Establishing The Equipment-methodical Support For Determining The Properties Of Extracts Of Grape Pomace Extracts Produced In The Subcreative Water Environment

Research objective: development of a high-pressure reactor for researching the process of extraction of grape pomace by the subcritical water and determining the parameters, providing the maximum yield of various target products – biologically active substances; formation of methodological support for raw material preparation, qualitative and quantitative analysis of extracts, produced by the subcritical extraction. As a result of simulation in the ANSYS system of the stress-strain state of the walls of the reactor chamber and a set of calculation operations, a high-pressure reactor was created that meets the requirements. The formed methodical complex for determining the physicochemical properties of extracts and the content of various biologically active substances included methods for preparing samples and determining the yield of dry extractive substances, evaluation of extraction of polyphenols (tannic-catechol complex), evaluation of extraction of reducing substances, identification furfural and gallic acids, estimation of free organic acids in terms of tartaric acid, evaluation of antioxidant activity of extracts). This methodological complex allows us to estimate the physico-chemical properties of the extracted biologically active substances

Research of Extraction of Biologically Active Substances From Grape Pomace by the Subcritical Water

The process of extracting biologically active substances from the grape pomace of grape variety Moldova has been studied. The presence of gallic acid and furfural was identified. It is shown that the temperature of the extraction process has the greatest influence on the yield of biologically active substances from grape pomace. The influence of process parameters of extraction (the size of the fraction of dry grape pomace, temperature, pressure, liquid-solid ratio) on the antioxidant activity of the extracts, the yield of dry matter, the total yield of polyphenols, tartaric (wine) compounds, reducing substances is determined. It was established that the use of dry grape pomace of 3 mm fraction ensures the maximum yield of target products. Rational parameters of this process are determined. The maximum yield of dry substances during the SCW extraction of GP is provided by the following process parameters: T=150–160 ºC, τ=90 min, P=12 MPa and liquid-solid ratio of 1:10. Rational process parameters of SCW extraction of GP during the extraction of total polyphenols: T=100–110 ºC, τ=60 min, P=12 MPa and liquid-solid ratio of 1:10. The extracts obtained with these parameters have a high antioxidant activity – 94.01 %. Rational process parameters of SCW extraction of GP during the extraction of reducing substances: T=150–160 ºC, τ=90 min, P=12 MPa and liquid-solid ratio of 1:10. These parameters provide extraction of up to 50 % of reducing substances. The high titrated acidity of the extracts obtained (6.649, 0.1 mol/l NaOH per 1 g of extract, ml) is provided by the extraction of GP with the following process parameters: T=150–160 ºC, τ=90 min, P=12 MPa and liquid-solid ratio of 1:

