Разработка и исследование ультрафильтрационного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны

• Автор: Истратова, Евгения Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение и постановка задач исследования

ГЛАВА 1 Литературно-патентный обзор

1.1 Изучение физико-химических и органолептических характеристик вторичного молочного сырья как объекта мембранного разделения

1.2 Методы получения белковых концентратов

1.3 Мембранные методы получения белковых концентратов

1.4 Конструкции мембранных аппаратов

Выводы по главе

ГЛАВА 2 Математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации
2.1 Анализ применения математических моделей, учитывающих явление концентрационной поляризации
2.2 Разработка математической модели формирования диффузионного слоя в
процессе ультрафильтрации
Выводы по главе
ГЛАВА 3 Разработка и исследование конструкции мембранного аппарата
3.1 Разработка конструкции мембранного аппарата с совмещенным отводом диффузионного слоя и очисткой мембраны
3.2 Описание лабораторной установки для изучения процесса мембранного концентрирования
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.4 Изучение влияния технологических параметров процесса на концентрацию отводимого диффузионного слоя и проницаемость мембраны, опреде-
ление их рациональных значений
3.5 Определение рациональных параметров очистки и выбор оптимального режима работы аппарата
3.6 Сравнительный анализ разработанной конструкции с другими видами
оборудования
Выводы по главе
ГЛАВА 4 Практическое использование мембранных методов в молочной промышленности
4.1 Применение мембранных методов при производстве напитков из сыворотки
4.2 Использование концентрата сыворотки для приготовления напитков на
комбинированной основе
Выводы по главе
Выводы и основные результаты работы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность темы. В молочной промышленности актуальна проблема увеличения промышленной переработки вторичного молочного сырья, объемы которого ежегодно возрастают. При производстве молочных высокобелковых продуктов в России получают в год около 9 миллионов тонн вторичного молочного сырья, из которого на промышленную переработку используют 40% всего объема. Остальные 60% скармливаются сельскохозяйственным животным или сбрасывается в водоемы, нанося значительный вред окружающей среде. Помимо чисто экономического ущерба от потери ценного молочного сырья, это приводит к серьезной экологической проблеме.
В этой связи переработка в промышленных масштабах вторичного молочного сырья является одной из глобальных проблем молокозаводов России, которым, прежде всего, приходится платить штрафы за сбросы. Необходимо отметить, что только с молочной сывороткой теряется самая ценная часть (до 30%) белков молока - иммунные белки, развивающие защитные функции организма человека, а также порядка 95% высококачественного молочного сахара - лактозы.
Безотходный технологический цикл переработки молочной сыворотки и обезжиренного молока, возврат в продукты питания иммунных белков и других ценных компонентов, а также создание новых продуктов и напитков для различных групп населения, является решением вышеуказанных проблем.
В последнее время одним из факторов увеличения выпуска молочной продукции и улучшения ее качества является углубленная переработка путём применения прогрессивных технологий. С этой точки зрения выгодно использовать мембранные методы, применение которых позволяет увеличить выход готовой продукции, сократить расход основных и вспомогательных материалов, а также вырабатывать новые виды высококачественных продуктов, состав которых в полной мере соответствует современным медико-

Рис. 1.3 — Аппарат для мембранного концентрирования
1 - корпус, 2 - кожух, 3,4 - штуцеры для отвода концентрата, 5,6 - кольцевые щели, 7 - полый шток, 8 - резьба, 9 - мембрана, 10 - спираль, 11 -лопасти, 12 - корпус, 13, 14 — штуцеры для подвода продукта
творенных веществ на поверхности мембраны. Поток и верхняя часть образовавшегося слоя устремляются в корпус 1, где происходит их разделение. Поток поступает во внутреннюю полость штока 6, а слой - в кольцевую щель 4 и область, ограниченную проточкой штока и внутренней поверхностью корпуса. Далее они выводятся из аппарата. Оседающий на мембране слой может преоб-