Обоснование параметров проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами

Алюханова, Ольга Александровна

Технологии и средства механизации сельского хозяйства

автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами

кандидата технических наук: Алюханова, Ольга Александровна
город: Саранск
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.20.01

Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Обоснование параметров проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами»

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами"

005004110

С/' I/

АЛЮХАНОВА Ольга Александровна

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОТОЧНОЙ МИКРОФИЛЬТРАЦНОННОЙ УСТАНОВКИ С КЕРАМИЧЕСКИМИ МЕМБРАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (на примере осветлення яблочного сока)

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

- 1 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саранск 2011

005004110

Работа выполнена на кафедре механизации переработки сельскохозяйственной продукции Института механики и энергетики ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук профессор Водяков Владимир Николаевич

доктор технических наук профессор Левцев Алексей Павлович

доктор технических наук профессор Лялин Валерий Александрович

ГНУ «Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии»

Защита состоится,^ декабря 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.06 при ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» по адресу: 430904, г. Саранск, п. Ялга, ул. Российская, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. М. Бахтина ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» и на сайте www.mrsu.ru

Автореферат разослан ^ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета л^р

доктор технических наук профессор / В. А. Комаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из важнейших стадий технологического процесса производства яблочного сока является стадия осветления, проводимая для стабилизации продукта в течение времени хранения, улучшения его товарного вида и органолептических свойств. Соответствие международным стандартам достигается применением мембранных технологий, обеспечивающих более высокий выход, улучшение вкуса, товарного вида и пищевой ценности соков за счет отказа от консервантов и стадии тепловой стерилизации. Наряду с повышением качества, использование мембранных установок (особенно на базе современных керамических мембранных элементов со сроком службы более 10 лет) в составе технологических линий производства соков создает возможность улучшения и экономических показателей предприятий за счет упрощения состава линий и снижения энергоемкости процессов.

Одной из основных проблем, сдерживающих широкое применение мембранных установок, является их высокая стоимость, обусловленная большой площадью фильтрации. Выбор эффективных (с позиций минимизации площади фильтрации и снижения энергоемкости процесса) параметров проточных микрофильтрационных установок с керамическими мембранными элементами осложняется отсутствием научно-обоснованных методик расчета, которые учитывали бы нестационарность процесса, нелинейность реологического поведения перерабатываемых сред и позволяли осуществлять оптимальную компоновку мембранных модулей по ступеням концентрирования.

В связи с вышеизложенным исследования, ставящие целью обоснование эффективных параметров проточной микрофильтрационной установки непрерывного действия с керамическими мембранными элементами для осветления яблочного сока, являются актуальными.

Связь работы с планами научных исследований. Работа выполнена в рамках программы «У.М.Н.И.К.» по теме «Разработка технологического процесса и состава технологической линии для производства высококачественного яблочного сока» и плана НИОКР ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» по теме «Разработка новых энергоресурсосберегающих технологических процессов и оборудования для наномембранного разделения и концентрирования жидких сред», отвечающей приоритетным направлениям работ (ПНР 1 № 28/2010 «Энергосбережение и новые материалы»).

Цель работы - обоснование рациональных параметров установки непрерывного действия с керамическими мембранными элементами для осветления яблочного сока на основе моделирования гидродинамических условий проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением.

Объект исследования - проточные установки с керамическими мембранными элементами для разделения гетерогенных жидких систем.

Предмет исследования - закономерности нестационарного процесса проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением при образовании на цилиндрической фильтрующей поверхности проницаемого аксиально-подвижного осадка.

; /

На защиту выносятся:

- математическая модель нестационарной проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением;

- методики и результаты физического и математического моделирования микрофильтрации яблочного сока через керамический мембранный элемент;

- результаты численного моделирования течения яблочного сока с полидисперсной твердой фазой в канале керамического мембранного элемента;

- методика и результаты исследования реологических свойств яблочного сока с различным содержанием растворенных и взвешенных веществ;

- методика и результаты исследования дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами биокатализа и прямого внесения пектолитиче-ских препаратов «Лар'иЬне С Я» и «/¿ор/Аие С-80Ь»;

- методика и результаты расчета проточной микрофильтрационной установки непрерывного действия для осветления яблочного сока.

Научная новизна работы:

- решена задача о ламинарном двухфазном течении в канале круглого сечения неньютоновских сред с различающейся вязкостью и реологическим поведением, описываемым степенным законом Оствальда;

- разработана компьютеризированная методика реологических испытаний и получены уравнения, описывающие зависимость эффективной вязкости яблочного сока от скорости сдвига, температуры и концентраций взвешенных и растворенных веществ;

- разработана математическая модель и программа расчета нестационарного процесса проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением, учитывающая образование и аксиальное движение проницаемого осадка по поверхности канала керамического мембранного элемента;

- разработана методика определения из эксперимента с тупиковой микрофильтрацией яблочного сока зависимости удельного сопротивления осадка от трансмембранной разности давлений;

- численным моделированием установлено, что частицы полидисперсной фазы суспензии в условиях турбулентного режима стягиваются к оси цилиндрического канала и распределяются в радиальном направлении обратно пропорционально диаметру, что предполагает при микрофильтрации сока с полидисперсной фазой формирование на поверхности каналов керамического мембранного элемента осадка из частиц наименьшего размера;

- физическим и математическим моделированием установлено, что в области предельных скоростей микрофильтрации, зависимость последних от логарифма концентрации дисперсной фазы описывается линейной функцией, при этом графики для различных скоростей ретентата пересекают ось абсцисс в точке с'г = 700 кг/м , определяющей предел концентрирования.

Методика исследований. Общая методика исследования предусматрива-

ла: установление факта низкой производительности мембранных установок при осветлении яблочного сока; разработку математической модели проточной микрофильтрации и программы для ЭВМ; создание установок, методик и определение физических характеристик яблочного сока; проверку адекватности математической модели; численный анализ проточной микрофильтрации; создание методик, установок и изучение ферментной дестабилизации коллоидной системы сока; модернизацию пилотной мембранной установки и экспериментальную отработку основных стадий процесса осветления с выпуском опытных партий продукта; разработку методики расчета и принципиальной схемы проточной мембранной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока для производства осветленного яблочного сока.

Практическую значимость представляют:

- результаты теоретического и экспериментального изучения влияния на скорость микрофильтрации базовых параметров проточного процесса;

- методика расчета проточной многоступенчатой микрофильтрационной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока;

- программа «Simulation CFM-Microfiltratioim (свидетельство РФ № 2011616277) численного решения нестационарных задач проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением;

- технологический процесс осветления яблочного сока и принципиальные схемы проточной микрофильтрационной установки с рециркуляцией концентрируемого потока и линии осветления яблочного сока.

Реализация результатов исследований.

Принципиальная схема и состав микрофильтрационной установки, технологический процесс мембранного осветления яблочного сока приняты к внедрению в ГУП РМ «Совхоз «Мордовский» (РМ, Ардатовский р-н) и ООО «Аг-росоюз «Красное сельцо» (РМ, г. Рузаевка).

Лабораторный комплекс для изучения процессов осветления, пилотная мембранная установка с компьютерной системой управления, программа «Simulation CFM-Microfiltration» и методика расчета мембранных установок внедрены в учебном процессе ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева».

Техническая документация на изготовление микрофильтрационных установок проточного типа принята к внедрению в малом инновационном предприятии ООО «ЭФФЕКТ ГАРАНТИЯ».

2010 г.); IV Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2010 г.); научно-практической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы» (г. Саранск, 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Энергоэффективные технологии и средства механизации в АПК» (г. Саранск, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Khurel Togoot» (г. Уланбатар, 2011 г.); на расширенном заседании кафедры механизации переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» (2011 г.).

Диссертант является победителем программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») (2010 - 2012 г.); в 2011 г. удостоен бронзовой медали XIV Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед 2011» за разработку «Инновационный технологический процесс производства яблочного сока».

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 23 печатных работах, в том числе 2 в изданиях по «Перечню...» ВАК Минобразования и науки РФ, получено 3 свидетельства на программы для ЭВМ «Программа автоматизации исследований процессов мембранного разделения жидких сред «Membrane», «Программа автоматизации реологических исследований пищевых сред «Viscosimetry» и «Программа моделирования микрофильтрационных процессов «Simulation CFM-Microfiltration».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, включает 69 рисунков и 15 таблиц, список литературы содержит 234 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель, обозначен объект исследований, охарактеризована научная новизна и кратко изложена общая концепция работы.

В первой главе «Состояние проблемы и основные задачи исследования» выполнен анализ научной литературы и определены задачи исследования.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями технологий ультра- и микрофильтрационного разделения пищевых сред занимались Ю. И. Дыт-нерский, М. Т. Брык, Е. А. Цапюк, В. А. Лялин, В. М. Старов, Г. Г. Каграманов; Н. С. Орлов, Е. А. Фетисов, А. П. Чагаровскин; Б. А. Лобасенко, В. П. Дубяга, X. К. Лонсдейл, Р. Е. Лейси, С. Т. Хванг, М. Мулдер, Т. Брок, К. Каммермейер и многие другие отечественные и зарубежные ученые.

Трудами названных ученых построена теоретическая база мембранных процессов, создающая возможность их расширенного использования в химической, пищевой, биотехнологической и других отраслях промышленности. Проведены обширные исследования явлений, сопряженных с массопереносом через мембраны, изучена эффективность применения микро- и ультрафильтрационных установок при концентрировании различных сред, разработан ряд математических моделей процессов мембранного концентрирования, созданы ориги-

нальные конструкции мембранных аппаратов, позволяющие интенсифицировать процессы мембранного разделения конкретных сред.

В то же время относительно мало работ, посвященных практическим и теоретическим аспектам микрофильтрационного разделения фруктово-овощных суспензий на керамических мембранных элементах последнего поколения, учитывающих, в частности, нелинейность реологического поведения фильтрата и концентрата, наличие гелевых структур в исходном соке, нестационарность процесса из-за образования на поверхности фильтрации керамического элемента проницаемого подвижного осадка переменной толщины. Требуют детализации вопросы выбора энергоэффективных параметров микрофильтрационного разделения и рационального числа ступеней концентрирования в проточных аппаратах с рециркуляцией концентрируемого потока, минимизации площади фильтрации мембранных модулей.

Исходя из этого, для достижения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:

1. Разработать методику, исследовать реологическое поведение яблочного сока и получить реологическое уравнение, адекватно описывающее зависимость динамической вязкости от концентрации растворенных и взвешенных веществ, температуры и скорости сдвига.

2. Разработать математическую модель нестационарного процесса проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением и выполнить теоретический анализ процесса осветления яблочного сока для установления эффективных параметров микрофильтрационной установки.

3. Разработать методику и экспериментально определить зависимость удельного сопротивления осадка от трансмембранной разности давлений.

4. Разработать лабораторную установку, методику и исследовать процесс дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами прямого внесения ферментов и биокатализа.

