Рассмотрены основные процессы производства растворимого кофе, в частности особенности экстрагирования из зерен кофе. Проанализированы методы математического моделирования процесса экстрагирования в системе "твердая фаза - раствор". Охарактеризованы схемы экстрагирования из зерен кофе с применением электромагнитных интенсификаторов. Обоснован механизм бародиффузии, которая возникает в условиях импульсного микроволнового поля. Приведены результаты фазовых равновесий в системе "кофе - вода", кинетики массопереноса. Уделено внимание методам инженерного расчета и оптимизации экстракторов с электромагнитными интенсификаторами.

Досліджено процес екстрагування розчинних речовин з капілярно-пористих частинок на прикладі кавових зерен. Описано гідродинамічні та масообмінні характеристики процесу за умов використання імпульсного електромагнітного поля. Показано, що основним фактором інтенсифікації є виникнення потужного механізму перенесення - бародифузії, що з'являється за умов використання мікрохвильового поля за рахунок локального перегріву рідини в середині капілярів. На підставі експериментального моделювання визначено умови фазових рівноваг в системі "кавові зерна - вода", а також встановлено залежності коефіцієнту масовіддачі для періодичних і безперервних режимів екстрагування від комплексу контруктивних і режимних параметрів. Показано, що вплив мікрохвильового поля підвищує значення коефіцієнта масовіддачі в 2 - 4 рази, а вихід розчинних речовин з кавового зерна на 10 %. Запропоновано інженерну методику розрахунку екстрактора з електромагнітним інтенсифікатором.

Досліджено наукове положення, сформульоване професором О. Г. Бурдо, про можливість суттєво інтенсифікувати масоперенесення з твердої фази та скоротити витрати енергії в результаті ініціювання потужного бародифузійного потоку екстрактивних речовин шляхом комбінованого впливу мікрохвильовим полем (МХП) на рослинну сировину. Запропоновано гіпотезу, що залишок повноякісних екстрактивних речовин (складає до 4 %) у шламі кави, міститься в мікро- та нанокапілярах зерен, тому їх не вдається вилучити промисловими технологіями. На цій гіпотезі формується наукове положення, яке доведено результатами роботи: залучення до процесу екстрагування із кавопродуктів електромагнітного підводу енергії дозволить організувати процес для ефективного протиточного руху сировини та екстрагенту, за умов атмосферного тиску, за вилучення із капілярної структури зерен екстрактивних речовин за рахунок специфічного гідродинамічного потоку, що виникає під час взаємодії імпульсного МХП з полярними молекулами рідини в капілярах сировини. У результаті комплексу аналітичних, експериментальних і виробничих досліджень вперше визначено залежності впливу потужності МХП, температури, гідродинамічних умов у екстракторі, режимів зміни концентрацій розчину на кінетику процесу та визначено значення відповідних коефіцієнтів масовіддачі, співвідношення в безрозмірних числах подібності для розрахунку інтенсивності масоперенесення в протиточних екстракторах з мікрохвильовим інтенсифікатором під час виробництва розчинної кави. Методом "аналізу розмірностей" одержана структура рівняння в узагальнених змінних для розрахунку комбінованих процесів екстрагування з капілярно - пористого тіла кавової сировини.