Совершенствование технологии получения диффузионного сока и его очистки с применением электрохимически активированных растворов

• Автор: Квитко, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 05.18.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 159 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1. Анализ существующих методов электрообработки продуктов сахарного производства

1.2. Механизм электрохимической активации воды

1.3. Применение электроактивированных водных растворов

в различных сферах жизнедеятельности человека

1.4. Использование метода электрохимической активации в сахарной промышленности

1.5. Выводы по главе, цель и задачи исследования

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика исходных веществ

2.2. Методики экспериментальных исследований

2.2.1. Проведение электрохимической активации жидких сред
2.2.2. Проведение процесса диффузии.
2.2.3. Определение технологических показателей сахарсодержащих растворов.
2.2.4. Определение содержания белковых веществ
2.2.5. Определение содержания высокомолекулярных соединений и коллоидов в диффузионном соке
2.2.6. Определение содержания пектиновых веществ
2.2.7. Получение пищевых волокон из свекловичного жома.
2.2.8. Количественное определение сахаров в пищевых волокнах методом Бертрана
2.2.9. Определение содержания водорастворимого пектина в пищевых волокнах.
2.2 Определение содержания нерастворимого пектина протопектина в пищевых волокнах
2.2 Определение содержания гемицеллюлоз в пищевых волокнах.
2.2 Определение содержания целлюлозы в пищевых волокнах.
2.2 Определение содержания лигнина в пищевых волокнах.
2.2 Определение водоудерживающей способности пищевых волокон
2.2 Определение сорбционной способности пищевых волокон по отношению к кальцию.
2.2 Определение электропроводности соков
2.2 Проведение экспериментов и обработка экспериментальных данных.
Глава 3. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ
АКТИВАЦИИ ПИТАЮЩЕЙ ВОДЫ.
3.1. Изучение влияния способа подготовки питающей воды
на чистоту диффузионного сока
3.2. Исследование влияния температурного режима на диффузии на качество диффузионного сока
3.3. Исследование влияния питающей воды на качество диффузионного сока
3.4. Выбор оптимального режима проведения процесса диффузии с использованием электрохимической активации экстрагента.
3.5. Исследование влияния предварительной обработки стружки и электрохимической активации экстрагента
на диффузии на чистоту диффузионного сока.
3.6. Изучение влияния электрохимической активации питающей воды на качественные показатели сока
II сатурации
3.7. Ориентировочный расчет экономической эффективности от внедрения способа получения диффузионного сока с применением электрохимической активации экстрагента.
Выводы по главе.
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН ИЗ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ РАСТВОРОВ
4.1. Получение пищевых волокон из свекловичного жома с использованием электрохимической активации и их свойства
4.1.1. Изучение влияния электролита для электрохимической активации экстрагента на свойства пищевых волокон свекловичного жома.
4.1.2. Исследование влияния электрохимической активации экстрагента на состав пищевых волокон свекловичного жома
4.1.3. Изучение влияния электрохимической активации экстрагента и показателя на водоудерживающую способность и сорбционные свойства пищевых волокон.
4.2. Разработка аппаратурнотехнологической схемы получения пищевых волокон из свекловичного жома с использованием электрохимической активации экстрагента.
4.3. Ориентировочный расчет экономической эффективности от внедрения способа получения пищевых волокон из свекловичного жома с применением электрохимической активации экстрагента.
Выводы по главе.
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДЦЕФЕКАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
ДИФФУЗИОННОГО СОКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ.
5.1. Способы интенсификации очистки диффузионного сока с применением активированного возврата и известкового молока.
5.2. Выбор схемы электрохимической активации соков на преддефекации
5.3. Оптимизация параметров электрохимической активации возврата нефильтрованного сока I сатурации
5.4. Изучение влияния электрохимической активации нефильтрованного сока I сатурации, возвращаемого на преддефекацию, на качественные показатели очищенных соков
5.5. Ориентировочный расчет экономической эффективности от внедрения способа прогрессивной предцефекации с применением электрохимической активации возврата нефильтрованного сока
I сатурации
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А.
Приложение Б.
Приложение В.
Приложение Г.
Приложение Д
Приложение Е.
Приложение Ж.
Приложение 3.
Приложение И.
Приложение К.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЭХА электрохимическая активация, электрохимически активированный
пат. патент
ОВП окислительновосстановительный потенциал, мВ
ЭАЖС электроактивированная жидкая система
ЭАВ электроактивированная вода