5. Разработать методики определения плотности пермеата, ретентата, дисперсной фазы яблочного сока и распределения размеров частиц.

6. Провести реконструкцию имеющейся пилотной мембранной установки, подтвердить адекватность математической модели и отработать основные стадии процесса осветления яблочного сока с выпуском опытных партий.

7. Разработать методику расчета многоступенчатой микрофильтрационной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока.

8. Разработать технологический процесс осветления яблочного сока, конструкцию проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами, рекомендации по выбору эффективных параметров, оценить экономическую эффективность разработки и внедрить ее в производство.

Во второй главе «Теоретическое обоснование энергоэффективных параметров функционирования мембранного модуля» представлены: математическая модель нестационарного процесса проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением, учитывающая образование и аксиальное движение осадка по поверхности керамического мембранного элемента;

I 1

Рисунок 1. Расчетна.т схема мембранного модуля (а, б) и структура потоков малого участка АВ (в): ММ - мембранный модуль; НЦ - насос; КМЭ - канал мембранного элемента; КТМ -канал тргнсмеморанный; М - мембрана; КМ - канал мембраны; КЦ - канал циркуляционный; ДП и ДР - дроссели пермеатной и ретентатной линий; 1 - корпус; 2 - мембранный элемент; 3,4 - потоки пермеата и ретентата; 5 - подвижный слой геля; 6 - адсорбированный слой геля; ГФ- граница раздела фаз; дп - среднее значение удельного потока пермеата; 0П, 0р - средние значения потоков пермеата и ретентата; рт и р,,ых - давление ретентата на входе и выходе из мембранного модуля; рп-давление пермеата в трансмембранном канале; С/- массовая концентрация дисперсной фазы в ядре потока ретентата; Сг - массовая концентрация дисперсной фазы » геле; п - кратность рециркуляции; Щ - скорость аксиального движения осадка

1) материального баланса;

ёр 2, [м3/с]; (1)

2) реологические уравнения, связывающие динамическую вязкость яблочного сока г}0со скоростью сдвига у, температурой фильтрации Т, содержанием растворенных х и взвешенных ^ веществ:

- на базе степенного «закона» при концентрации растворенных веществ х= 0,09...0,12 масс, доли:

т]э=к0кткоУ'1 [Пах], (2)

алгоритм программы «Simulation CFM-Microfiltration» (свидетельство РФ № 2011616277) численного решения нестационарных задач проточной микрофильтрации; результаты численного анализа процесса микрофильтрации яблочного сока для практически значимых диапазонов выбора базовых параметров; математическая модель и результаты численного моделирования режимов течения яблочного сока с полидисперсной фазой в мембранном канале керамического элемента.

Математическая модель нестационарной проточной микрофильтрации включает систему уравнений для малого участка АВ расчетной схемы (рис. 1):

Ор'.Ср

где к0 = 0,011 [Пас"]; л = 0,805; =ехр[ВД(Г~'кв = ехр[2,5р//(1-1,35р/)]; объемная доля дисперсной фазы; Е(х)~ 3651 11007-х + 15410 [Дж/моль]; То-293 К; - на базе уравнения Керри (при х = 0,09...0,67 масс, доли):

По = кткв{^ + (пЧ -т]а )[\ + {в у?] (т'1>'2} [Пас], (3)

где г]Ц = 7-10~4ехр(6,68х); Т]"й = 11 • 10"4ехр(\ 1,89х); в = 9,1 д:2'94;т = 0,388; 3) уравнение объемной скорости ретентата на входе участка:

2/. = |2Я,ГУУ.('Г>)£/Г = -

2к0 кТ к0

о (1 + Зп)

где 3Г - средняя толщина осадка (геля) на стенке мембранного канала, м; 4) уравнение градиента давления для ламинарного режима:

[м/с], (4)

Ф_ 2к0кТкв ¥ Аг йЛ-8,

П + З п)_Ор

яп (<1,/2-%)3

, Па/м;

(5)

5) уравнение градиента давления для турбулентного режима:

у/ = — = -0,079и-5 /}е_2-63х10-5"'

Р/Яе

ЧГл [Г7а/м],

<1г пт(<1^2-5г)ь

где Рейнольдса;

6) уравнение средней по высоте и длине участка скорости течения геля:

(6)

2я+1 »

2(1 + 3 п)Ъе

2 к0 кт кв.

1-1-

2<Г

1+Зл

, м/с

(7)

7) уравнение средней по участку скорости изменения толщины осадка: РпС/ , о.5ШК2

сН р;Ст-рГСгп [Я-й,5(61+51)] I

где ¡УГ1.Щ2п%.32 - средние значения скорости течения (м/с) и толщины геля (м) на текущем и следующем участках модуля, м/с; рп, р/, Рг - плотность пермеата, ретентата и геля, кг/м3; Сг, С/ - массовая концентрация дисперсной фазы в геле и ретентате, кг/м3;

8) уравнение средней по участку скорости фильтрации:

4рта

Яп ==■

чг [м/с],

(9)

где Дрш = Дрк + 0,5(У - ру^л'л сг>/ — средняя трансмембранная разность давлений, Па; а -угол наклона модуля к горизонту; Др,х - трансмембранная разность давлений в начале малого участка АВ, Па; (¿э)г =й,Ыйч(\-!рг^рг - эквивалентный диаметр каналов осадка, м; гр, -объемная доля дисперсной фазы в геле; }[м = к0кт(3 + \/п)"(<13)^" /(4<2'"'чп''") " = ка кт(3 + \/п)" /(4^'"'дп " ) ~ эквивалентная вязкость пермеата при течении в каналах мембраны и осадка, Па-с; Хм - фактор гидродинамического сопротивления каналов мембраны, м"1; 6Т =0,5(<5, +32) -толщина осадка (геля), м; гГ = - фактор удельного

сопротивления осадка, м'г;

9) уравнение удельных (на 1000 л осветленного сока) энергозатрат:

Руо = W-.P.J, /№J + [Дж/м3], (10)

где Wz - скорость течения (рециркуляции) ретентата, м/с; qK - средняя по мембранному модулю скорость фильтрации, м/с; />„х- давление на входе в мембранный модуль, Па.

Для реализации математической модели микрофильтрации была разработана программа «Simulation CFM-Microfiltration».

Согласно итерационной схеме решения приведенной системы уравнений реальный нестационарный процесс рассматривается как квазистационарный. Нестационарность переменных учтена через изменяющуюся толщину осадка St = f(t). Процесс длительностью разбивается на М, равных интервалов At = ¡ф/N,, и в пределах каждого интервала рассматривается как стационарный. Одной из целей расчета является определение локальных скоростей образования осадка =dSJdt, принимаемых в пределах каждого интервала также постоянными. Квазистационарность процесса предполагает дискретность изменения параметров, зависящих от толщины осадка, по длине модуля. Для достижения необходимой точности расчета мембранный канал длиной L разбивается на Nz малых участков длиной / = L/Nz. Все параметры процесса принимаются постоянными по длине каждого участка. Для каждого интервала времени рассчитываются последовательно все Л4 участков с целью определения скорости фильтрации, градиентов давления, локальных скоростей образования осадка и его текущей толщины и проводится проверка на стационарность по значениям среднеинтегральной скорости фильтрации для предыдущего и текущего интервалов времени.

В рамках программы проведен анализ процесса микрофильтрации яблочного сока через керамический мембранный элемент селективностью 500 kD, длиной L = 1200 мм и диаметром мембранного канала d3 = 6 мм для практически значимых диаг.азонов базовых параметров: скорости ретентата 1...5 м/с; трансмембранной разности давлений 1...4 бар; концентрации дисперсной фазы 28...280 кг/м3.

В результате моделирования установлено, что:

- время выхода средней по длине мембранного канала скорости фильтрации на стационарное значение составляет 35...350 с, при этом меньшим значениям параметров отвечает больший период нестационарности (рис. 2);

- локальная скорость фильтрации в стационарной фазе адекватно росту толщины осадка снижается вдоль поверхности фильтрации в 8... 10 раз от начального значения, отвечающего паспортной проницаемости мембраны, до конечного, определяемого максимальной толщиной осадка; при этом значение средней скорости фильтрации составляет 80...500 (л/ч)/м2 (рис. 3);

- отложение осадка приводит к изменению конфигурации мембранного канала с диапазоном изменения диаметров от 6 мм на входе до 3,5...5 мм на выходе, что увеличивает гидравлическое сопротивление потоку ретентата в 4,2...6,5 раз (рис. 4);

- указанное изменение конфигурации мембранного канала обуславливает снижение вдоль поверхности фильтрации локальной трансмембранной разно-

сти давлений (движущей силы процесса) в 1.. .4,5 раз (рис. 5);

10000 —--г-;--—---——— С

Л _А «*/*, *

—* 1 м/с

о 300 600 900 г, мм

Рисунок 2. Изменение средней скорости Рисунок 3. Изменение локальной скорости

фильтрации в течение времени процесса при фильтрации по длине мембранного канала в

Дртм =2,5 бар, Cf = 28 кг/м3 и различной ско- стационарной фазе при Арш - 2,5 бар, ¡V, = 5

рости ретентата м/с и различной концентрации дисперсной фазы

3,5

0 300 600 900 г, ММ 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 г, м

Рисунок 4. Изменение толщины осадка по Рисунок 5. Изменение локальной трансмем-

дпине мембранного канала в стационарной бранной разности давлений в стационарной

фазе при Дрта = 2,5 бар, - 5 м/с и различ- фазе при IV. -5 м/с, Дрвх = ргх 2,7 бар и

ной концентрации дисперсной фазы различной концентрации дисперсной фазы

дртм, бар

♦ 1 м/с ■ 1.5 м/с

г:

Рисунок 6. Зависимость средней скорости Рисунок 7. Зависимость предельных значений фильтрации от средней фансмембранной раз- средней скорости фильтрации от концентра-ности давлений при ¡К = 2,25 м/с и различной цин дисперсной фазы для различных скоро-концентрации дисперсной фазы стей ретентата; к/1К) - угловой коэффициент

графиков ^ = /(Г,С,)

- диапазон значений трансмембранной разности давлений АД'ц, = 2...3 бар

400

является оптимальным, поскольку отвечающие ему скорости фильтрации имеют значения, близкие к предельным (асимптотическим) (рис. 6);

- в области предельных скоростей фильтрации, зависимость последних от логарифма концентрации дисперсной фазы описывается линейной функцией, при этом графики для различных скоростей ретентата пересекают ось абсцисс в точке С* 2 700 кг/м3, определяющей предел концентрирования (рис. 7);

- по значимости влияния на удельные энергозатраты базовые параметры процесса располагаются в следующем порядке: трансмембранная разность давлений, концентрация дисперсной фазы, средняя скорость ретентата;

- в диапазоне оптимальных значений трансмембранной разности давлений удельная энергоемкость процесса при настройке давления дросселированием пермеатной магистрали в 1,25...1,75 раза выше, чем дросселированием ре-тентатной;

-для диапазона значений удельных энергозатрат 16...32 кДж/л можно определить такие значения базовых параметров, при которых обеспечивается скорость фильтрации, близкая к предельной (рис. 8).

