Технология комплексной переработки казеиновой сыворотки с ультрафильтрационным разделением

• Автор: Чернов, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Казеиновая сыворотка, необходимость и целесообразность ее баромембранного разделения

1.2 Мембранный метод выделения белков из казеиновой сыворотки

1.3 Методы интенсификации процесса ультрафильтрации белковых растворов

1.4 Цель и задачи исследования

Глава 2. Методология и организация выполнения работы

2.1 Организация работы и методы исследований

2.2 Экспериментальное оборудование и ультрафильтрационные мембраны для молочной сыворотки
2.3 Обработка результатов исследований
Глава 3. Изучение процесса ультрафильтрации казеиновой сыворотки
3.1 Теоретические аспекты методики расчета проницаемости мембран при ультрафильтрационном разделении казеиновой
сыворотки
3.2 Определение проницаемости и селективности мембран при ультрафильтрации казеиновой сыворотки на аппаратах рулонного типа
3.3 Оптимизация параметров процесса ультрафильтрации казеиновой сыворотки
3.4 Мойка, регенерация и санитарная обработка мембран при ультрафильтрации казеиновой сыворотки
Глава 4. Исследование состава и свойств технологических фракций ультрафильтрационного разделения казеиновой сыворотки и определение направлений их использования
4.1 Изучение состава и физико-химических свойств ретентата казеиновой сыворотки
4.2 Исследование возможности использования ретентата казеиновой сыворотки в технологии получения альбуминной пасты
4.3 Изучение физико-химических свойств пермеата казеиновой сыворотки
4.4 Исследование возможности использования пермеата казеиновой сыворотки в технологии производства глюкозо-галактозного сиропа
Глава 5. Разработка технологии комплексной переработки казеиновой сыворотки
5.1 Технологические процессы получения глюкозо-галактозного сиропа и альбуминной пасты
5.2 Экономические аспекты использования аппаратурнотехнологической схемы комплексной переработки казеиновой сыворотки
5.3 Экологическая и социальная составляющие комплексной оценки технологии переработки казеиновой сыворотки
Выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Непрерывный рост цен на основные виды энергоносителей, повышение требований к качеству готовой продукции стали объективной реальностью современной перерабатывающей отрасли пищевого производства. С учетом ужесточения конкуренции с нарастающим импортом продовольственных товаров [73], задачи разработки и внедрения энергосберегающих технологий в пищевой и в том числе молочной промышленности приобретают особую остроту. Дальнейшее гармоничное развитие всего человеческого сообщества сводится, в конечном счете, к необходимости решения следующих основных, тесно взаимосвязанных, задач: обеспечение населения водой и полноценными продуктами питания, с одной стороны и поддержание баланса между сохранением окружающей среды и безопасностью проживания - с другой стороны [19]. Следует отметить, что их успешное решение возможно только на основе организации рационального использования природных сырьевых ресурсов. При этом решающее значение имеет не только энергетическая составляющая продуктов питания, но и их биологическая и пищевая ценность [42]. Наращивание объемов выпуска продуктов питания в полной мере не может решить проблему продовольственной безопасности, так как в современном производстве рационально используют примерно 18-25% исходного сырья [20]. А отходы производства, попадая в окружающую среду, всегда оказывают на нее негативное воздействие. Существующие в настоящее время системы очистных сооружений, предназначенные для утилизации стоков молочных предприятий, не могут обеспечить полное извлечение загрязняющих компонентов, позволяя лишь снизить их концентрацию. В таких условиях биосфера, принимая не полностью очищенные сточные воды, с трудом выполняет задачу нейтрализации содержащихся в них вредных примесей. И всё чаще природная среда не справляется с нарастающим потоком этих загрязнений, что создает условия для нарушения экологического баланса в

правило, сопряжены с дополнительными энергетическими затратами. Соответственно есть достаточные основания полагать, что изменение конструкции мембранного аппарата для снижения уровня концентрационной поляризации при баромембранном разделении казеиновой сыворотки возможно, но с учетом возможности достижения этим путем необходимого экономического эффекта.
2. Увеличение тангенциальной скорости разделяемого потока.
Увеличение скорости потока разделяемой системы относительно мембранной поверхности может быть достигнуто или за счет движения самой мембраны [190], либо путем увеличения скорости циркуляции в мембранном канале [186]. К основным достоинствам первого варианта решения этой задачи можно отнести эффективность способа предотвращения гелеобразования на мембранной поверхности. К недостаткам - сложность изготовления и технического обслуживания такой конструкции аппарата. Второй вариант связан с увеличением сил трения и соответственно со значительным падением давления по длине мембранного канала, что компенсируется его укорочением. Но на таких аппаратах сложно достичь нужной степени концентрирования разделяемой системы, поэтому их обычно объединяют в каскады, а это ведет к дополнительным энергетическим и эксплуатационным затратам.
3. Интенсификация перемешивания разделяемой системы в мембранном канале аппарата.
Это приводит к снижению уровня концентрации частиц дисперсной фазы в примембранной зоне и, как следствие, способствует увеличению проницаемости и снижению селективности мембран [38]. Повышение скорости циркуляции и интенсивности перемешивания разделяемой системы может быть достигнуто и за счет её противоточной рециркуляции в мембранном аппарате [101]. Однако высокая эффективность этих способов