სამეცნიერო პროექტის დასახელება: 

ელექტროლიზური მეთოდების გამოყენებით მცენარეული სამრეწველო ნარჩენებიდან პექტინების ექსტრაქციისა და გამოლექვის პროცესების კვლევა/ოპტიმიზაცია.

გრანტის დაფინანსების წყარო:

ბათუმის სახელმწიფო უნივერსიტეტი

სამეცნიერო პროექტის ხელმძღვანელი:

ბათუმის სახელმწიფო უნივერსიტეტის აგრარული და მემბრანული ტექნოლოგიების ინსტიტუტის უფროსი მეცნიერ მუშაკი 

სამეცნიერო პროექტის შემსრულებლები:

ბსუ მთავარი მეცნიერ მუშაკი რაულ გოცირიძე

ბსუ მეცნიერ მუშაკი დარეჯან ჩიქოვანი

ბსუ სპეციალისტი  ლელა სურმანიძე

ბსუ მაგისტრატურის სტუდენტი გელოდი სურმანიძე

ბსუ მაგისტრატურის სტუდენტი ლანა ირემაძე

სამეცნიერო პროექტის განხორციელების ვადა:

02.04.2025 - 30.06.2026წწ

პროექტის მიზანი, ამოცანები და აქტუალობა:

პექტინები მრეწველობაში ფართოდ გამოყენებადი ბუნებრივი ნაერთებია. ის გამოიყენება ზეფირების, მარმელადების, კონფიტიურები, ჯემების, ძეხვეულის, წვენების, იოგურტების და სხვათა წარმოებაში. სამედიცინო და ფარმაცევტულ სფეროში მას იყენებენ საბავშვო გრანულების, სუსპენზიების, ლაბების წარმოებაში ემულსიებზე სიბლანტის მისაცემად, აგრეთვე გამოიყენება რადიოპროტექტორული თვისებების ფარმაცევტულ პროდუქტებში მძიმე მეტალების შესაბიჭად, ჭრილობების სამკურნალოდ, კუჭ-ნაწლავოვანი სისტემის სამკურნალოდ, მიკრობიოლოგიური საკვები არეების მისაღებად. ფართოდ გამოიყენება კოსმეტიკურ პროდუქტებშიც /1, 5/.

პექტინის მსოფლიო წარმოების მოცულობა 80 ათ. ტონის ფარგლებშია და გამოირჩევა მზარდი ტენდენციით (1-2ათ.ტონა წელიწადში). პექტინის უმსხვილესი მწარმოებლები არიან  CP "kelso", „Danisco“, „Cargil“ (აშშ), "Herbstreith und Fox КG" (გერმანია), "Grill & Grossman" (ავსტრია), "Kopenhagen pectin fabric" (დანია), " Pectowin"(პოლონეთი), „Yantai Andre Pectin“ (ჩინეთი). ბაზრის მოგულობამ 2024ში შეადგინა 1,03 მილიარდი დოლარი, დაგეგმილია 2028-სათვის ბაზრის გაზრდა 1,33 მილიარდ დოლარამდე /1/.

მსხვილ კომპანიებს პექტინის წარმოების ტექნოლოგიები გასაიდუმლებული აქვთ. თუმცა ცნობილია, რომ პროცესებში გამოყენებულია პექტინის მჟავებით ჰიდროლიზის პროცესები, გამოლექვისას მარილების და სპირტის გამოყენება. პექტინის მიღების ეფექტიანობის გაზრდისათვის სხვადასხვა კომპანიები და ქვეყნები აქტიურად მუშაობენ უახლესი ტექნოლოგიების შექმნაზე /2, 3, 4, 6, 7/. თუმცა ეს ტექნოლოგიები ხელმისაწვდომი არ არის დაინტერესებული პირთათვის. ამიტომ მნიშვნელოვანია ჩვენს ქვეყანაშიც განხორციელდეს კვლევები ინოვაციური, მაღალეფექტური ტექნოლოგიების შემუშავების მიზნით.

თემის აქტუალობა გამოიხატება იმაში, რომ პექტინებზე მოთხოვნილება ყველა სფეროში წლიდან-წლამდე იზრდება, ამავდროულად საქართველოში ყოველწლიურად ათასობით ტონა ხეხილოვანი ნარჩენები რჩება ციტროცოვანთა, ვაშლის და სხვა ხილეულის გადამუშავების პროცესში, რომლებიც იყრება ბუნებაში და ზიანი ადგება ეკოლოგიას. გასათვალისწინებელია ისიც, რომ ჩვენ ვართ დიდი მომხმარებელი პექტინების საკონდიტრო, საკონსერვო და ფარმაცევტულ სფეროებში და გვიწევს ჩვენი მოთხოვნილების იმპორტის ხარჯზე დაკმაყოფილება. აღნიშნულიდან გამომდინარე პექტინის მიღების ინოვაციური ტექნოლოგიის შემუშავება და დანერგვა მნიშვნელოვნად წაადგება ქვეყნის ეკონომიკას.