Рисунок 8. Зависимость скорости фильтрации от удельных затрат энергии при = 5 м/с (а) и Ар™ = 2,5 бар (б); цифры у графиков - значения средней трансмембранной разности давлений (а) и средней скорости ретентага (б)

С помощью программного продукта СОЯМОЗР/о 1УогЬ проведено численное моделирование течений суспензии с полидисперсной твердой фазой в мембранном канале модуля.

В результате установлено, что частицы дисперсной фазы при турбулентном режиме стягиваются к оси мембранного канала и распределяются в радиальном направлении обратно пропорционально диаметру, что предполагает при микрофильтрации формирование на поверхности канала осадка из частиц наименьшего размера. Полученные значения градиентов давления согласуются со значениями, вычисленными в рамках разработанной математической модели процесса.

В третьей главе «Методики экспериментальных и теоретических исследований» представлены экспериментальные установки и методики: реологических исследований, исследования биокаталитической дестабилизации яблочного сока; определения физических характеристик суспензии яблочного сока и статистического распределения размеров частиц дисперсной фазы; определения

Рисунок 9. Инвариантная относительно температуры и концентрации веществ зависимость относительной вязкости сока от скорости сдвига

зависимости удельного сопротивления осадка (геля) от трансмембранной разности давлений; исследования процесса проточной микрофильтрации яблочного сока на пилотной мембранной установке; расчета многоступенчатых микрофильтрационных установок непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемой фазы.

В четвертой главе «Результаты теоретических и экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных исследований и дан их анализ. Обработка экспериментальных данных осуществлялась на ПК с помощью пакетов программ LabVIEW8.0 и МО Excel.

Лабораторные исследования реологических свойств яблочного сока проведены на оригинальном ротационном вискозиметре в режимах постоянного момента и постоянной угловой скорости ротора.

Установлено, что для натив-ного яблочного сока зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига описывается с коэффициентом корреляции ~ 0,7 степенным уравнением (2). Для концентрированного сока в диапазоне концентраций растворенных веществ 9...67 % зависимость вязкости от скорости сдвига описывается уравнением Керри (3) (рис. 9).

Лабораторное изучение дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами прямого внесения препаратов «Rapidase CR» и «.Rapidase C-80L» и биокатализа ферментами, иммобилизованными на силохроме СХ-80 проведено на оригинальной лабораторной установке. Для этих методов установлена значительная зависимость времени начала образования дисперсной фазы от гидродинамического режима ферментации (рис. 10).

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Рисунок 10. Зависимость времени начала образования дисперсной фазы от числа Рейнольдса для условий непрерывного процесса при прямом внесении ферментов при Т = 40 °С и концентрациях: «Ла/жйие С Я» — 0,01%; «ЯарМсве С-80Ь» -0,15%

1. с

Рисунок 11. Зависимость времени начала образования дисперсной фазы от температуры для препарата «ЛарШаяе С-801» (концентрация 0,15 %)

На рис. 11 представлена зависимость времени начала образования дисперсной фазы в соке от температуры при прямом внесении ферментного препарата. Энергия активации биохимических реакций, определенная по тренду кривой, составляет: £=115 кДж/моль.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование указанных ферментных препаратов как в прямом, так и иммобилизованном виде позволяет эффективно решить проблему разрушения коллоидной системы сока.

Оптическое исследование дисперсной фазы показало, что распределение размеров частиц, полученных при сепарации нативного сока, подчиняется экспоненциальному закону. Математическое ожидание диаметра составило d = 0,015 мм при стандартном отклонении -5 = 0,0205 мм. Для частиц, полученных ферментацией неосветленного сока, распределение размеров подчиняется закону Гаусса. Математическое ожидание диаметра d — 0,0021 мм; стандартное отклонение - S = 0,0018 мм.

Значения физических характеристик составили: плотность дисперсной фазы - р,)ф = 1364,5±205,5 кг/м3; плотность фильтрата - р„ = 1034±2,31 кг/м3; плотность осадка (геля) - рт = 1253±142,5 кг/м3; массовая концентрация дисперсной фазы в осадке Сг= 818±123 кг/м3 при ее объемном содержании ipr= 0,6.

Ka пилотной мембранной установке исследован процесс тупиковой микрофильтрации, в результате чего установлена адекватность модифицированного уравнения Дарси (9), на базе которого построена методика экспериментального определения удельного сопротивления осадка при тупиковой фильтрации.

Экспериментальное значение времени t*, отвечающее получению 2 л пермеата и образованию осадка расчетной толщиной 0,35 мм на поверхности фильтрации при трансмембранной разности давлений 2,5 бар, составило 46 с при теоретическом значении - 48 с. На рис. 12 красным цветом представлена теоретическая зависимость скорости тупиковой фильтрации от трансмембранной разности давлений для данного момента времени t*. Максимальное расхождение теоретической и экспериментальной зависимостей не превышает 9 %. Путем математической обработки представленных результатов установлен вид и параметры функции (11), входящей в уравнение (9) математической модели микрофильтрации:

гг = -2,46 ■ 10'2 Д/4, + 2,12 ■ 104Др1м + 2,85 • 109 Ар„ш + 3,1 ■ 10й (11)

На указанной установке исследован также процесс проточной микрофильтрации яблочного сока, выполнена проверка адекватности математической модели микрофильтрации, а также лабораторная отработка технологии осветле-

0,0003

0,0002

0,0000

Рисунок 12. Зависимость скорости тупиковой фильтрации от трансмембранной разности давлений для начального (верхняя кривая) и конечного /* (нижняя кривая) моментов времени

ния при температуре 40 °С без стадии ферментной обработки и с предварительной ферментацией (с отбором и без отбора имеющейся дисперсной фазы).

Установлено, что оптическая плотность сока, определенная по разработанной методике, вне зависимости от наличия стадии ферментации изменяется при микрофильтрации от (55...60) до (14...20) усл. ед. Значения концентраций растворенных веществ составили: в исходном продукте - 9,5 ± 0,4 %, фильтрате и концентрате соответственно 9,3 ± 0,25 % и 9,7 ± 0,5 % %; т.е. фильтрация сока через керамическую мембрану с порогом отсечки 500 кЭ практически не изменяет состава сока по растворенным веществам.

В стационарной фазе процесса предельная скорость фильтрации нефермен-тированного сока без дисперсной фазы при скорости ретентата 2,25 м/с составляет только 62 (л/ч)/м2, что вызвано, видимо, отложением геля в каналах мембраны, приводящем к снижению их эффективного сечения (рис. 13). Предварительная ферментация сока обеспечивает (2...4) - кратный рост скорости фильтрации для диапазона изменения концентраций

qK, (л/ч)/м2

-а_ 28

* * *

•О 6 о "

if » 73

J 115

Нсфермегл нрованньп сок 0

о 0.5 I 1,5 2 2,5 йр„,0ар

Рисунок 13. Зависимость скорости фильтрации от трансмембранной разности давлений при скорости ретентата ¡У, = 2,25 м/с; цифры у кривых - массовая кон-

центрация дисперсной фазы С/, кг/м

дисперсной фазы 28... 115 кг/м3, что обусловлено укрупнением частиц разрушенной коллоидной системы и формированием осадка преимущественно на поверхности мембранного элемента.

Адекватность математической модели проточной микрофильтрации и программы моделирования «SIMULATION CFM-MICROFILTRATION» установлена сопоставлением теоретических и экспериментальных значений ряда функций для нестационарной и стационарной фаз процесса микрофильтрации: qK = f(Cf, Артм ); К = qK/Apm = f(t, су ); q<b/kq(W2) = f(Cf);

АР = Рэх -РвьК=/($Ртм)-

Статистическая обработка результатов показала, что коэффициент корреляции для диапазонов варьирования: массовых концентраций дисперсной фазы - С/= 28... 115 кг/м3; трансмембранной разности давлений - = 0,25...2,5 бар; времени процесса - tф = 0...600 с; скоростей течения ретентата в мембранном канале - W. = 1.. 2.5 м/с составляет 0,867...0,992, что доказывает адекватность математической модели.

На базе методики, представленной в разделе 3, разработаны принципиальные схемы и рассчитаны двухступенчатая и одноступенчатая микрофильтрационные установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока производительностью 190 кг/ч по осветленному яблочному соку.

В пятой главе «Рекомендации по повышению эффективности функционирования технологической линии осветления яблочного сока» представлена принципиальная схема технологической линии непрерывного действия, полученная встраиванием разработанной двухступенчатой микрофильтрационной установка с рециркуляцией ретентата в известную схему, реализующую фер-ментно-желатиновый способ осветления. Приведены рекомендации по выбору энергоэффективных параметров функционирования микрофильтрационной установки в составе технологической линии производства яблочного сока и методам регулярной химической очистки керамических мембранных элементов.

Технико-экономические расчеты, выполненные применительно к одному из сокопроизводящих предприятий Республики Мордовия, показывают, что экономический эффект от внедрения микрофильтрационной технологии осветления яблочного сока за счет упрощения состава имеющейся технологической линии, снижения трудоемкости механизированных работ и приведенных затрат на производство может составить до 40 ООО рублей на 1000 л яблочного сока. При этом срок окупаемости дополнительных капитальных вложений составит менее 2,5 лет.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны методика, программа автоматизации реологических исследований «VISCOSIMETRY» (свидетельство РФ № 2011614944) и изучены реологические свойства яблочного сока. Установлено, что для нативного яблочного сока зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига может быть описана степенным уравнением с коэффициентом корреляции 0,7, для концентрированного сока в диапазоне массовых концентраций 9...67 % эта зависимость с коэффициентом корреляции 0,954 описывается уравнением Керри. Для данных уравнений установлен вид функций, связывающих реологические характеристики сока с температурой, концентрациями дисперсной фазы и растворенных веществ.

2. Получены аналитические выражения для определения профиля скоростей при ламинарном двухфазном течении в канале круглого сечения неньютоновских сред с различающейся вязкостью и реологическим поведением, описываемым степенным уравнением.

3. Разработаны математическая модель и программа «Simulation CFM-Microfütration» (свидетельство РФ № 2011616277) решения нестационарных задач тупиковой и проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением, учитывающие образование и аксиальное движение проницаемого осадка по цилиндрической поверхности керамического мембранного элемента.

