Выделение компонентов творожной сыворотки наноматериалами на основе полиакриламида

• Автор: Темирев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Характеристика сточных вод молочной

промышленности

1.2. Промышленные методы очистки сточных

вод молочной промышленности

1.2.1. Механическая очистка

1.2.2. Физикохимические методы очистки

1.2.3. Биологическая очистка

1.3. Молочная сыворотка, состав и свойства

1.4. Состав, структура сывороточных белков
1.5. Свойства сывороточных белков
1.5.1. Устойчивость к денатурации
1.5.2. Биологическая ценность
1.5.3. Растворимость
1.6. Способы выделения компонентов сыворотки
1.7 Флокулянты как полимерные наноструктуры
1.7.1. Виды флокуляитов
1.7.2. Свойства полиакриламида
1.8. Основные методы наращивания молекулярной массы флокулянтов
1.8.1. Модификация органическими соединениями
1.8.2. Физические воздействия на полиэлектролиты
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Структура эксперимента
2.2. Характеристика объектов исследования
2.3. Методы исследования свойств флокулянтов
2.3.1.Вискозиметрия
2.3.2. Оптические методы
2.3.3 .Кондуктометрия
2.3.4.0пределсние реологических свойств
2.3.5. Флокуляция суспензий оксида меди II
2.4. Стандартные методы анализа
2.4.1. Рефрактометрия
2.4.2. Определение массовых долей белка, лактозы и СОМО в молоке с использованием ИРФ4
2.4.3. Определение массовой доли жира в молочных продуктах с использованием рефрактометра Аббе по И,Н. Влодавцу
2.4.4. Поляриметрия
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
3.1 Получение новых наноматериалов
3.1.1. В ид флокулянта 7
3.1.2. Концентрация модификатора
3.1.3. Температура
3.1.4. Скорость перемешивания
3.1.5. Время модификации
3.1.6. Продолжительность воздействия УЗ и МВО
3.2 Свойства модифицированных флокулянтов
3.2.1. Физическая структура макромолекул
3.2.2 Светопоглощение
3.2.3. Электропроводность растворов флокулянтов
3.2.4. Реологические свойства флокулянтов
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
4.1. Подбор технологических факторов выделения компонентов сыворотки
4.1.1. Концентрация рабочего раствора
4.1.2. Доза флокулянта
4.1.3. Величина сыворотки
4.1.4. Температура сыворотки
4.1.5. Способ подачи
4.1.6. Скорость перемешивания
4.2. Возможные механизмы выделения компонентов сыворотки
4.2.1. Выделение белка
4.2.2. Выделение жира
4.2.3. Выделение лактозы
4.2.4. Удельный расход флокулянта, выход готового продукта 4 ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ
5.1. Получение раствора модифицированного флокулянта
5.2. Выделение компонентов творожной сыворотки
5.3. Обработка выделенных компонентов
5.4. Описание технологической схемы
5.5. Пути использования сухого комплексного сывороточного продукта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Актуальность выбранной темы подтверждается недостаточной степенью изучения особенностей флокуляции в пищевых системах, на основе которой при малом расходе полиэлектролита возможна дестабилизация коллоидных растворов сыворотки с выделением ценных пищевых компонентов. МВО). Объекты исследования - раствор ПАЛ, молочная творожная сыворотка, исходные и модифицированные полиакриламидные флокулянты, технологические процессы и технологическая схема выделения компонентов сыворотки в их присутствии. Предмет исследования - особенности процесса модификации (механизм) ПА А и особенности осаждения творожной сыворотки с помощью НМ. НМ. Методы исследования. Реотест -2», стандартные методы аналитического контроля молочной сыворотки, основанные на методах рефрактометрии, поляриметрии. НМ на основе ПЛА. НМ - модифицированных полиэлектролитов на основе анионного ПАЛ с использованием в качестве модификаторов двух бифункциональных органических соединений (ПГ, Гл) в условиях дополнительного воздействия на них УЗ и МВО. НМ на основе ПАА, модифицированных: 1 - ПГ, 2 - Гл, 3 - (Гл + УЗ), 4 - (Гл + МВО). ПА А, модифицированных выбранными модификаторами при физико-химическом воздействии. Апробация работы. Мировые инновационные технологии восстановления нарушенных и загрязненных земель техногенных регионов», Кемерово, г. Кемерово, г. III Международной научной конференции «Современные наукоемкие технологии», ЮАР, 5- июня г. ГЛАВА 1. Пищевая промышленность является одним из самых крупных потребителей пресной воды, а сточные воды (СВ) её предприятий, перерабатывающие молоко, представляют собой коллоидные растворы, обладающие высокой агрегативной и седименгационной устойчивостью, относящиеся к числу наиболее загрязнённых [2]. Молочная сыворотка является составной частью СВ молочной промышленности. Неравномерностью поступления стоков на очистные сооружения по объему воды, по уровню загрязненности, что связано с цикличностью поступления молока и цикличностью технологических процессов молокопереработки []. Высокие значения важных технических величин: БПК1ЮШ1 (биологическое потребление кислорода), ХПК (химическое потребление кислорода), окисляемости, концентраций взвешенных веществ, жиров и белковых фракций []. Многообразие состава сточных вод, зависящее от колебаний основных технологических показателей [3]. Сточные воды предприятий молочной промышленности в случае сброса их в водоемы без предварительной очистки оказывают вредное воздействие на водные экосистемы []. В результате биохимического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах, в воде резко снижается содержание кислорода. Фауна и флора водоемов деградирует, а под влиянием загрязнений, которые подвергаются перекисному окислению свободным кислородом (), образуются биологически активные перекиси, гидропереки, свободные радикалы и другие продукты окисления [9]. При этом наносится непоправимый вред природе и человеку [9]. Сточные воды, содержащие белковые вещества, углеводы и жиры, легко подвержены загниванию и закисанию с выделением высокотоксичных компонентов [9]. Кроме того белки, содержащиеся в коллоидной системе сточных вод, характеризуются высокой седиментационной устойчивостью, вследствие отрицательного заряда и гидратированности и резко повышают мутность воды в природных водоемах [9]. Молочный жир находится в сточных водах в эмульгированном состоянии в виде капелек - жировых шариков диаметром 0,5-мкм. Он относится к классу триглицеридов, образованных взаимодействием глицерина с жирными (насыщенными или ненасыщенными) кислотами []. Молочный сахар (лактоза) содержится в молоке в а-, р- формах, различающихся между собой пространственным расположением гидроксильной группы у первого углеродного атома молекулы дисахарида [7]. В сточные воды попадает также остаточная микрофлора пастеризованного молока и сыворотки, а среди - них молочно-кислые бактерии, молочная плесень, пленчатые дрожжи и бактерии группы кишечной палочки [0]. Поскольку сточные воды предприятий молочной промышленности представляют собой дисперсные системы из эмульгированных органических веществ, то для их очистки необходимо создать условия, нарушающие устойчивость этих систем[1,6].