Обоснование и совершенствование технологии осветления виноградных вин на основе двухступенчатой фильтрации

• Автор: Асланов, Валерий Ставрович
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 150 с. : ил.

1.1 Использование процесса фильтрования в винодельческой промышленности

1.1.1 Показатели качества вина

1.1.2 Механизм фильтрования вин

1.1.3 Виды осадков, образующихся при фильтровании вина

1.1.4 Использование двухступенчатого фильтрования и характеристика фильтркартона для получения необратимой прозрачности вина

1.1.5 Применение вспомогательных веществ для осветления вина.

1.1.6 Фильтры, применяемые в винодельческой промышленности для осветления вина

1.2 Теория фильтрации. Основные положения

1.2.1 Модели фильтрации.

1.2.2 Соотношение между пористостью сжимаемого осадка и

его удельным сопротивлением в процессе фильтрования .

1.2.3 Зависимость между удельным сопротивлением сжимаемого осадка г0 и перепадом давления на слое Л
1.2.4 Зависимость между перепадом давления на слое Ар
и высотой слоя к.
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Объекты исследований.
2.2 Методы исследований
2.3 Особенности сжатия осадка, образующегося при фильтровании виноматериалов.
2.4 Зависимость пористости осадка от сжимающего напряжения.
2.5 Математическое описание процесса фильтрации виноматериалов в слое сжимающего осадка
2.6 Алгоритм и программа модели процесса фильтрации виноматериалов
2.7 Теоретические закономерности фильтрования виноматериалов на фильтркартоне.
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ВИНОМАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОСАДКА
3.1 Проверка закономерностей сжатия капиллярнопористых твердых тел растительного происхождения
3.2 Экспериментальное исследование процесса фильтрования виноматериалов при Др сопз1
3.2.1 Объект исследования и методика проведения эксперимента и обработки опытных данных
3.2.2 Идентификация математической модели фильтрования виноматериалов при образовании сжимаемого осадка
3.3 Экспериментальное исследование процесса фильтрования виноматериалов при постоянной скорости фильтрации
3.3.1 Объект исследования и методика проведения эксперимента и обработки опытных данных по фильтрованию виноградного вина на винзаводе
3.3.2 Идентификация математической модели фильтрования вина при постоянной скорости фильтрации
3.4 Экспериментальное исследование процесса фильтрования на фильтркартоне
3.4.1 Объект исследования и методика проведения эксперимента и обработки опытных данных по фильтрованию вина через фильтркартон
3.4.2 Проверка математической модели фильтрования вина
через фильтркартон
3.5 Анализ влияния времени фильтрования на перепад
давления и свойства образующихся осадков
3.5.1 Анализ влияния параметров модели на пористость
осадка, его удельное сопротивление и перепад давлений в зависимости от продолжительности фильтрования
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ ВИНОМАТЕРИАЛОВ.
4.1 Постановка задачи разработки программы производственного фильтрования виноматериалов
4.2 Модельное фильтрование виноматериала.
4.3 Обработка результатов экспериментального фильтрования
4.4 Прогнозирование времени фильтрации и определение потребного количества фильтркартона для заданной рабочей программы производства вина.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А Программа расчета на Вог1апс1 Разса1
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Результаты численного моделирования.
ПРИЛОЖЕНИЕ В Расчет годовой экономической эффективности от внедрения нового способа осветления белого сухого виноградного виноматериала с применением новых фильтрующих материалов на ОАО Витязево, проведенный на основании данных промышленных испытаний.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г АКТ о внедрении результатов научно
исследовательской работы.
ПРИЛОЖЕНИЕ Д АКТ производственных испытаний
ВВЕДЕНИЕ


Плотность частиц, которые в зависимости от технологической необходимости должны быть удалены из жидкой фазы, может варьировать в диапазоне от 1,8 до 1, кгм , а размеры от 0 нм до 5 мм. Количество взвесей в зависимости от состояния сырья, способа переработки может варьировать в широких пределах и составлять для свежеполучеиого сокоматериала и сусла 4 , для сброженного осветленного сусла , для обработанного сорбентами и флокулянтами виноматериала 0, . Процесс осветления способствует увеличению сроков гарантированного хранения винодельческой продукции. Одним из важных показателей качества готовой продукции является ее прозрачность . Помутнение вина, даже если вкус не ухудшается, вызывает у потребителя отрицательное отношение и снижает оценку продукта . На процесс фильтрации виноматериалов и дрожжевых осадков существенно влияют физикохимические факторы. В суспензиях, встречающихся в виноделии, к таким факторам относятся слизистые и коллоидные примеси, засоряющие поры электрокинетический потенциал, возникающий на границе раздела твердой и жидкой фаз в присутствии ионов и уменьшающий эффективное сечение пор наличие сольватной оболочки на твердых частицах . Учет каждого из указанных факторов затруднителен. Поэтому для описания применяют полуэмпирические методы. В зависимости от направления движения фильтруемой жидкости по отношению к фильтрующей перегородке различают фронтальное и тангенциальное фильтрование , , , , , , , . При тангенциальном фильтровании фильтруемая жидкость циркулирует параллельно фильтрующему слою, который проницаем для раствора, но не проницаем для частиц, находящихся во взвешенном состоянии и подлежащих задержке. При фронтальном фильтровании весь объем фильтруемой жидкости пересекает фильтрующий слой в перпендикулярном к нему направлении. Разработано несколько схем фильтрования в зависимости от природы фильтрующего слоя, а также от величины и природы задерживаемых частиц. Различают два типа фильтрующих слоев адсорбирующие и процеживающие. На практике главным образом используют два варианта реализации фильтровального процесса поверхностный и глубинный или объемный. В поверхностных фильтрах в процессе фильтрования образуется корж осадок отфильтрованных твердых частиц, осаждающихся на поверхности относительно тонкого фильтровального элемента. В объемных фильтрах технологический процесс фильтрования осуществляется в объеме. На входе отверстия, имеющегося на напорной поверхности фильтровального элемента, задерживаются частицы, поперечный размер которых равен размеру указанных отверстий или превышает его. После первичного отложения образуются проходы, поперечный размер которых еще меньше, чем размер каналов в самом фильтровальном элементе, что приводит к сепарации твердых частиц еще меньшей фракции. В результате постепенно образуется так называемый корж, который в свою очередь играет роль фильтровального слоя в отношении последующих порций потока взвесей в жидкости. Для того, чтобы предотвратить закупоривание объема фильтровального элемента, применяются специальные средства. Так, на поверхность фильтровального элемента наносится слой особого покрытия. Однако отмечается некоторое проникновение твердых частиц в этот защитный слой и даже в сам объем фильтровального элемента. Поверхностные фильтры применяются для сепарации твердых частиц из объема суспензии с высокой концентрацией твердых частиц 1 об. В случае прохождения разбавленных суспензионных потоков происходит закупоривание объема фильтровального элемента для нанесенного на его напорную поверхность специального покрытия. Для борьбы с этим недостатком используют вспомогательное фильтровальное вещество в качестве средства предварительной обработки суспензии. Этот прием способствует улучшению проницаемости всей фильтровальной системы, так как пористость этого слоя предварительной очистки, расположенной внутри коржа, весьма велика. Благодаря этому появляется возможность использовать метод поверхностной сепарации при обработке разбавленных потоков взвесей. Механизм функционирования объемного фильтра следующий.