4. В рамках указанной программы проведен теоретический анализ влияния на скорость фильтрации базовых параметров: скорости течения ретентата, трансмембранной разности давлений и концентрации дисперсной фазы. Для процесса проточной микрофильтрации через керамический элемент селективностью 500 kD, длиной L = 1200 мм и диаметром мембранного канала d, = 6 мм установлено, что:

- время выхода средней по длине мембранного канала скорости фильтрации на стационарное значение составляет 35...350 с;

- отложение осадка приводит к изменению конфигурации мембранных каналов керамического элемента, что увеличивает гидравлическое сопротивление потоку ретентата в 4,2...6,5 раз;

-диапазон значений трансмембранной разности давлений = 2...Ъбар является оптимальным для изученного процесса, поскольку отвечающие ему скорости фильтрации имеют значения, близкие к предельным;

- в области предельных скоростей микрофильтрации, зависимость последних от логарифма концентрации дисперсной фазы описывается линейной функцией, при этом графики для различных скоростей ретентата пересекают ось абсцисс в точке С) = 700 кг/м3, определяющей предел концентрирования;

- в диапазоне оптимальных значений трансмембранной разности давлений удельная энергоемкость процесса микрофильтрации при настройке давления дросселированием пермеатной магистрали в 1,25...1,75 раза выше, чем дросселированием ретентатной;

- диапазон удельных энергозатрат 16...32 кДж/л является оптимальным, поскольку для него можно определить значения базовых параметров, обеспечивающие скорость фильтрации, близкую к предельной.

5. В результате численного моделирования течений яблочного сока, проведенного с помощью программы СОБМОЗЬЧо М'огЬ, установлено, что частицы дисперсной фазы в условиях турбулентного режима стягиваются к оси мембранного канала и распределяются в радиальном направлении обратно пропорционально диаметру, что предполагает при микрофильтрации сока с полидисперсной фазой формирование на поверхности канала осадка из частиц наименьшего размера.

6. Разработана методика, лабораторная установка и исследован процесс дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами прямого внесения препаратов «Яар1с1а$е СК» и «Ля/ч'Лме С-80Ь» и биокатализа.

Для условий ферментации методом прямого внесения ферментов установлено, что при температуре 40 °С, кислотности сока рН = 4...5 и рекомендуемой изготовителем дозировке препаратов минимальное время образования дисперсной фазы составляет 10. ..12 мин и достигается при значении 11е < 200, при этом длительность непрерывного процесса не отличается от длительности периодического.

Для условий биокаталитической ферментации установлено, что эффективность системы «11ар1(1а5е СЯ - силохром СХ-80», оцениваемая отношением объема сока, осветленного за один цикл иммобилизации фермента, к массе носителя составляет 2...3 л/г, при этом минимальное время образования дисперсной фазы при температуре 40 "С, кислотности сока рН = 4...5 и IIе < 200 составляет в зависимости от массы биокатализатора 10. ..20 мин.

7. Разработаны методики определения плотности фаз яблочного сока и размера частиц дисперсной фазы. В результате исследований установлены параметры статистических функций распределения размеров и значения плотно-

сти дисперсной фазы, пермеата и ретентата с различной концентрацией частиц.

8. Проведена реконструкция пилотной мембранной установки, обеспечившая повышение точности регистрации первичных данных, разработаны методики экспериментов и программа автоматизации исследования процессов мембранного разделения «MEMBRANE» (свидетельство РФ № 2011612744), исследованы и отработаны основные стадии процесса осветления. В результате экспериментального изучения проточной микрофильтрации установлено, что:

- фильтрация яблочного сока через мембрану с порогом отсечки 500 kD практически не изменяет состава растворенных веществ;

- в стационарной фазе процесса скорость фильтрации ферментированного яблочного сока в зависимости от концентрации дисперсной фазы в 2...4 раза выше скорости фильтрации неферментированного, что обусловлено, видимо, укрупнением частиц разрушенной коллоидной системы и формированием осадка преимущественно на поверхности мембранного элемента;

- коэффициент корреляции теоретических и экспериментальных результатов для ряда базовых функций, связывающих параметры тупиковой и проточной микрофильтрации, составляет 0,86...0,99, что доказывает адекватность разработанной математической модели микрофильтрации и программы расчета «SIMULA TION CFM-MICR OF IL TRA TION».

9. Разработана методика и установлена из эксперимента с тупиковой микрофильтрацией яблочного сока с дисперсной фазой зависимость удельного сопротивления осадка от трансмембранной разности давлений.

10. Разработанная методика расчета микрофильтрационной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока, позволяет установить оптимальную компоновку мембранных модулей, рассчитать для них площадь фильтрации, количество мембранных элементов и гидравлическое сопротивление, определить энергоэффективные значения базовых параметров: трансмембранной разности давлений; скорости фильтрации, скорости течения ретентата и концентрации дисперсной фазы.

11. Разработан микрофильтрационный процесс осветления яблочного сока и состав технологической линии производительностью 190 кг/ч по осветленному соку. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии составит в условиях ООО «Агросоюз «Красное сельцо» при программе 12 000 л/год 487,3 тыс. р. при сроке окупаемости капиталовложений 2,1 года; при расширении производства до 25 000 л/г экономический эффект составит 779,81 тыс. р. при сроке окупаемости капиталовложений 1,3 года.

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

1. Алюханова О. А. Исследование реологических свойств яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, С. Б. Сысуев // Хранение и переработка сельхоз сырья. - 2010. - № 5. - С. 25-27.

2. Водяков В. Н. Ультрафильтрационное осветление яблочного сока / В. Н. Водяков, О. А. Алюханова // Техника и оборудование для села. - 2011. - № 6. - С. 17 -19.

Статьи в других изданиях, включая труды международных и всероссийских

научно-технических конференций

3. Алюханова О. А. Осветление яблочного сока ультрафильтрацией через керамическую мембрану фирмы «Тами Дойчланд» / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, С. Б. Сысуев, А. В. Котин, 10. А. Ильина // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем: Межвуз. сб. науч. тр./ МГУ им. Н.П. Огарева. - Саранск: Тип. ООО «МОРДОВИЯ-ЭКСПО», 2008. - С. 172-177.

4. Алюханова О. А. Технические задачи создания современного производства качественного яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, Р. 10. Слепцов // XXXVII Огаревскис чтения: Материалы науч. конф. В 3 ч. Ч. 3. Технические науки. -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2009. - С. 15-18.

5. Алюханова О. А. Инновационный технический процесс производства яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков П Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем: мат-лы Всерос. науч.-техн. конф./ МГУ им. Н.П. Огарева. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2009. - С. 350-356.

6. Алюханова О. А. Исследование технологического процесса ферментативного осветления яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, О. Ю. Демина // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем: мат-лы Всерос. науч.-техн. конф./ МГУ им. Н.П. Огарева. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2009. - С. 355- 360.

7. Кузнецов В. В. Лабораторный комплекс для исследования процессов ферментной обработки фруктово-ягодных соков / В. В. Кузнецов, О. А. Алюханова, В. Н. Водяков // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: сб. трудов восьмой международ, научно-практич. конф. - М. РУДН, 2009. С. 81-83.

8. Алюханова О. А. Исследование распределения размеров частиц дисперсной фазы яблочного сока / О. А. Алюханова, В. П. Водяков, А. С. Ефимкина // XXXVIII Огаревские чтения: материалы науч. конф. : в 3 ч. Ч. 3 : Технические науки. - Саранск, 2010.-С. 108-110.

9. Алюханова О. А. Исследование реологических характеристик концентрированного яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сб. статей IV Международ, науч.-практ. конф. - Пенза, 2010. - С. 45-48.

10. Алюханова О. А. Проблемы повышения эффективности производства высококачественных фруктово-ягодных соков / О. А. Алюханова // Материалы XIV науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева: в 2 ч. Ч. 1 : Технические и естественные науки. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 17-20.

11. Алюханова О. А. Лабораторный комплекс для исследования процессов мембранного разделения жидких сред // О. А. Алюханова, В. В. Кузнецов, В. Н. Водяков // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: сб. тр. IX международ, научно-практич. конф. - М ■ Изд-во РУДН, 2010.-С. 349-351.

12. Алюханова О. А. Исследование влияния гидродинамического режима ферментации на время начала разрушения коллоидной системы яблочного сока // О. А. Алюханова, В. Н. Водяков // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 58 - 61.

13. Алюханова О. А. Методика и результаты расчета микрофильтрационного блока установки для осветления яблочного сока // О. А. Алюханова, В. Н. Водяков //

Энергоэффективиые и ресурсосберегающие технологии и системы: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 407 - 417.

14. Алюханова О. А. Исследование технологий микрофильтрационного осветления яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, А. С. Ефимкина // XXXIX Огаревские чтения: мат-лы науч. конф. В 3 ч. Ч. 3. Технические науки. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2011.-С. 10- 14.

15. Алюханова О. А. Обоснование энергоэффективных параметров функционирования мембранного модуля / О. А. Алюханова // Мат-лы Международ, науч,-практич. конф. «Hurel Togoot». - Уланбатар, 2011. - С. 24 - 26.

16. Кузнецов В. В. Анализ распределения частиц дисперсной фазы яблочного сока в мембранном канале модуля / В. В. Кузнецов, В. Н. Водяков, О. А. Алюханова, О. Ю. Демина // Энергоэффективность технологии и средств механизации в АПК: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: «ПРОдвижение», 2011. С. 57-62.

17. Водяков В. Н. Исследование процесса отложения осадка на поверхности мембраны при тупиковой микрофильтрации яблочного сока / В. Н. Водяков, О. А. Алюханова, С. А. Саганов II Энергоэффективность технологии и средств механизации в АПК: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: «ПРОдвижение», 2011. С. 62 - 67.

18. Водяков В. Н. Математическая модель проточной микрофильтрации в модуле с керамическими мембранными элементами / В. Н. Водяков, В. В. Кузнецов, О. А. Алюханова, Е. И. Семкина // Энергоэффективность технологии и средств механизации в АПК: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: «ПРОдвижение», 2011. С. 67 - 77.

19. Алюханова О. А. Теоретический анализ нестационарного процесса проточной микрофильтрации яблочного сока / О. А. Алюханова, В. Н. Водяков, А. С. Ефимкина // Энергоэффекгивность технологии и средств механизации в АПК: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: «ПРОдвижение», 2011. С. 77 - 83.

20. Водяков В. Н. Теоретический анализ нестационарного процесса тупиковой микрофильтрации яблочного сока / В. Н. Водяков, О. А. Алюханова, Е. С. Миронов // Энергоэффективность технологии и средств механизации в АПК: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: «ПРОдвижение», 2011. С. 83 - 87.

Авторские свидетельства на программы ЭВМ

21. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011612744. Программа автоматизации исследований процессов мембранного разделения жидких сред «MEMBRANE». B.B. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н. Водяков; заявка № 2011611011 от 17.02.2011. Зарег. 6.04.2011.

22. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011614944. Программа автоматизации реологических исследований пищевых сред «V1SCOSIMETRY». В.В. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н. Водяков; заявка № 2011613097 от29.04.20И. Зарег. 23.06.2011.

23. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011616277. Программа моделирования микрофильтрационных процессов «Simulation CFM-Microfiltration». B.B. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н. Водяков; заявка № 2011614437 от 16.06.2011.Зарег. 10.08.2011.

Подписано в печать 10.11.11. Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1686.

