Достижения
Сформировано новое научное направление: «Пищевые наноэнерготехнологии». Это технологии адресной, селективной доставки энергии к наномасштабным элементам пищевого сырья.
Открыто новое явление в процессах массопереноса. Автор О.Г.Бурдо дал ему название «механодиффузионный эффект».
«Механодиффузионный эффект» (эффект Бурдо) реализуется специфичным гидродинамическим потоком из капиллярной структуры микро- и наномасштабного размера, возникающим при взаимодействии электромагнитной энергии с полярными молекулами раствора сырья. Эффект Бурдо стал основой «волновых механодиффузионных технологий»
Созданы основы теории наноэнерготехнологий: сушки, экстрагирования, пиролиза, кристаллизации, выпарки, водоподготовки, термообработки вязких и дисперсных продуктов, инактивации и культивирования микроорганизмов.
Прикладные результаты:
Образцы реакторов, аппаратов и установок для реализации наноэнерготехнологий. Образцы продуктов. В рамках направления защищены диссертационные работы, изданы монографии и опубликованы статьи, проведены семинары и конференции.
Организован научно-образовательный центр «ПИЩЕВЫЕ НАНОЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ»
Принципы наноэнерготехнологий:
- разные диэлектрические характеристики элементов пищевых систем;
- объемный, безградиентный подвод электромагнитной энергии;
- формирование управляемого потока из микро- и нанокапилляров растительного сырья.
Применение наноэнерготехнологий:
Гипотеза :
Инициирование бародиффузионного потока влаги из объема продукта позволит:
- Удалять часть влаги в виде тумана, без превращения ее в пар;
- Снизить продолжительность сушки и энергозатраты;
- Устранить второй период сушки.
Энергетика кристаллизации
ДОСТИГНУТЫЙ ПРИКЛАДНОЙ РЕЗУЛЬТАТ
На сегодняшнее время имеются факты, объяснять которые можно только с позиций нанонаук. К таким фактам, полученным в КНЛ «Пищевые нанотехнологии» относятся: изменения и трансформации структуры вкусовых и ароматических комплексов продукта, стерилизация микроорганизмов при пониженных температурах и т.п. Причина этих фактов общая – направленное энергетическое действие.
Научные гипотезы подтверждены на практике. В условиях коньячного производства прошли испытания экстрактора с электромагнитным интенсификатором. В различных режимах эксплуатации интенсивность массопереноса возрастала в десятки и тысячи раз. Дегустаторы отметили положительные структурные изменения в продукте, в первую очередь ароматических компонентов. Появляется возможность влиять и на структурные изменения продукта, активизировать протекание окислительно-восстановительных реакций, на наномасштабном уровне строить букет коньячного спирта.
Современные технологии экстрагирования из зерен кофе характеризуются громоздкостью, трудоемкостью, энергоемкостью. Резервы при экстрагировании из зерен кофе у традиционных подходов практически исчерпаны. В технологии кофе при применении ПНЭТ степень извлечения компонентов из зерен повышается на 15%. Обеспечивается атмосферное давление в аппарате, температура процесса не выше 1000С. Энергетические затраты снижаются на 50%. Опытные образцы растворимого жидкого 60% концентрата кофе «ЖИКО» имеют высокие вкусовые характеристики.
Использование нанотехнологических подходов позволило получить чистую воду с содержанием солей менее 4мг/кг, экологически чистый концентрат жидкого дыма.
Проведенные независимые экспертизы образцов масла амаранта, которые были получены на опытном экспериментальном комплексе, доказали, что масло является экологически чистым и существенно отличается от аналогов повышенным содержанием сквалена и токоферолов. Рассмотренные механизмы способны существенно интенсифицировать процессы активации сырья.
Бародиффузионные технологии являются мощным механизмом интенсификации массопереноса в системе "твердое тело – жидкость".