х.ч. квалификация химического реактива химически чистый ч.д.а. квалификация химического реактива чистый для анализов
X длина волны, нм
оптическая плотность раствора, ед. опт. пл. ед. опт. пл. единицы оптической плотности
ВМС высокомолекулярные вещества
ПВ пищевые волокна
ЦКП центральное композиционное планирование
Ч чистота, температура, С содержание белка,
П массовая доля пектиновых веществ,
МАФАМ мезофильные аэробные и факультативно анаэробные микроорганизмы
КОЕ колонии образующие единицы
ВКД вещества коллоидной дисперсности
ВУС водоудерживающая способность, г водыг вещества ед. пр. единиц прибора
СВ содержание сухих веществ, поз. позиция
4 прирост чистоты,
Цв цветность, уел. ед. уел. ед. условные единицы
Са содержание солей кальция, СаО т продолжительность активации, с т0 продолжительность отстаивания, мин диаметр частиц, мм.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Данный метод электрообработки также не нашел эффективного применения в свеклосахарном производстве вследствие трудности создания надежного электрического контакта между измельченными частицами, а также между частицами и электродами и незначительного влияния переменного электрического тока на качество продукции. Методы электрофильтрования и электроэкстрагирования основаны на взаимодействии электрического поля с заряженными частицами дисперсных систем и явлении электроудерживания скоагулированных коллоиднодисперсных примесей на поляризованном материале , . В свеклосахарном производстве метод электрофильтрования не нашел пока практического применения, так как реальные сахарные растворы содержат значительное количество электролитов, затрудняющих создание сильных электрических полей в слое коллектора. Общим недостатком всех выше перечисленных методов является большой расход электроэнергии. При этом получают щелочной в катодной зоне и кислый в анодной зоне растворы, обладающие большой химической активностью. ЭХА характеризуется большой эффективностью и легкостью управления процессом, простотой конструкции аппарата и невысокими затратами на проведение процесса. ЭХА практически не используется как самостоятельный технологический процесс. Ее целью является уменьшение или полное исключение расхода химических реагентов, снижение загрязненности растворов, повышение качества целевых продуктов, сокращение продолжительности, повышение эффективности и упрощение различных технологических процессов. Иными словами ЭХА используется для создания высокоэффективных и экологически чистых технологий в различных областях человеческой деятельности. Вода и водные растворы являются уникальным объектом активации. Вода практически никогда не бывает в термодинамическом равновесии с окружающей средой изза се неустойчивой структуры. Даже очень слабые воздействия могут заметно изменить структуру и структурночувствительные свойства воды, причем релаксация их обратно к равновесным значениям может продолжаться часами и сутками . Активированное вещество это вещество, по объему и поверхности которого рассеяны активные центры дискретные сгустки или отдельные структурные элементы ионы, атомы, молекулы того же самого вещества, но находящегося в метастабильном состоянии, с потенциальной энергией, временно отклоненной от термодинамически равновесного в данных условиях значения и аккумулировавшего за счет этого избыточную свободную энергию. Под метастабильным состоянием понимается состояние само по себе устойчивое, но эта устойчивость легко нарушается под влиянием тех или иных воздействий. Следует подчеркнуть временность метастабильного состояния, так как постепенно оно переходит в стабильное, а избыточная энергия рассеивается в основной массе вещества, причем, чем больше степень отклонения от равновесия, тем меньше время жизни вещества в активном состоянии. Время существования вещества в метастабильном состоянии колеблется от нескольких лет до долей секунды. Очаги или сгустки вещества, представляющие собой совокупность атомов или других элементов, связанных между собой какимто общим свойством, часто называют кластерами, от английского слова гроздь или кисть. Таким образом, для активированного вещества характерно кластерное строение. Вещество в активных центрах имеет ту же температуру, что и основная его масса понимая под температурой величину, пропорциональную средней кинетической энергии молекул, но структура вещества и состояние структурных элементов таковы, как если бы оно было нагрето. Структурночувствительные свойства этого вещества химическая активность, растворимость и т. Все способы активации воды и водных растворов можно разделить на две группы. К первой следует отнести универсальные способы активации, пригодные как для воды, так и для других веществ ударные волны, кавитационная обработка и облучение гаммалучами. Ко второй относятся способы, использующие сверхнеустойчивость структуры воды и пригодные только для этого объекта дегазация воды, обработка ее в автоклаве при критических температурах и давлениях, омагничивание воды, обработка водных электролитов в электролитической ячейке .