Типография Издательства Мордовского университета 430005, Саранск, ул. Советская, 24.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Алюханова, Ольга Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕ- 12 ДОВАНИЯ

1.1 Значение в питании человека, химический состав и структура 12 различных видов яблочного сока

1.2 Современные технологии и оборудование для производства консервированного яблочного сока

1.2.1 Технологии извлечения сока из плодов

1.2.2 Технологии обработки (осветления) яблочного сока

1.2.3 Технологии консервирования

1.2.4 Требования к качеству готовой продукции

1.3 Реологические свойства пищевых сред, методы их изучения и 23 описания

1.4 Баромембранные технологии разделения и концентрирования 27 пищевых сред

1.4.1 Конструктивные особенности мембранных элементов и модулей

1.4.2 Поляризационные явления на мембранах и способы снижения их 32 влияния на скорость фильтрации

1.4.3 Математические модели процессов мембранного разделения

1.5 Классификация мембранных установок и принципы их проектно- 38 го расчета

1.6 Цели и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ 48 ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МЕМБРАННОГО v МОДУЛЯ ПРИ МИКРОФИЛЬТРАЦИИ ЯБЛОЧНОГО СОКА

2.1 Разработка нестационарной математической модели проточной 48 микрофильтрации

2.1.1 Выбор и обоснование реологической модели суспензии яблочно- 48 го сока

2.1.2 Основные допущения, граничные условия и уравнения модели

2.1.3 Описание алгоритма и программы «Simulation CFM- 69 Microfiltration» численного решения задачи нестационарной проточной микрофильтрации

2.2 Теоретический анализ нестационарного процесса тупиковой мик- 69 рофильтрации яблочного сока

2.3 Теоретический анализ нестационарного процесса проточной мик- 73 рофильтрации яблочного сока

2.4 Обоснование энергоэффективных параметров функционирования 79 мембранного модуля

2.5 Анализ распределения частиц дисперсной фазы яблочного сока в 82 напорном канале мембранного модуля

Выводы по главе

3 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ 89 ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Описание устройства и принципа работы комбинированного 89 вискозиметра ВРК-1 с компьютерной системой управления

3.2 Методика исследования зависимости вязкости яблочного сока от 92 концентрации растворенных веществ, температуры и скорости сдвига

3.3 Описание установки для ферментного осветления сока с 94 компьютерной системой управления

3.4 Методики исследования процессов ферментного осветления 96 яблочного сока

3.4.1 Методика исследования процесса ферментации методом прямого 96 внесения препарата

3.4.2 Методика исследования процесса ферментации методом 99 иммобилизации на носителях

3.5 Методика исследования размеров частиц дисперсной фазы и носителя ферментного препарата

3.6 Методика определения физических характеристик суспензии яблочного сока

3.7 Описание пилотной мембранной установки с компьютерной системой управления

3.8 Методики исследования процесса микрофильтрации яблочного сока

3.8.1 Методика исследования нестационарного процесса тупиковой микрофильтрации

3.8.2 Методика исследования процесса проточной микрофильтрации

3.9 Методика расчета ступенчатой микрофильтрационной установки непрерывного действия Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Зависимость динамической вязкости сока от концентрации сухих веществ, температуры и скорости сдвига

4.2 Результаты исследования процесса ферментации яблочного сока

4.2.1 Результаты исследования процесса ферментации методом прямого внесения препарата

4.2.2 Результаты исследования процесса ферментации методом иммобилизации на носителях

4.3 Физические характеристики суспензии яблочного сока

4.4 Результаты исследования размеров частиц дисперсной фазы и носителя ферментного препарата

4.5 Результаты исследования микрофильтрации суспензии яблочного сока на мембранной установке

4.5.1 Результаты исследования нестационарного процесса тупиковой микрофильтрации

4.5.2 Результаты исследования процесса проточной микрофильтрации

4.5.3 Результаты проверки адекватности математической модели 145 4.6 Результаты расчета микрофильтрационной установки для осветления яблочного сока

Выводы по главе

5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ 159 ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ОСВЕТЛЕНИЯ ЯБЛОЧНОГО СОКА

5.1 Рекомендации по повышению эффективности функционирования 159 микрофильтрационной установки

5.2 Технологическая схема и состав промышленной линии для производства осветленного яблочного сока

5.3 Расчет экономической эффективности

Введение 2011 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Алюханова, Ольга Александровна

Актуальность проблемы. Соки являются важным продуктом питания, так как наряду со свежими фруктами и овощами обеспечивают человеческий организм набором всех физиологически активных веществ - витаминов, макро- и микроэлементов, полифенолов и многих других, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека.

Одной из важнейших стадий технологического процесса производства яблочного сока является стадия осветления, которая обеспечивает улучшение товарного вида и органолептических свойств продукта, а также его стабилизацию в течение времени хранения.

Традиционные методы производства предусматривают фильтрацию свежеотжатого сока через пористые перегородки с потерей части ценных веществ, ввод консервантов и применение тепловой стерилизации для обеспечения требуемых сроков хранения;' Данные технологии не гарантируют полного удаления частиц плодовой мякоти и получения конечного продукта с высоким уровнем органолептических показателей и пищевой ценности.

Соответствие международным стандартам достигается применением; мембранных технологий, которые обеспечивают более высокий выход, улучшение вкуса, товарного вида и пищевой ценности плодово-ягодных соков (сохранение витаминов, аминокислот и др. биологически активных компонентов) за счет отказа от консервантов и стадии тепловой стерилизации. Комбинирование различных видов мембранных процессов (например, микрофильтрационных и обратноосмотических) позволяет создавать неэнергоемкие технологии концентрирования соков и получать новые виды продуктов с ре1у-лируемым минеральным и углеводным составом.

Наряду с повышением качества использование мембранных установок (особенно на базе современных керамических мембран со сроком службы более 10 лет) в составе технологических линий производства соков дает возможности улучшения и экономических показателей предприятий за счет упрощения состава линий и снижения энергоемкости процессов.

Как показал анализ литературных источников, основными проблемами, сдерживающими широкое применение мембранных технологий в производстве плодоовощных и, в частности, яблочных соков, является весьма высокая стоимость мембранных установок, обусловленная большой площадью фильтрации, компенсирующей снижение производительности из-за отложения осадка (геля) на поверхности мембран. Выбор эффективных (минимизирующих площадь фильтрации и энергоемкость процесса) параметров функционирования проточных микрофильтрационных установок непрерывного действия осложняется отсутствием научно-обоснованных методик расчета, которые учитывали бы нестационарность процесса, нелинейность реологического поведения перерабатываемых сред и позволяли осуществлять оптимальную компоновку мембранных модулей по ступеням концентрирования.

В связи с вышеизложенным исследования, ставящие целью обоснование рациональных параметров проточной микрофильтрационной установки непрерывного действия с керамическими мембранными элементами для осветления яблочного сока, являются актуальными.

Цель исследования. Обоснование рациональных параметров установки непрерывного действия с керамическими мембранными элементами д ля осветления яблочного сока на основе моделирования гидродинамических условий проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением.

Объект исследования. Проточные установки с керамическими мембранными элементами для разделения гетерогенных жидких систем.

Предмет исследования. Закономерности нестационарного процесса проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением при образовании на цилиндрической фильтрующей поверхности проницаемого аксиально-подвижного осадка.

Методы исследования. Общая методика исследования предусматривала: установление факта низкой производительности мембранных установок при осветлении яблочного сока; разработку математической модели проточной микрофильтрации и программы для ЭВМ; создание установок, методик и определение физических характеристик яблочного сока; проверку адекватности математической модели; численный анализ проточной микрофильтрации; создание методик, установок и изучение ферментной дестабилизации коллоидной системы сока; модернизацию пилотной мембранной установки и экспериментальную отработку основных стадий процесса осветления с выпуском опытных партий продукта; разработку методики расчета и принципиальной схемы проточной мембранной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока для производства осветленного яблочного сока.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием в работе: теоретических положений гидродинамики, реологии нелинейных сред, теории мембранных процессов, современных методов математического моделирования и высокоуровневого интегрированного пакета &?/«/-УУогЬ с модулем СОЗМОБРІоЖогЬ (№ 9710 0054 3028 4733). Адекватность математических моделей подтверждена сопоставлением теоретических и экспериментальных значений ряда базовых функций с коэффициентом корреляции 0,86.0,99. Достоверность использованных в математических моделях экспериментальных данных обеспечена статистической обработкой результатов и оценкой погрешности экспериментов. Достоверность и эффективность практических рекомендаций обоснована установленными закономерностями и отработкой основных стадий процесса микрофильтрации на пилотной мембранной установке, оснащенной высокоточными приборами и компьютерной системой управления и регистрации первичных данных.

Положения, выносимые на защиту:

- методика и результаты исследования дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами биокатализа и прямого внесения пектоли-тических препаратов «Яар1йазе СЯ» и «Ларгс^аяе С-80Ь»;

- методика и результаты расчета проточной микрофильтрационной установки непрерывного действия для осветления яблочного сока. 'V

Научная новизна:

- разработана методика расчета проточной микрофильтрационной установки непрерывного действия, позволяющая установить оптимальную компоновку мембранных модулей по ступеням концентрирования и рассчитать эффективные параметры ее функционирования при осветлении яблочного сока; физическим и математическим моделированием установлено, что в области предельных скоростей микрофильтрации, зависимость последних от логарифма концентрации дисперсной фазы описывается линейной функцией, при этом графики для различных скоростей ретентата пересекают ось абс- „

•5 цисс в точке С) ~ 700 кг/м , определяющей предел концентрирования.

Практическую значимость представляют;

- результаты теоретического и экспериментального изучения влияния на скорость микрофильтрации базовых параметров проточного процесса: методика расчета проточной многоступенчатой микрофильтрационной установки непрерывного действия с рециркуляцией концентрируемого потока; программа «,Simulation CFM-Micrqfiltration» (свидетельство РФ № 2011616277) численного решения нестационарных задач проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением; технологический процесс осветления яблочного сока и принципиальные схемы проточной микрофильтрационной установки с рециркуляцией концентрируемого потока и линии осветления яблочного сока.

Реализация результатов исследований. Принципиальная схема и состав микрофильтрационной установки, технологический процесс мембранного осветления яблочного сока приняты к внедрению в ГУП РМ «Совхоз «Мордовский» (РМ, Ардатовский р-н) и ООО «Агросоюз «Красное сельцо» (РМ, г. Рузаевка); лабораторный комплекс для изучения процессов осветления, пилотная мембранная установка с компьютерной системой управления, программа «Simulation CFM-Micrqfiltration» и методика расчета мембранных установок непрерывного действия внедрены в учебном процессе ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н. П. Огарева»; техническая документация на изготовление микрофильтрационных установок проточного типа принята к внедрению в малом инновационном предприятии ООО «ЭФФЕКТ ГАРАНТИЯ».