პრობლემის მოგვარების მიზნით იგეგმება თანამედროვე ელექტრომქიმიური მეთოდების გამოყენებით პექტინების ექსტრაქციისა და გამოლექვის პროცესების ინტენსიფიკაცია, რაც ითვალისწინებს პროცესებში გამოყენებული ქიმიური რეაგენტების (მჟავები, მარილები, სპირტი) მაქსიმალურად შეცვლას ელექტროქიმიური გზით მიღებული ექსტრაგენტებით და გამოლექვის საშუალებებით. აღნიშნული მოახდენს დანახარჯების შემცირებას, პროცესების გაადვილებას, ეკოლოგიურ უსაფრთხოებას, პექტინების ხარისხობრივი და რაოდენობრივი მაჩვენებლების გაზრდას.

თემის მეცნიერული სიახლე გამოიხატება შემდეგში:

• პირველად მოხდება პექტინის ექსტრაქციის ქიმიური პროცესის შეცვლა ელექტროქიმიური პროცესით;
• პირველად განხორციელდება პექტინოვანი ექსტრაქტიდან პექტინის გამოლექვის ელექტროქიმიური ხერხის შემუშავება;
• პირველად განხორციელდება პექტინოვანი ნივთიერებების ნალექების გაწმენდის ელექტროქიმიური წესის შემუშავება.

გამოყენებული ლიტერატურული წყაროები:

1. https://membrane.nethouse.ru/static/doc/0000/0000/0221/221091.j4bml72rl6.pdf
2. https://patents.google.com/patent/RU2610312C1/ru
3. https://patents.google.com/patent/WO2011077172A1/ru
4. file:///G:/bs/Downloads/643-1275-1-SM.pdf
5. https://www.dissercat.com/content/teoreticheskie-i-prakticheskie-osnovy-novykh-tekhnologii-polucheniya-pektina-iz-rastitelnogo
6. https://www.vestnik-rsn.ru/vrsn/article/view/435
7. Способ получения витамина Р. Цинцкиладзе А.Д., и др. Авторское свидетельство

СССР . 1996. №1767738.

კვლევის მიზანია ინოვაციური და ეკოლოგიურად სუფთა პროცესების დანერგვა პექტინების წარმოების პროცესებში. აღნიშნული საშუალებას მოგვცემს გავაიაფოთ ძვირადღირებული პროცესები, გამოვრიცხოთ არაეკოლოგიური ქიმიური რეაგენტები და სპიტი წარმოების პროცესებიდან და გავამარტივოთ ტექნოლოგიური სქემა.

ამ მიზნის მიღწევა შეიძლება განვახორციელოთ შემდეგი ამოცანების გადაწყვეტით:

• მჟავა-ტუტოვანი ხსნარების მიღების ელექტროქიმიური ხერხების კვლევა/შემუშავება, ტექნოლოგიური პროცესების ოპტიმალური პარამეტრების დადგენა;
• პექტინოვანი ექსტრაქტების მიღებისათვის ციტრუსოვანთა და ვაშლის სამრეწველო ნარჩენების კვლევა და ნედლეულის ტექნიკური პარამეტრების დადგენა;
• ელექტროქიმიური გზით მიღებული ექსტრაგენტების გამოყენებით პექტინების ექსტრაქციის პროცესების კვლევა, ტექნოლოგიური პარამეტრების ოპტიმიზაცია;
• ელექტროქიმიური გზით მიღებული თხევადი გამოლექვის საშუალებებით პექტინოვანი ექსტრაქტებიდან პექტინების გამოლექვის პროცესების კვლევა, ტექნოლოგიური პარამეტრების ოპტიმიზაცია;
• ელექტროქიმიური მეთოდებით მიღებული პექტინოვანი ნალექების დაწმენდის მეთოდების კვლევა;
• მიღებული მონაცემების საფუძველზე პექტინების ექსტრაქციისა და გამოლექვის მეთოდოლოგიის მომზადება/გამოქვეყნება;
• მცენარეული ნარჩენებიდან პექტინების მიღების საკითხებზე სტატიების გამოქვეყნება.

სამეცნიერო პროექტის მოსალოდნელი შედეგები:

კვლევების მოსალოდნელი შედეგი უნდა იყოს ახალი ინოვაციური პროცესის შემუშავება, რომელიც პექტინის მიღების ხერხს აუმჯობესებს დანახარჯების შემცირებით, პროსესების გაადვილებით, ეკოლოგიური თვალსაზრისით. ის გამორიცხავს მჟავე და ტუტე ქიმიკატებისა და სპირტის მოხმარებას. მიღებული მონაცემები საშუალებას მოგვცემს შევქმნათ პექტინის მიღების პილოტური სქემა, რაზედაც განხორციელდება შედეგების დემონსტრირება.

შედეგები აისახება მონოგრაფიაში, სტატიებში და პატენტებში. ტექნოლოგიების დანერგვები ადგილობრივ (საქართველოს) და რეგიონალურ დონეზე გამოიწვევს ეკონომიკის ახალი მიმართულების შექმნას, მცენარეული ნარჩენების ეფექტურ გამოყენებას საკონდიტრო, საკონსერვო, ფარმაცევტურლი დარგებისათვის.

პროექტის განხორციელების შედეგად შექმნილი სადემონსტრაციო სტენდები მიწოდებული იქნება ციტრუსებისა და ვაშლის მსხვილ გადამამუშავებელ საწარმოებში საქართველოსა რეგიონალურ მასშტაბებში მიღებული შედეგების დემონსტრირებისათვის. გამოინახება ინვესტიციები ტექნოლოგიების დანერგვისათვის ტექნოლოგიური უბნების სახით, რაც განსაზღვრავს პროექტის მომავალი გამოყენების მდგრადობას.