაც შეადგენს მინიმუმ 1285 და 80 ტონაზე -102800$);
- სოციალური: სუფთა სამედიცინო პექტინის წარმოების განვითერებით შესაძლებელი გახდება ენტეროსორბენტების მიღება და პექტინის , როგორც საკვები ბოჭკოს, კვების დანამატის სახით გამოყენება.
უკან |