Математическое моделирование процессов производства винной кислоты из отходов виноделия методами ионообмена

• Автор: Малышев, Андрей Васильевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 149 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, ПЕРЕРАБОТКИ И ОЧИСТКИ ВИННОКИСЛОТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СОРБЦИИ ИОНООБМЕННЫМИ СМОЛАМИ
1.1 Обзор технологий производства винной кислоты
1.2 Обзор методик проведения эксперимента, аппаратурного оформления процесса сорбции и методов анализа виннокислотных соединений и хлоридов
1.3 Обзор методов исследования равновесия в системе ионообменная смола -раствор винной кислоты
1.4 Обзор методов математического моделирования процессов ионного обмена
1.5 Обзор методов электродиализной очистки растворов от солевых примесей
1.6 Цели и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОРБЦИИ ВИННОЙ КИСЛОТЫ ИЗ РЕАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
2.1 Модель равновесия в системе дрожжевая барда анионит в хлор - форме
2.1.1 Теоретические основы равновесия в системе ионообменная смола -раствор винной кислоты
2.1.2 Сравнительный анализ способов проведения экспериментов по равновесию. Определение параметров равновесия в системе анионит — реальный, загрязненный раствор винной кислоты
2.2 Теоретические основы кинетики сорбции винной кислоты анионитом в хлор - форме
2.3 Кинетическая модель ионного обмена на примере сорбции ионов винной кислоты
2.3.1 Описание внешнего массообмена
2.3.2 Диффузионная модель ионного обмена внутри частицы
2.3.3 Внутренний и внешний материальные балансы

2.3.4 Математическая модель кинетики ионообмена
2.3.5 Моделирование ионообменной колонны
2.3.6 Идентификация кинетической модели ионного обмена при сорбции винной кислоты из дрожжевой барды
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СОРБЦИИ ВИННОЙ КИСЛОТЫ ИОНИТОМ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ
3.1 Определение равновесной обменной емкости слабоосновного анионита марки АН-31 в хлор - форме в системе ионит - дрожжевая барда
3.2 Исследование влияния содержания ионов хлора в исходном растворе дрожжевой барды на эффективность сорбции винной кислоты анионитом марки АН-31 в хлор - форме
3.3 Исследование процессов сорбции и десорбции винной кислоты анионитом марки АН-31 в хлор - форме из осветленной дрожжевой барды
3.4 Исследование сорбции катионов железа из десорбированного раствора винной кислоты катионитом марки КУ-2-8чс
3.5 Экспериментальные исследования по получению кристаллической винной кислоты
4. ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МНОГОСТАДИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА ВИННОЙ КИСЛОТЫ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ В ОБЛАСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИОНООБМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВИННОЙ КИСЛОТЫ
5.1 Исследование возможности электродиализной очистки модельных растворов винной кислоты от солей натрия виннокислого
5.1.1 Методика проведения эксперимента
5.1.2Результаты исследований
5.2 Возможные пути получения виннокислотного полуфабриката из
дрожжевой барды методами ионного обмена
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Отечественная пищевая промышленность в последние годы работает в условиях конкуренции с зарубежными компаниями. Однако, подавляющее большинство пищевых продуктов, производимых у нас в стране, а также поставляемых из-за рубежа не содержат полного набора компонентов, необходимого для полноценного питания. Это вызвано расширяющимся применением в пищевой промышленности искусственных заменителей натуральных продуктов в виде различных пищевых добавок. В частности, в кондитерской промышленности, а также в производстве различных напитков и соков в основном используется только лимонная кислота, в то время, как для сбалансированного питания необходимо сочетание различных кислот, например, лимонной, винной и аскорбиновой. Такой минимальный набор кислот делает конечный продукт полноценнее как по вкусовым качествам, так и по его полезности. Производство лимонной кислоты практически удовлетворяет спрос, в то время как производство винной кислоты отсутствует. Вместе с тем в винодельческих районах России, в основном в Краснодарском крае, имеется достаточная сырьевая база для производства 50-100 т/год пищевой кристаллической винной кислоты.
Получение винной кислоты возможно двумя способами: синтезом и извлечением из природного растительного сырья. Однако, синтетическая винная кислота не обладает многими свойствами естественной винной кислоты, поэтому пищевую винную кислоту получают только из природного растительного сырья.
Значительное количество виннокислотных соединений, преимущественно в виде плохо растворимого битартрата калия, содержится в отходах виноделия, в основном в дрожжевой и коньячной барде. Известно

6. Проверка предположения о принципиальной возможности получения винной кислоты из раствора тартрата натрия методом электродиализа.
7. Экспериментальное исследование кинетики сорбции винной кислоты из промышленных растворов анионитом марки АН-31 в хлор - форме. Определение коэффициентов диффузии для промышленных растворов.
8. Разработка математической модели для описания кинетики процесса сорбции.
9. Идентификация полученной модели по собственным экспериментальным данным кинетики сорбции винной кислоты из промышленных растворов анионитом марки АН-31 в хлор - форме.
10.Разработка модели многостадийного процесса сорбции-десорбции и проведение численного эксперимента с целью подбора оптимального режима работы технологической схемы
11 .Разработки рекомендации по структуре технологической схемы получения винной кислоты.