Исследование процесса осветления пива с использованием микрофильтрации и разработка мембранного оборудования с пониженным уровнем концентрационной поляризации

• Автор: Ключников, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 175 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика продукта и современное состояние

его производства

1.2. Задачи и способы повышения биологической стойкости пива.

1.2.1. Обработка пива ферментными препаратами.

1.2.2. Обработка пива химическими веществами .

1.2.3. Обработка пива адсорбентами

1.2.4. Пастеризация. .

1.2.5. Использование электрофизических методов
1.2.6. Использование иммобилизирующих дрожжей.
1.2.7. Обеспложивающая стерилизация.
1.3. Применение мембранных методов для увеличения
биологической стойкости пива .
1.4. Аппаратурное оформление и совершенствование процессов
мембранной обработки жидких пищевых продуктов
1.5. Основные выводы и постановка задач исследования
Глава 2. КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ В ПРОЦЕССАХ
РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ СРЕД
2.1. Анализ факторов, влияющих на уровень концентрационной
поляризации в процессе мембранной обработки пива.
2.2. Оценка уровня концентрационной поляризации
на поверхности мембраны
2.3. Способы снижения концентрационной поляризации
2.4. Математическая модель микрофильтрации пива
в мембранном аппарате проточного типа
Выводы по главе.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОСВЕТЛЕНИЯ ПИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОФИЛЬТРАЦИИ
3.1. Техника и методика экспериментальных исследований
3.1.1. Объекты и методы.исследований
3.1.2. Методика проведения экспериментальных
исследований
3.1.3. Описание экспериментального оборудования
3.1.4. Средства измерения параметров процесса и анализ погрешности измерения.
3.2. Исследование кинетики микрофильтрации пива
при различных режимах организации процесса
3.2.1. Обоснование выбора мембраны
3.3. Анализ влияния гидродинамических факторов процесса
на уровень концентрационной поляризации.
3.3.1. Влияние интенсивности перемешивания
3.3.2. Влияние величины тангенциальной скорости потока
3.3.3. Влияние геометрии мембранного канала.
3.3.4. Влияние величины давления
3.4. Исследование реологических свойств нефильтрованного пива.
Выводы по главе.
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПИВА В ПРОЦЕССЕ МЕМБРАННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Исследование аминокислотного состава пива
4.2. Исследование физикохимических свойств продукта.
4.3. Исследования микробиологической обсемененности пива
на предмет разрешающей способности трековых мембран
Выводы по главе
Глава 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ.,.
5.1. Инженерная методика расчета процесса микрофильтрации.
5.2. Разработка мембранного оборудования с пониженным
уровнем концентрационной поляризации
5.3. Рекомендации по практическому применению
процесса микрофильтрации для осветления пива
Выводы по главе .
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Доза химического препарата зависит от таких показателей, как содержание растворенного в пиве кислорода и содержание воздуха в газовом пространстве наполненной пивом бутылки. Эти показатели должны быть как можно ниже; если они слишком высокие, то их нельзя компенсировать только добавлением антиоксидантов //. Добавляют антиокислитель на любой стадии производства после главного брожения. Наиболее эффективно вводить антиокислители раньше, чем пиво будет находиться в контакте с кислородом воздуха, при этом целесообразно дозирование в два приема: вначале в отделении дображивания и после фильтрования непосредственно перед розливом //. Существенными недостатками данного способа обработки пива являются качественное ухудшение вкусовых свойств напитка, а в ряде случаев, угроза отравления человеческого организма при превышении дозировки химических веществ. В качестве осадителей и адсорбентов в производстве пива применяют танин, бентониты, активный уголь, силикагельные препараты. Танин осаждает, главным образом, высокомолекулярные белки и оказывает значительное стабилизирующее действие. Дозы колеблются от 2 до г/гл, чаще всего - 5 - 7 г/гл пива. Вносить танин можно на разных стадиях производства пива. Также могут применяться бентониты, основным недостатком которых является необходимость больших доз этого средства (0 - 0 г/гл) для обеспечения существенного стабилизирующего эффекта. Добавляют бентониты в виде 5% - ной или % - ной водной суспензии, которую готовят за - ч до внесения в пиво. В течение неполных ч действия бентонит адсорбирует весь азот, который способен адсорбироваться. Бентонит оставляют на 5 - 6 дней, чтобы образованные комплексы и адсорбенты образовали плотный осадок и не осложняли фильтрование пива //. Активный уголь адсорбирует азотистые вещества, но с меньшей эффективностью. Он адсорбирует полифенолы, горькие и красящие вещества, и его стабилизирующее действие объясняется прежде всего адсорбцией полифенолов. При дозе активного угля более г/гл отмечается изменение качества пива, т. В качестве недостатков можно привести возможность снижения пенистости и биологической стойкости пива при добавлении очень больших доз сили-кагельных препаратов и адсорбентов, а также повышенная склонность к распылению при их внесении. Пиво пастеризуют для увеличения биологической стойкости, более полного освобождения от дрожжевых клеток и других микроорганизмов. Эффективность уничтожения микроорганизмов при термообработке зависит от типа и количества имеющихся в пиве микроорганизмов, а также от продолжительности и температурной обработки. Установлено, что количество микроорганизмов при определенной температуре уменьшается с постоянной скоростью. Если требуется получить пиво особенно высокой биологической стойкости, то его пастеризуют в бутылках, уничтожая при этом клетки дрожжей или бактерий, которые проявляют свое действие при определенных условиях. Пиво при этом подогревают до - °С и выдерживают в течение - мин //. Несмотря на преимущества данного способа увеличения биологической стойкости пива, этот метод не лишен недостатков. При сравнительно высоких температурах ( - °С) пастеризация сопровождается химическим изменением состава, вкуса и цвета напитка, Потемнение окраски и изменение вкуса объясняется реакцией между аминокислотами и сахарами. Сравнительно высокое давление в герметично закрытых бутылках с пивом и высокая температура пастеризации способствуют реакции меланоиди-нообразования с образованием красящих и ароматических веществ. Пастеризованное пиво склонно к помутнению, вследствие высокотемпературного нагрева, ускоряющего коагуляцию белков и других коллоидных соединений. Часть экстрактивных веществ, при этом переходит в нерастворимое состояние. В течение 3-4 недель после пастеризации происходит выделение пастеризационной мути. Из 0 л помутневшего пастеризованного пива осаждается около 1 г сухого вещества. Кроме того, вся пастеризационная установка требует повышенных инвестиционных расходов и потребляет количество энергии в среднем - 0 МДж/ бутылок//.