ТЕХНІЧНИЙ ОГЛЯД ТА АСПЕКТИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ІННОВАЦІЙНИХ МЕМБРАННИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ВИРОБНИЦТВІ СОКІВ
Ключові слова:
мембранні технології, виробництво соків, інтелектуальна власність, очищення соків, концентраціяАнотація
У статті проведено аналітичне та оглядове дослідження сучасних мембранних процесів і відповідного обладнання, що використовуються для очищення та концентрування соків у харчовій промисловості. Мембранні технології, серед яких основними є мікрофільтрація, ультрафільтрація, нанофільтрація та зворотний осмос, відіграють дедалі важливішу роль у підвищенні ефективності технологічних процесів. Їх застосування дає змогу значно покращити якість кінцевого продукту без необхідності використання високотемпературних методів обробки, що сприяє збереженню корисних речовин, смакових характеристик і натурального кольору соків. У роботі висвітлено принципи дії зазначених процесів, особливості їх реалізації у виробничих умовах, а також класифікацію та властивості мембран, що використовуються у харчових технологіях. Окремо розглянуто технічні характеристики мембранного обладнання, зокрема матеріали виготовлення, конструктивні рішення, модульність систем, параметри продуктивності та енергоспоживання.
Проведено порівняльний аналіз мембранних методів із традиційними технологіями очищення та концентрації, підкреслено переваги таких рішень у контексті енергоефективності, екологічної безпеки, простоти автоматизації та масштабованості виробництва. Значну увагу приділено аналізу стану інтелектуальної власності у сфері мембранних технологій, що використовуються для обробки соків. На основі патентного пошуку проаналізовано поточний стан патентування інноваційних рішень у цій галузі, визначено провідні країни та компанії, що активно займаються розробкою мембранного обладнання. Встановлено, що патентна активність зростає, що свідчить про інтенсивний розвиток технологій та високу конкурентність ринку.
Розглянуто значення правової охорони інтелектуальної власності для забезпечення комерційного успіху підприємств та стимулювання інноваційної діяльності. Зроблено висновки щодо доцільності впровадження мембранних процесів у виробництво соків та необхідності врахування патентної ситуації при розробці нових технологічних рішень.
Завантажити
Посилання
1. Cassano, A., Conidi, C., Ruby-Figueroa, R., Castro-Muñoz, R. Nanofiltration and tight ultrafiltration membranes for the recovery of polyphenols from agro-food by-products. International Journal of Molecular Sciences, 2018. 19(2), 351. https://doi.org/10.3390/ijms19020351
2. Galanakis, C.M. Recovery of high added-value components from food wastes: Conventional, emerging technologies and commercialized applications. Trends in Food Science & Technology, 2015. Vol. 26(2), 68–87. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2012.03.003
3. Rastogi, N.K. Opportunities and challenges in application of forward osmosis in food processing. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2016. Vol. 56(2), 266–291. https://doi.org/10.1080/10408398.2012.733437
4. Conidi, C., Castro-Muñoz, R., Cassano, A. Membrane-based operations for the recovery of polyphenols from wastewaters. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 2020. Vol. 21, 60–69. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2019.12.003
5. Deynichenko, G., Guzenko, V., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V., Omelchenko, O., Horielkov, D., Korolenko, O. Developing a technique for the removing of a gel layer in the process of membrane treatment of pectin extract. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2020, 4(11–106), 63–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208984.
6. Deynychenko, G., Guzenko, V., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V., Kolisnichenko, T., Omelchenko, O., Nykyforov, R. Study of the new method to intensify the process of extraction of beet pulp. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2018, 4(11–94), 15–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140126.
7. Miyoshi, T., Yuasa, K., Ishigami, T., Rajabzadeh, S., Kamio, E., Ohmukai, Y., Saeki, D., Ni, J., Matsuyama, H. “Effect of membrane polymeric materials on relationship between surface pore size and membrane fouling in membrane bioreactors”, Applied Surface Science, 2015, Vol. 330, pp. 351-357. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.01.018.