ОПТИЧНИЙ П'ЄЗОМЕТР ТА ПРЕЦИЗІЙНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ПРИ ТИСКАХ ВІД 0 ДО 1000 МПА

The purpose of the research is to create an optical piezometer and a working chamber of a high-pressure apparatus for spectral studies of food products (liquid and viscous plastic) in situ; to obtain indicators of compression and spectral (optical) properties of food products of animal and plant origin with precision at pressures from 0 to 1000 MPa. Methods. The developed optical piezometer is based on the Michelson principle of interferometer. Changes in the volume of the studied food samples under pressure are recorded when the concentrically located interference rings from the laser module change. The precision of pressure recording is provided by measuring the change in the position of a more intense R2, the line of the luminescence spectrum of a ruby located in the working chamber, when the pressure changes. Result. For the first time, the design of the high-pressure working chamber allows obtaining in situ experimental data on changes in the compressive parameters (absolute and relative volume, density, volume modulus of compression, isothermal compression coefficient) of solid, viscoplastic and liquid food products with precision. The accuracy of measuring the change in the volume of the studied samples is not less than 0.0003 mm3. To obtain the spectral characteristics of food products in situ, the windows of the working chamber are composed of NaCl, a ruby crystal, and protective plates made of sapphire crystals. The test sample is in a developed hydrostatic cuvette installed in a high-pressure chamber and consisting of a fluoroplastic glass, sodium chloride plates and a ruby plate 0.5 mm thick. Conclusions. The research results allow us to reasonably develop high-pressure food processing technologies and design the appropriate technological equipment.Цель исследований – создание оптического пьезометра и рабочей камеры установки высокого давления для спектральных исследований пищевых продуктов (жидких и вязкопластичных) in situ; получение показателей компрессионных и спектральных (оптических) свойств пищевых продуктов животного и растительного происхождения с прецизионной точностью при давлениях от 0 до 1000 МПа. Методы. В основу разработанного оптического пьезометра положен принцип интерферометра Майкельсона. Изменения объема исследуемых образцов пищевых продуктов под действием давления фиксируются при изменении концентрически расположенных интерференционных колец от лазерного модуля. Прецизионная точность регистрации давления обеспечена измерениями изменения положения более интенсивной R2-линии спектра люминесценции рубина, расположенного в рабочей камере, при изменении давления. Результат. Конструкция рабочей камеры высокого давления впервые позволила получать экспериментальные данные in suti об изменении компрессионных показателей (абсолютный и относительный объем, плотность, значение модуля объемного сжатия, изотермический коэффициент сжатия) твердых, вязкопластичных и жидких пищевых продуктов с прецизионной точностью. Точность измерения изменения объема исследуемых образцов не меньше 0.0003 мм3. Для получения спектральных характеристик пищевых продуктов in situ в конструкции рабочей камеры расположены окна, состоящие из NaCl, кристалла рубина и защитных пластин из кристаллов сапфира. Исследуемый образец находится в разработанной гидростатической кювете, установленной в камеру высокого давления, и состоящей из фторопластового стакана, пластин из хлорида натрия и пластинки рубина толщиной 0.5 мм. Выводы. Результаты исследований позволяют обоснованно разрабатывать технологии обработки пищевых продуктов высоким давлением и проектировать соответствующее технологическое оборудование.Мета досліджень – створення оптичного п’єзометра і робочої камери установки високого тиску для спектральних досліджень харчових продуктів (рідких та в’язкопластичних) in situ; отримання показників компресійних та спектральних (оптичних) властивостей харчових продуктів тваринного та рослинного походження з прецизійною точністю при тисках від 0 до 1000 МПa. Методи. В основу розробленого оптичного п’єзометра покладено принцип інтерферометра Майкельсона. Зміни об'єму досліджуваних зразків харчових продуктів під дію тиску фіксуються при зміні концентрично розташованих інтерференційних кілець від лазерного модуля. Прецизійна точність реєстрації тиску забезпечена вимірами зміни положення більш інтенсивної R2-лінії спектра люмінесценції рубіна, розташованого в робочий камері, при зміні тиску. Результат. Конструкція робочої камери високого тиску вперше дозволяє отримувати експериментальні дані in suti про зміну компресійних показників (абсолютний та відносний об'єм, густина), значення модуля об'ємного  стиснення,  ізотермічний  коефіцієнт  стисливості)  твердих,  в’язкоплатичних  та  рідких  харчових продуктів з прецизійною точністю. Точність вимірювання зміни об'єму досліджуваних зразків не нижче 0.0003 мм3. Для отримання спектральних характеристик харчових продуктів in situ в конструкції робочої камери розташовані вікна з NaCl, кристалу рубіну та захисних пластин вікон камери із кристалів сапфіру. Досліджуваний зразок розташовано в розробленій гідростатичній кюветі, яка складається з фторопластового стакана, пластин із хлориду натрію та пластинки рубіну товщиною 0.5 мм та яку встановлено у камеру високого тиску. Висновки. Результати досліджень дозволяють обґрунтовано розробляти технології обробки харчових продуктів високим тиском і проектувати відповідне технологічне обладнання