Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

ВИЛУЧЕННЯ БІЛКІВ ЗІ СТІЧНИХ ВОД ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ НВЧ ВИПРОМІНЮВАННЯ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Віра Василівна Сабадаш
Ярослав Михайлович Гумницький

Анотація

В роботі приведено результати досліджень кінетики вилучення білків з модельного середовища, зміни оптичної густини дисперсій білка в результаті дії на досліджувану дисперсію випромінювання надвисокочастотного діапазону. Процес денатурації дисперсій білка, що моделюють стічні води підприємств харчової промисловості, здійснювали під дією НВЧ випромінювання з частотою 2450 Гц. Обробленню піддавали водні дисперсії альбуміну та казеїну з масовою часткою сухих речовин 5% за потужності надвисокочастотного випромінювання 800 Вт. Контроль за процесом денатурації білка здійснювали за зміною оптичної густини досліджуваних  дисперсій. Експериментальні дослідження показали, що ступінь вилучення альбуміну без застосування інших методів розділення становила 80%, а казеїну 35%.  Виведено теоретичну залежність для розрахунку зміни температури досліджуваного об’єкту від потужності генератора електромагнітних хвиль та часу дії на об’єкт випромінювання надвисокочастотного діапазону. В основу розрахунків кінетики нагрівання електролітів у полі дії електромагнітного випромінювання поставлено зв'язок між напруженістю електромагнітного поля, що генерується в резонаторній НВЧ-камері, та потужністю НВЧ-генератора. Експериментальне дослідження кінетики денатурації водних дисперсій білка показало хорошу збіжність експериментальних та розрахункових даних. За допомого приведеного рівняння можна з достатньою точністю визначати теплофізичні параметри процесу нагрівання вологих об’єктів та дисперсій до 100°С, або для діелектриків з низьким вмістом вологи. Розроблений спосіб обробки стічних вод передбачає введення НВЧ модуля у технологічну схему очищення стічних вод біотехнологічних виробництв. Це дозволить здійснювати знезараження стічних вод та ефективного вилучення білкових сполук шляхом переведення білків у коагульований стан та збільшити ефективність очищення стічних вод. The paper presents the results of investigations of the kinetics of protein extraction from the model dispersions and changes in the optical density of protein solutions as a result of influence of the ultrahigh-frequency radiation on the test dispersion. The process of denaturation of protein solutions that simulate wastewater from food industry enterprises under the influence of microwave radiation at a frequency of 2450 Hz was carried out. The samples of aqueous dispersions of albumin and casein with a mass fraction of dry matter of 5% were treated of ultrahigh-frequency radiation of the power of 800 W. Control of process of the protein denaturation was carried out by changing the optical density of the investigated samples. Experimental studies have shown that the degree of albumin excretion without application of other methods of separation was 80% and casein 35%. The theoretical dependence for calculating the temperature change of the investigated object from the power of the generator of electromagnetic waves and the time of action on the object of radiation of the ultrahigh-frequency range was derived. The basis of calculations of the kinetics of heating of electrolytes in the field of electromagnetic radiation is the relationship between the intensity of the electromagnetic field generated in the chamber of microwave resonator and the power of the microwave generator. An experimental study of the kinetics of denaturation of aqueous dispersion of the protein showed good correlation of experimental and calculated data. Application of the given equation it is possible to determine with sufficient accuracy the thermophysical parameters of the process of heating the wet objects and solutions to 100ºС or for dielectrics with low moisture content. The developed method of treatment of sewage involves the introduction of a microwave module in the technological scheme of sewage treatment of biotechnological industries. This will allow for the disinfection of sewage and the effective removal of protein compounds by converting proteins into a coagulated state and increasing the efficiency of wastewater treatment.
Ключові слова:
стічні води, білок, денатурація, НВЧ – випромінювання, теплообмін

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Сабадаш, В., & Гумницький, Я. (2018). ВИЛУЧЕННЯ БІЛКІВ ЗІ СТІЧНИХ ВОД ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ НВЧ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Scientific Works, 82(1). https://doi.org/10.15673/swonaft.v82i1.1011
Розділ
Статьи
Біографії авторів

Віра Василівна Сабадаш, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів

канд. технд. наук, доцент

Ярослав Михайлович Гумницький, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів

д-р техн. наук, професор

Посилання

1. Matsuska, O. V., Paranyak, R. P., Gumnytskyy, YA. M. (2011). “Purification of effluents from natural proteins by natural sorbents”, Naukovyy visnyk Lvivskoho natsionalnoho universytetu veterynarnoyi medytsyny ta biotekhnolohiy im. Gzhytskoho, vol. 13, № 2 (2), pp. 255-261.

2. Gumnytskyy, YA. M., Hyvlyud, A. M., Sabadash, V. V. (2015). “Kinetics of albumin adsorption by natural sorbent”, Naukovi pratsi Odesʹkoyi natsionalʹnoyi akademiyi kharchovykh tekhnolohiy, vol. 47 (1), pp. 133-137.

3. Beszédes, S., Szabó, G., Géczi, G. (2012). Application of thermal and microwave pre-treatments for dairy wastewater sludge, Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara, vol. 10(3), pp. 231-235.

4. Sabadash V.V. (2018). “Purification of sewage in the field of ultrahigh-frequency radiation”, Ucheni zapiski TNU named after V.I. Vernadsky Series: Engineering, vol. 29 (68), No 1, pp. 184-188.

5. Prates, L. L., Lei, Y., Refat, B., Zhang, W., Yu, P. (2018). Effects of heat processing methods on protein subfractions and protein degradation kinetics in dairy cattle in relation to protein molecular structure of barley grain using advanced molecular spectroscopy. Journal of Cereal Science, 80, 212-220.

6. Trimm, H. H. (Ed.). (2011). Analytical Chemistry: Methods and Applications. CRC Press.

7. Potapov, V. O., Kachalov, V. V., Mykhaylova, S. V. (2013). “To the question of calculation of internal sources of heat during microwave processing of food products”, Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli, vol. 1 (2), pp. 73-81.

8. Kostas, E. T., Beneroso, D., Robinson, J. P. (2017). The application of microwave heating in bioenergy: A review on the microwave pre-treatment and upgrading technologies for biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77, 12-27.

9. Meda, V., Orsat, V., Raghavan, V. (2017). Microwave heating and the dielectric properties of foods. In The Microwave Processing of Foods (Second Edition), pp. 23-43.

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)