Апробация. Основные положения и результаты исследований докладывались на Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем» (г. Саранск, 2008 - 2009 г.); XXXVI, XXXVII, XXXVIII и XXXIX Огаревских чтениях ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н. П. Огарева» (г. Саранск, 2008 - 2010 г.); XIII, XIV, XV научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» (г. Саранск, 2008, 2010, 2011 г.); итоговой региональной научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии» (г. Саранск, 2010 г.); VIII, IX Международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» (г. Москва, 2009 - 2010 г.); IV Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2010 г.); научно-практической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы» (г. Саранск, 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Энергоэффективные технологии и средства механизации в АПК» (г. Саранск, 2011 г.); Международной научнопрактической конференции «Khurel Togoot» (г. Уланбатар, 2011 г.); на расширенном заседании кафедры механизации переработки сельскохозяйственной продукции ГОУВПО «МГУ им. Н. П. Огарева» (2011 г.).

Диссертант является победителем программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») (2010 - 2012 г.), в 2011 г. удостоен бронзовой медали XIV Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед 2011» за разработку «Инновационный технологический процесс производства яблочного сока».

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 30 печатных работах, в том числе 2 в изданиях по «Перечню.» ВАК Минобразования и науки РФ, получено 3 свидетельства на программы ЭВМ «Программа автоматизации исследований процессов мембранного разделения жидких сред «Membrane», «Программа автоматизации реологических исследований пищевых сред «Viscosimetry» и «Программа моделирования микрофильтрационных процессов «Simulation CFM-Microfiltration».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 195 страницах машинописного текста, включает 69 рисунков и 15 таблиц, список литературы содержит 234 наименований. Работа оформлена в соответствии с требованиями и правилами, предусмотренными стандартом СТП 006-2009 ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева».

Заключение диссертация на тему "Обоснование параметров проточной микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Установлено, что для нативного яблочного сока зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига может быть описана степенным уравнением с коэффициентом корреляции 0,7, для концентрированного сока в диапазоне массовых концентраций 9.67 % эта зависимость с коэффициентом корреляции 0,954 описывается уравнением Керри.

Для данных уравнений установлен вид функций, связывающих реологические характеристики сока с температурой, концентрациями дисперсной фазы и растворенных веществ.

3. Разработаны математическая модель и программа «Simulation CFM-Microfiltration» (свидетельство РФ № 2011616277) решения нестационарных задач тупиковой и проточной микрофильтрации суспензий с нелинейным реологическим поведением, учитывающие образование и аксиальное движение проницаемого осадка по цилиндрической поверхности керамического мембранного элемента.

4. В рамках указанной программы проведен теоретический анализ влияния на скорость фильтрации базовых параметров: скорости течения ре-тентата, трансмембранной разности давлений и концентрации дисперсной фазы. Для процесса проточной микрофильтрации через керамический элемент селективностью 500 kD, длиной L = 1200 мм и диаметром мембранного канала d3 = 6 мм установлено, что:

- время выхода средней по длине мембранного канала скорости фильтрации на стационарное значение составляет 35.350 с;

- отложение осадка приводит к изменению конфигурации мембранных каналов керамического элемента, что увеличивает гидравлическое сопротивление потоку ретентата в 4,2. .6,5 раз;

- диапазон значений трансмембранной разности давлений Ар'^ = 2.3 бар является оптимальным для изученного процесса, поскольку отвечающие ему скорости фильтрации имеют значения, близкие к предельным;

- в области предельных скоростей микрофильтрации, зависимость последних от логарифма концентрации дисперсной фазы описывается линейной функцией, при этом графики для различных скоростей ретентата пересекают ось абсцисс в точке С* £ 700 кг/м3, определяющей предел концентрирования;

- в диапазоне оптимальных значений трансмембранной разности давлений удельная энергоемкость процесса микрофильтрации при настройке давления дросселированием пермеатной магистрали в 1,25. 1,75 раза выше, чем дросселированием ретентатной;

- диапазон удельных энергозатрат 16.32 кДж/л является оптимальным, поскольку для него можно определить значения базовых параметров, обеспечивающие скорость фильтрации, близкую к предельной.

5. В результате численного моделирования течений яблочного сока, проведенного с помощью программы СОБМОБРЬ ЖогЬ, установлено, что частицы дисперсной фазы в условиях турбулентного режима стягиваются к оси мембранного канала и распределяются в радиальном направлении обратно пропорционально диаметру, что предполагает при микрофильтрации сока с полидисперсной фазой формирование на поверхности канала осадка из частиц наименьшего размера.

6. Разработана методика, лабораторная установка и исследован процесс дестабилизации коллоидной системы яблочного сока методами прямого внесения препаратов «Яар1с1азе СЯ» и «ЯаргЛазе С-80Ь» и биокатализа.

Для условий ферментации методом прямого внесения ферментов установлено, что при температуре 40 °С, кислотности сока рН = 4.5 и рекомендуемой изготовителем дозировке препаратов минимальное время образования дисперсной фазы составляет 10. 12 мин и достигается при значении Re < 200, при этом длительность непрерывного процесса не отличается от длительности периодического.

Для условий биокаталитической ферментации установлено, что эффективность системы «Rapidase CR - силохром СХ-80», оцениваемая отношением объема сока, осветленного за один цикл иммобилизации фермента, к массе носителя составляет 2.3 л/г, при этом минимальное время образования дисперсной фазы при температуре 40 °С, кислотности сока рН = 4.5 и Re < 200 составляет в зависимости от массы биокатализатора 10.20 мин.

- в стационарной фазе процесса скорость фильтрации ферментированного яблочного сока в зависимости от концентрации дисперсной фазы в 2.4 раза выше скорости фильтрации неферментированного, что обусловлено, видимо, укрупнением частиц разрушенной коллоидной системы и формированием осадка преимущественно на поверхности мембранного элемента;

- коэффициент корреляции теоретических и экспериментальных результатов для ряда базовых функций, связывающих параметры тупиковой и проточной микрофильтрации, составляет 0,86.0,99, что доказывает адекватность разработанной математической модели микрофильтрации и программы расчета «.SIMULATION CFM-MICROFILTRA TION».

11. Разработан микрофильтрационный процесс осветления яблочного сока и состав технологической линии производительностью 190 кг/ч по осветленному соку. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии составит в условиях ООО «Агросоюз «Красное сельцо» при программе 12 ООО л/год 487,3 тыс. р. при сроке окупаемости капиталовложений 2,1 года; при расширении производства до 25 ООО л/г экономический эффект составит 779,81 тыс. р. при сроке окупаемости капиталовложений 1,3 года.

Библиография Алюханова, Ольга Александровна, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1. Шобингер У. Плодово-ягодные и овощные соки./ пер. с нем. Ф.И. Шубин, под ред. к.т.н. А.Н. Самсоновой М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1982 - 280 с.

2. Троян З.А. Производство и реализация свежеотжатых соков. / З.А. Троян, Ж.Н. Боненко, Н.В. Юрченко // Хранение и переработка сельхозсырья, 2008, №10.-с. 39-40.

3. Дотарецкий В.А. Производство концентратов, экстрактов и безалкогольный напитков. Справочник / В.А. Дотарецкий. Киев: Урожай, 1990. - 244 с.

4. Преснякова О.П. Проблемы производства и потребления соков / О.П. Преснякова // Пиво и напитки. 2004, №6, с. 4 5.

5. Конь И.Я. Фруктовые и плодово-ягодные соки и напитки в питании детей раннего возраста / И.Я. Конь, О.В. Георгиева, В.И. Куркова. Новосибирск: Наука Сиб. Отд., 1975. - с 42 - 45.

6. Гореньков Э.С. Пищевая и биологическая ценность фруктовых и овощных соков, особенности технологии производства / Э.С. Гореньков // Вопр. питан. 1999; №2. С. 27-29. . ^

7. Фан-Юнг А.Ф. Осветление и фильтрование фруктовых соков / А.Ф. Фан-Юнг-М. : Пищ. пром-сть, 1967/-208 с.

8. Аминов М.С. Технология переработки плодов и ягод при производстве соков / М.С. Аминов, Д.С. Джаруллаев. Махачкала: Дагестан, книж. изд-во, 1998.-149 с.

9. Самсонова А.Н. Фруктовые и овощные соки /А.Н. Самсонова, В.Б. Ушева. -М.: Агропромиздат, 1990.—280 с.

10. ГОСТ Р 51398-99. Соки, нектары и сокосодержащие напитки. Термины и определения. М.: Госстандарт России, 2000. - 7 с.

11. Г0СТ Р 52184-2003. Соки фруктовые прямого отжима. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 25 с.

12. ГОСТ Р 52186-2003. Соки фруктовые восстановленные. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 24 с.

13. ГОСТ Р 52187-2003. Нектары фруктовые. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 22 с.

14. The world offruit juice. / 15th IFU Congress in the Hague. Brew, and Bevevage Ind. Int. 2007, №5, c. 72 79.

15. Троян 3. А. Минеральный и аминокислотный состав натурального осветленного яблочного сока / 3. А. Троян, H. Н. Корастилева // Хранение и переработка сельхозсырья, №3,2006. С. 27.

16. Давыдов В.В. Мембранные технологии и установки микрофильтрации и стабилизации вин и виноматериалов /В.В. Давыдов, Г.Г. Каграманов // Ликероводоч. пр-во и виноделие. -2003, № 6, с. 10-11.

17. Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов: справочник МакКанса и Уиддоусона /пер. с англ. СПб.: Профессия, 2006. -416 с.

18. Химический состав Российских продуктов питания: справочник / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М.: Дели принт, 2002. - 236 с.

19. La clarification du jus de pommes / ТАМ Industries, 1999. 21 с.

20. Агеева Н.М. Стабилизация виноградных вин: теоретические аспекты и практические рекомендации / Н.М. Агеева. Краснодар: СевероКавказский зональный НИИ садоводства и виноградства Россельхозакадемии, 2007.-251 с.

21. Риберо-Гайон Ж. Теория и практика виноделия. Т. 4. Осветление и стабилизация вин. Оборудование и аппаратура. Пер. с франц. / Ж. Риберо-Гайон, Э. Пейно, П. Риберо-Гайон, П. Сюдро. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1981.-416 с.

22. Справочник по производству консервов. Т. 4. Консервы из растительного сырья / под ред. В.И. Рогачева. М.: Пищ. пром-сть, 1974.

23. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы / под ред. Б.Л. Флауменбаума. М.: Колос, 1993.

24. Рогачев В.И. Справочник технолога плодоовощного консервного производства / В.И. Рогачев. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1984 г. - 408 с.

25. Фан-Юнг А.Ф. Технология консервированных плодов, овощей, мяса и рыбы / А.Ф. Фан-Юнг, Б.Л. Флауменбаум, А.К. Изотов. М.: Пищ. пром-сть, 1980.-336 с.

26. Общая технология пищевых производств / под ред. А.П. Ковальской. М.: Колос, 1993.-384 с. . .

27. Скрипников Ю.Г. Технология переработки плодов и ягод / Ю.Г. Скрипни-ков. М.: Агропромиздат, 1988.3 l.Sourirajn S. Reverse Osmosis and Synthetic Membranes / Ottawa, National Research Council Canada, 1977. 620p.