8. Zhao, D., Lau, E., Huang, S., Moraru, C.I. The effect of apple cider characteristics and membrane pore size on membrane fouling. LWT-Food Science and Technology, 2015, Vol. 64, pp. 974-979. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.07.001.
9. Hutomo, G. S., Rahim, A., & Kadir, S. Pectin Isolation from Dry Pod Husk Cocoa with Hydrochloride Acid. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2016, 5(11), 751–756. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2016.511.086.
10. Iskakova, G., Kizatova, M., Baiysbayeva, M., Azimova, S., Izembayeva, A., & Zharylkassynova, Z. Justification Of Pectin Concentrate Safe Storage Terms By Pectin Mass Ratio. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2021, 4(11–112), 25–32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237940
11. Jia, T., Zeng, J., Gao, H., Jiang, J., Zhao, J., Su, T., & Sun, J. Effect of pectin on properties of potato starch after dry heat treatment. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2019, 18(7), 1375–1384. https://doi.org/10.4314/tjpr.v18i7.2
12. Cherevko O.I., Deinychenko G.V., Dmytrevskyi D.V., Guzenko V.V., Heiier H.V., Tsvirkun L.O. Application of membrane technologies in modern conditions of juice production. Progressive technique and technologies of food production enterprises, catering business and trade, 2020, Vol. 2 (32). pp. 67-77. https://doi.org/10.5281/zenodo.4369743.
13. Deinychenko G.V., Dmytrevskyi D.V., Zolotukhinа I.V., Perekrest V.V., Guzenko V.V. Directions of improvement of processes of membrane separation of juices from fruit and berry raw materials. Progressive technique and technologies of food production enterprises, catering business and trade, 2021. Vol. 1 (33). pp. 89–98. https://doi.org/10.5281/zenodo.5036090.
14. David Durán-Aranguren, D., Juliana Alméciga Ramírez, C., Catalina Villabona Díaz, L., Ayalde Valderrama, M., & Sierra, R. Production of Pectin from Citrus Residues: Process Alternatives and Insights on Its Integration under the Biorefinery Concept. Pectins - The New-Old Polysaccharides. IntechOpen, 2022, https://doi.org/10.5772/intechopen.100153.
15. Deynichenko, G., Dmytrevskyi, D., Guzenko, V., Omelchenko, О., Perekrest, V. Prospects of using equipment for membrane separation of food liquids. Scientific bulletin of the Tavria State Agrotechnological University, 2023. Vol. 13, № 2. C. 1-11. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-2-12.
16. Yukun Li, Jianquan Luo, Yinhua Wan. Biofouling in sugarcane juice refining by nanofiltration membrane: Fouling mechanism and cleaning. Journal of Membrane Science. Vol. 612, 2020. 118432. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118432.
17. Emel Yilmaz, Pelin Onsekizoglu Bagci. Ultrafiltration of Broccoli Juice Using Polyethersulfone Membrane: Fouling Analysis and Evaluation of the Juice Quality. Food and Bioprocess Technology, 2019. Vol. 12, pp. 1273–1283. https://doi.org/10.1007/s11947-019-02292-0.
18. Samreen, Ch V.V. Satyanarayana, L. Edukondalu,Vimala Beera. Srinivasa Rao. Effect of Pre-treatment on Aggregation, Biochemical Quality and Membrane Clarification of Pomegranate Juice. Indian Journal of Ecology, 2022. 49(3): pp. 910-918. https://doi.org/10.55362/IJE/2022/3615.
19. David Inhyuk Kim, Gimun Gwak, Min Zhan, Seungkwan Hong. Sustainable dewatering of grapefruit juice through forward osmosis: Improving membrane performance, fouling control, and product quality. Journal of Membrane Science, 2019. Vol. 578, pp. 53-60. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.02.031.
20. Xiaochan An, Yunxia Hu, Ning Wang, Zongyao Zhou, Zhongyun Liu. Continuous juice concentration by integrating forward osmosis with membrane distillation using potassium sorbate preservative as a draw solute. Journal of Membrane Science. Vol. 573, 2019, pp. 192-199. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2018.12.010.
