Разделение и концентрирование молочной сыворотки на ультрафильтрационных и обратноосмотических мембранах

• Автор: Лазарев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Работа посвящена разработке процессов ультрафильтрационного разделения и обратноосмотического концентрирования молочной сыворотки, с применением мембран отечественного производства.
Проведен значительный объем экспериментальных исследований, на основе которых определены технологические параметры осуществления процессов ультрафильтрационного разделения и обратноосмотического концентрирования молочной сыворотки, подобраны предпочтительные типы мембран. Разработаны параметры процессов, позволяющие осуществлять процесс ультрафильтрационного разделения и обратноосмотического концентрирования без предварительной подготовки молочной сыворотки, с частичной деминерализацией.
Определен физико-химический параметр молочной сыворотки -осмотическое давление, знание которого необходимо при анализе и расчетах баромембранных процессов.
Разработан метод расчета обратноосмотической установки с рулонными фильтрующими элементами для концентрирования молочной сыворотки, позволяющий проводить проектные, поверочные и оптимизационные расчеты.
На основе полученных результатов разработана и апробирована в промышленных условиях технологическая схема процесса переработки молочной сыворотки методами ультрафильтрации и обратного осмоса.
Работа изложена на 119 страницах машинописного текста, включающего 36 рисунков, 13 таблиц и список использованных источников из 135 наименований.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение
1 Современное состояние вопроса в области разделения
многокомпонентных водных минерально-органических растворов
баромембранными методами
1.1 Теоретические основы баромембранных процессов
1.2 Технологические аспекты разделения водных минеральноорганических растворов в процессе ультрафильтрации и обратного осмоса
1.3 Применение баромембранных процессов в молочной промышленности
1.4 Осмотическое давление пищевых водных сред
1.5 Постановка задач исследования
2 Материалы и методы исследования
3 Исследование и разработка процессов ультрафильтрационного разделения
и обратноосмотического концентрирования молочной сыворотки
3.1 Исследование процесса ультрафильтрационного разделения
молочной сыворотки
3.2 Исследование процесса обратноосмотического концентрирования молочной сыворотки
3.3 Определение осмотического давления молочной сыворотки
3.4 Разработка метода расчета обратноосмотической установки
4 Технико-экономические показатели процесса переработки молочной
сыворотки на основе мембранных методов
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Патент на полезную модель «мембранная установка разделения молочной
сыворотки методом ультрафильтрации» (Приложение 1)
Акт о внедрении научно-технического объекта (Приложение 2)

удовлетворительные результаты [3], при условии достаточно обоснованного выбора гидратного числа.
В многокомпонентной системе на осмотическое давление оказывает влияние процесс перераспределения воды между ратными оболочками ионов [2, 3]. Для расчета осмотического коэффициента водного раствора солей с общим ионом предлагается уравнение [111]

ф=2>,т,ф,/Еу.т1’- (1-Ц)

Расчет осмотического коэффициента для растворов, не содержащих общего иона, основан на изопиестическом методе [111]. Идея метода заключается в том, что исследуемый раствор и эталонный раствор, давление пара которого хорошо известно, помещают в одно замкнутое пространство. Растворитель, испаряясь из раствора, давление паров которого больше, конденсируется в растворе, давление паров которого меньше, до тех пор, пока давление в обоих растворах не будет одинаково, т.е. пока не наступит изопиестическое равновесие. По данным изопиестических измерений получено уравнение для расчета осмотического коэффициента [112, 113]
Ф = £ф*а,т,/£у,т,,. (1.12)
1=2 I
где Ф* - осмотический коэффициент бинарного раствора, находящегося в изопиестическом равновесии со смешанным.
По вышеизложенным методикам для ряда солей наблюдается хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений осмотических коэффициентов [107,110] (таблица 1.2).
В отличие от растворов электролитов теория осмоса для растворов неэлектролитов разработана недостаточно [2, 5]. Расчет демотического давления растворов неэлектролитов производится по уравнению Вант-Гоффа, модифицированному в соответствии с той или иной теорией растворов [2, 6, 10], либо по эмпирическим уравнениям [114, 115]. Мелвин-Хьюз предлагает
рассчитывать осмотические давления как бинарных так и