28. Технология переработки продукции растениеводства / под ред. Н.М. Личко. М.: Колос, 2000. - 552 с.

29. Широков Е.П. Технология хранения и переработки плодов и овощей с основами стандартизации / Е.П. Широков. М.: Агропромиздат, 1988.

30. Технологическая инструкция по производству консервов соков фруктовых прямого отжима. РМ, МО Рузаевка, ГУП РМ «Совхоз «Красное Сельцо», 2006. - 7 с.

31. Козлова H.A. Применение ферментного препарата Пектомацерин Г10х с различным полиэнзимным комплексом для ферментолиза плодового сырья / H.A. Козлова, Э.С. Горенков, JI.B. Киселева // Хранение и переработка сельхозсырья, 2006, № 6, с. 48 50.

32. Хамачек Й. Сепараторы и декантеры для производства фруктовых и овощных соков / Й. Хамачек, К.-Х. Бюлер, П. Шёттлер, В. Гюнневиг // На-учно-технич. Док. № 18, изд. 1. Вестфалия сепаратор АГ, 1995. - 50 с.

33. Барашкин Д.А. Обоснование усовершенствованной технологии соков и напитков функционального назначения: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.01/ Д. А. Барашкин. Краснодар, 2003. - 23 с.

34. Пустовалов Д.В. Технология и линия для отжима яблочного сока: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.20.01/ Д.В. Пустовалов. Мичуринск, 2004.-23 с.

35. Константинова И.А. Качественный анализ соков / И.А. Константинова, Л.В. Чупанова // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук: Мат-лы Межвуз. науч.-технич. конф. Вып. 2. Уфа: УГНТУ, 2006, с. 206 - 208.

36. Al.Carrin Е.М. Characterization of starch in apple juice and its degradation by amylases/ Carrin E.M., Ceci L.N., Lozano J.E. // Food Chem. 2004, 87, M2, с. 173-178.

37. Панасюк А.Л. Использование отечественного ферментного препарата По-ликанесцин при производстве яблочных виноматериалов. / А.Л. Панасюк, А.Е. Линецкая, Л.И. Розина, Л.А. Пелих. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2006, №3. С. 20-23.

38. Римарева JI.B. Биокаталитические нанотехнологии для перерабатывающих отраслей АПК / Л.В. Римарева // Хранение и переработка сельхозсы-рья, 2009, № 1.С. 50-53.

39. Яцина А.Н Осветление виноградного сусла / А.Н. Яцина, З.Б.Магомедов,

40. A.A. Талвари // Пищ. пром-сть. М., 1988, №8. С. 29 - 31.

41. Козлова H.A. Совершенствование промышленной технологии плодоовощных пюре и соков с применением ферментных препаратов: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.01/H.A. Козлова. -М., 2006. 27 с.

42. Матко С. Освітлення яблучного соку палигорськітом / С. Матко, В. Манк, Л. Мельник, Н. Жестерева // Харч, і перероб. пром-сть. 2004, №12, с. 24 25.

43. Преснякова О.П. Разработка рациональной технологии осветления виноградного сока: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.01/ О.П. Преснякова.-М., 2005.-21 с.

44. Сарафанова Л.А. Применение пищевых добавок в индустрии напитков / Л.А. Сарафанова. СПб.: Профессия, 2007. - 240 с.

45. Петров А.Н. Технология продуктов детского питания / А.Н. Петров, А.Г. Галстян, А.Ю. Просеков, С.Ю. Юрьева. Кемерово: Кемеров. технол. ин-т пищ. пром-сти, 2006. -156 с.

46. Биотехнология: учеб. пособие для вузов. В 8 кн. / под ред. Н.С. Егорова,

47. B.Д. Самуилова. КН. 7: Иммобилизованные ферменты / И.В. Березин, Н.Л. Клячко, A.B. Левашов и др. -М.: Высш. шк., 1987. 159 с.

48. Хушматов А.Т. Осветление и стабилизация прозрачности вин Таджикистана местными бентонитами и полимерными материалами: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 02.00.04/ А.Т. Хушматов. Душанбе, 2000. - 20 с.

49. Полякова И.В. Разработка рациональной технологии переработки плодово-ягодного сырья в ликероводочном производстве: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.01 /И.В. Полякова. -М.: МГУТУ, 2009.-26 с.

50. Смирнов В.Б. Ультрафильтрация технологически обоснованный метод подготовки воды / В.Б. Смирнов, А.Р. Сидоров // Ликероводоч. произ-во и виноделие, 2007. - с. 26 - 27.

51. Седякина Т.В. Осветление яблочного сока методом ультрафильтрации: ав-тореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.12 / Т.В. Седякина. М., 1989. - 23 с.

52. Брык М.Т. Мембранная технология в пищевой промышленности / М.Т. Брык, В.Н. Голубев. Киев: Урожай, 1991 г. - 220 с.

53. Вопияшин О.Я. Микро- и ультрафильтрация на керамических мембранах при производстве соков / О.Я. Вопияшин // Пищ. пром-сть. 2004, №7, с. 60 61.

54. Электронная страница Производство яблочного/грушевого сока Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.novozvmes.ru/. Запи. с экрана.

55. Элленгорн C.M. Совершенствование процесса ультрафильтрации молока и расчет ультрафильтрационных установок непрерывного действия: авто-реф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.12 /С.М. Элленгорн. -М., 1987.- 16 с.

56. Шапошник В.А. Мембранные методы разделения смесей веществ / В.А. Шапошник // Соросовский образовательный журнал. 1999, №9, с. 27 32.

57. Kosvintsev S. Modelling of dead-end microfiltration with pore blocking and cake formation/ S. Kosvintsev, R.G. Holdich, I.W. Cumming, V.M. Starov //J. Membrane Science. 2002. V. 208, p. 181 -192.

58. Mavrov V. Comparative study of different MF and UF membranes for drinking water production / V. Mavrov, H. Chmiel, J. Kluth, J. Meier, F. Heinrich, P.

59. Ames, К. Backes, P. Usner//Desalination. 1998. V. 117, p. 189-196.

60. Уонг Д. Ферментация и технология ферментов / Д. Уонг. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1983. - 336 с.69.3имон А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. М.: Агар, 2001.-318 с.

61. Коновалова В.В. Мембраны с иммобилизованными бактериями и их функциональные свойства: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.17.18 / В.В. Коновалова / Нац. ун-т «Киево-Могилян. акад.». К., 2001. - 16 с.

62. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, A.A. Кочет-кова. СПб.: ГИОРД, 2003. - 640 с.

63. Гореликова Г.А. Основы современной пищевой биотехнологии / Г.А. Го-реликова. Кемерово: Кемер. технол. ин-т пищ. пром-сти, 2004. - 100 с.

64. Голубев В.Н. Пищевая биотехнология / В.Н. Голубев, И.Н. Жиганов. М.:1. Делипринт, 2001.- 123 с.

65. Лялин В.А. Теория и практика создания и внедрение аппаратов и установок для ультрафильтрации биологических растворов и сушки получаемых продуктов: автореф. дисс. . д-ра техн. наук: 05.18.12 / В.А. Лялин. М., 1991.-54 с.

66. Ферменты и иммобилизованные ферменты в народном хозяйстве: сб. ст. / ВНИИ прикл. биохимии / под ред. А.К. Арене. Рига: Авотс, 1987. - 198 с.

67. Самарцев М.А. Применение иммобилизованных ферментов в промышленных процессах / М.А. Самарцев, Н.В. Беляков, А.И. Кестнер. М.: ОНТИТЭИмикробиопром, 1984. - 58 с.

68. Ревин В.В. Введение в биотехнологию: от пробирки до биореактора: учеб. пособие /В.В. Ревин, ДА. Кадималиев, H.A. Атыкян. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. - 256 с.

69. Евтушенков А.Н. Введение в биотехнологию: курс лекций / А.Н. Евтушенков, Ю.К. Фомичев. Мн.: БГУ, 2002. - 105 с.

70. Элленгорн С.М. Методика расчета ультрафильтрационных установок непрерывного действия / С.М. Элленгорн, В.А. Лялин // Пищевая и перерабатывающая промышленность. 1986. -№5. С. 47 - 49.

71. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др. -М.: Академия, 2005. 608 с.

72. Тривен М. Иммобилизованные ферменты: пер с анг. / М. Тривен. М.: Мир, 1983.-213 с.

73. Ревин В.В. Лабораторный практикум по биотехнологии. Ч. 1 / В.В. Ревин, Д.А. Кадималиев, А;А: Московкин. Саранск: изд-во Мордов. ун-та, 2000. -292 с.

74. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов / И.М. Грачева, А.Ю. Кривова. М: Агропромиздат, 1987. - 335 с.

75. Дэвени Т. Аминокислоты, пептиды и белки / Т. Дэвени, Я. Гергей. М.: Мир, 1976.-364 с.

76. Волова Т.Г. Биотехнология / Т.Г. Волова. Новосибирск: изд-во Сибирского отд. Рос. Академии наук, 1999.-252 с.

77. Бекер М.Е. Биотехнология / М.Е. Беккер, Г.К. Лиепинын, Е.П. Райпулис. -М.: Агропромиздат, 1990. 334 с.

78. Биотехнология. Принципы и применение: Пер. с англ. / под ред. И. Хиг-гинса, Д. Беста, Дж. Джонса. М.: Мир, 1988. - 480 с.

79. Введение в прикладную энзимологию / под ред. И.В. Березина, К. Марти-нека. М.: изд-во Моск. ун-та, 1982. - 384 с.

80. Елинов Н.П. Основы биотехнологии / Н.П. Блинов. СПб: Наука, 1995. -600 с.

81. Элленгорн С.М. К расчету ультрафильтрационных установок / С.М. Эл-ленгорн, П.А. Володин, В.А. Лялин // Труды ВНИЭКИПпродмаш. 1982. -№58. С. 68-72.

82. Элленгорн С.М. Определение оптимального распределения поверхности фильтрации по секциям в ультрафильтрационной установке непрерывного действия / С.М. Элленгорн, П.А. Володин, В.А. Лялин, В.Е. Баранов // Труды ВНИЭКИПпродмаш. 1983. -№59. С. 76 - 79.

83. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды: Пер. с англ.; под ред. В.Г. Дебабова. М.: Мир, 1987. - 411 с.

84. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы: Пер. с англ. / под ред. Дж. Вудворда. М.: Мир, 1988. - 215 с.

85. Синицын А.П. Иммобилизованные клетки микроорганизмов / А.П. Сини-цын, Е.И. Райнина, В.И. Лозинский, С.Д. Спасов. М.: Изд-во МГУ, 1994. -288 с.

86. Брык М.Т. Мембранная технология в промышленности / М.Т. Брык, Е.А. Цапнюк, A.A. Твердый. Киев: Техника, 1990 г. - 247 с.

87. Хванг С.-Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения: пер. с англ. Под ред. Проф. Дытнерского Ю.И. М.: Химия, 1981. - 464 с.

88. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких сред / Ю.И. Дытнерский. М : Химия, 1975 - 232 с.

89. Фетисов Е.А. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока / Е.А. Фетисов, А.П. Чагаровский. М : Агропромиздат, 1991 - 272 с.

90. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю.И. Дыт-нерский. М.: Химия, 1978. - 352 с.

91. Rautenbach R. Membranverfahren / R. Rautenbach. Berlin: Springer, 1997.

92. Мулдер M. Введение в мембранную технологию / М. Мулдер. М: Мир, 1999 - 648 с.

93. Брок Т. Мембранная фильтрация / Т. Брок. М.: Мир, 1987. - 464 с.

94. Брык М.Т. Ультрафильтрация / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк, отв. ред. А.Т. Пилипенко; АН УССР. Ин-т коллоид, химии и химии воды им. A.B. Ду-манского. Киев: Наук, думка, 1989. - 288 с.

95. Платэ H.A. Мембранные технологии авангардное направление развития науки и техники XXI века / H.A. Платэ. - М.: Химия, 2000. - 51 с.

96. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы: теория и расчет / Ю.И. Дытнерский. М.: Химия, 1994. - 271 с.

97. Агеев Е.П. Мембранные процессы разделения / Е.П. Агеев // Крит, технологии. Мембраны. 2001. № 9. С. 42 56.

98. Дубяга В.П. Нанотехнологии и мембраны / В.П. Дубяга, И.Б. Бесфамильный // Крит, технологии. Мембраны. 2005. № 3. С. 11-16.

99. Технологические процессы с применением мембран / под ред. P.E. Лейси, С. Лёб: пер. с англ. М.: Мир, 1976. - 372 с

100. Сидорович Т.В. Ультрафильтрация в процессах разделения и концентрирования жидких сред: автореф. дисс. .канд. физ.-мат. наук: 01.04.14 / Т.В. Сидорович. Минск, Акад. науч. комплекс «Ин-т тепло- и массооб-мена им. A.B. Лыкова», 2000. - 19 с.

101. WeinandR. Cross-Flow-Microfiltration im großtechnischen Einsatz. Z. 2/R. Weinand, A. Krück// Weinwirt. Techn. 1989, №3, c. 8- 13.

102. Усанов И.В. Совершенствование процесса ультрафильтрации растворов биологических веществ: автореф. дисс. .канд. техн. наук: 05.18.12 / И.В. Усанов. -М., Моск. технол. ин-т пищ. пром-сти, 1991. 21 с.

103. Викуль С. И. Технология ультрафильтрации плодово-ягодных соков, обогащенных биополимерами: автореф. дисс. .канд. техн. наук: 05.18.13 / С.И. Викуль. О., Одес. акад. пищ. технологий, 1995. - 16 с.

104. Плаксин Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств / Ю.М. Плаксин, H.H. Малахов, В.А. Ларин. М.: КолосС, 2005. - 760 с.

105. Полякова И.В. Ультрафильтрационное концентрирование пектинсодер-жащих экстрактов из плодово-ягодного сырья / И.В. Полякова, А.Б. Дани-ловцева// Хранение и переработка сельхозсырья, 2009, № 10, с. 13 16.

106. Горенков Э.С. Предварительная обработка сокоматериалов перед ультрафильтрацией / Э.С. Горенков, З.А. Троян, H.H. Корастилева // Пищ. пром-сть. 1999, №5.

107. Чеботарев Е.А. Микрофильтрационное разделение пищевых жидкостей в роторно-дисковом аппарате / Е.А.Чеботарев, Е.Г. Папуш, В.В. Темирче-ва, Ю.В. Коновалова // Вестник СевКавГТУ, серия «Продовольствие», 2003, №1 (6).

108. Асланов В.А. Обоснование и совершенствование технологии осветления виноградных вин на основе двухступенчатой фильтрации: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.12/B.C. Асланов. Краснодар, 2006. - 19 с.

109. Свитцов A.A. Введение в мембранную технологию / A.A. Свитцев. — М.:ДеЛи принт, 2007.-208 е., .

110. Позднеева М.Г. Разработка и исследование ультрафильтрационных полимерных пленочных мембран для разделения белково-углеродного сырья: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.17.06/ М.Г. Позднеева. Саратов, 2007.-21 с.

111. Поляков Ю.С. Ультра- И'микрофильтрация в половолоконных аппаратах с образованием осадка на поверхности мембран: автореф. дисс. .канд. техн. наук: 05.17.06 / Ю.С. Поляков. М., 2005. - 27 с.

112. Артиков А.А. Концентрирование соков в системе центрифугирование -выпаривание / А.А. Артиков // Хранение и переработка сельхозсырья, 2006, №4. С. 27-28.

113. Гиляль С. Разработка дезинфицирующих составов и режимов регенерации ультрафильтрационных мембран при осветлении фруктовых соков: ав-тореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.13/ С. Гиляль. Одесса, 1991. - 16 с.

114. Лялин В.А. Совершенствование производства осветленного яблочного сока / В.А. Лялин, Т.В. Седякина // ЦНИИТЭпищепром. Консерв., овоще-сушил. и пищеконцентрат. пром-сть. 1986, Вып. 3, с. 7 9.

115. Cassano A. Clarification of blood orange juice by ultrafiltration: analyses of operating parameters, membrane fouling and juice quality / A. Cassano, M. Marchio, E. Driole //Desalination. 2007, 212, №1-3. C. 15-27.

116. Tabatabaeenezhad A.R. Full scale analysis of apple juice ultrafiltration and optimization of diajiltration / A.R. Tabatabaeenezhad, R. Roostaazad, A.B. Khoshhfetrat //Separ. And Purif technol. 2005, 47, №1-2. c. 52- 57.

117. Тимкин В.А. Барометрические процессы в производстве плодовоовощ-ных соков: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.13 / В.А. Тимкин- М., 1997.-23 с.

118. Лялин В.А. Оборудование для ультрафильтрации фруктово-ягодных соков / В.А. Лялин, Т.В. Седякина // ЦНИИТЭпищепром. Консерв., ово-щесушил. и пищеконцентрат. пром-сть. 1986, Вып. 1, с. 2 4.

119. Schroder К. -J. Klarung von Fruchtsaft mit neuen keramischen Membranen / K.-J. Schroder //F undS: Filtr. undSepar. 2003. 17, №2, c. 72.

120. Полякова И.В. Ультрафильтрационное концентрирование пектинсодер-жащих экстрактов из плодово-ягодного сырья / И.В. Полякова, А.Б. Дани-ловцева // Хранение и переработка сельхозсырья. 2009, № 10, С. 13 16.

121. Matta V.M. Microjiltration and reverse osmosis for clarification and concentration of acerola juice / V.M. Matta, R.H. Moretti, L.M. Cabral // Food Eng. 2004, 61, N23. -p. 477 482.

122. Пупунидзе M.JI. Концентрирование яблочного и вишневого сока методом обратного осмоса / M.JI. Пупунидзе, Г.Г. Микеладзе, И.З. Балюк // Кон-серв., овощесушил. и пищеконцентрат. пром-сть. 1979, Вып. 1, с. 3 9.

123. Gherardi S. Vorkonzentrierung von Tomatensaft mittels Umkehrosmose / S. Gherardi, R. Bazzarini, A. Trifiro//Flussig. Obst. 1987, 54, №8, S. 412-414, 418 -420.

124. Philipp J. Saftkoncentrat-Saftkonzentrat? / J. Philipp //Flussig. Obst. 1987, 54, №6, S. 308 309.

125. Rector A. Pilot plant RO-filtration of grape juice / A. Rector, A. Kozak, E. Bekassy-Molnar //Separ.andpurify, technol. 2007, 57, №3. -c. 473-475.

126. Gunko S. Concentration of apple juice using direct contact membrane distillation/S. Gunko, S. Verbych, M. Bryk, N. Hilal//Desalination. 2006, 190, №1-3.-c. 117-124.

127. Jiao B. Recent advance on membrane processes for the concentration of fruit juices: a review / B. Jiao, A. Cassano, E.J. Drioli // Food Eng. 2004, 63, №3.c. 303-324.

128. Krapfenbaur Gettfiend. Effect of thermal treatmental on the quality of cloudy apple juice /Krapfenbaur Gettfiend, Kinnes Mashias //J. Agr. and Food chem. 2006, 54, №15. c. 5453 - 5460.

129. Филиппов A.H. Образование гель-слоя на поверхности мембраны (квазистационарное приближениие) / А.Н. Филиппов, В.М. Старов, В.А. Лялин // Теоретические основы технологии очистки и обработки воды. 1989, т.11, №4. С. 291-295.

130. Гунько С.М. Комплексная мембранная технология концентрирования яблочного сока: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.17.18 / С.М. Гунько / Нац. ун-т «Киево-Могил. акад.». К., 2002. — 16 с.

131. Попов A.M. Показатели качества концентрированных плодово-ягодных соков / A.M. Попов, О.В. Голуб, С.Н. Кравченко // Пиво и напитки. 2005, №5. с. 70-72.

132. Горенков Э.С. Технология консервирования / Э.С. Горенков, А.Н. Горенкова, Г.Г. Усачева. М.: Агропромизадт, 1987.

133. Электронная страница Лечебные свойства соков Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.archivnamied.npl-rez.ru/03-04/39.htm 3am. с экрана.

134. Пангало К.И. Фрукты / К.И. Пангало. Кишинев: Госиздат Молдавии, 1988.-297 с.

135. Ситников Е.Д. Оборудование консервных заводов / Е.Д. Ситников, В.А. Качанов. М.: Легк. и пищ. пром-ть, 1981.

136. Koch J. Neuzeitliche Erkenntnisse auf dem Gebiet der Süßmostherstellung / J. Koch. Frankfurt/ Main: Verlag Sigurd Horn, 1956.

137. Люк Э. Консерванты в пищевой промышленности / Э. Люк, М. Ягер. -СПб, ГИОРД, 1998. 256 с.

138. СанПиН 2.3.21078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. М.: ИНФРА-М, 2002. - 215 с.

139. Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах / Н.В. Чураев. М.: Химия, 1990. - 272 с.

140. Электронная страница Рынок соков в России: прошлое, настоящее и будущее Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.kapital-rus.ru/strateg invest/element Загл. с экрана.

141. Лутфуллина Г.И. Влияние аномалии вязкости растворов на процесс ультрафильтрации в щелевом канале: автореф. дисс. канд. техн. наук: 01.02.05/ Г.И. Лутфуллина. Казань, 2005. - 16 с.

142. Малкин А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. СПб.: Профессия, 2007. - 560 с.

143. Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. М.: Химия, 1977. - 440 с.

144. Вострокнутов Е.Г. Реологические основы переработки эластомеров / Е.Г. Вострокнутов, Г.В. Виноградов. М.: Химия, 1988. - 232 с.

145. Пирогов А.Н. Инженерная реология / А.Н. Пирогов, Д.В. Доня. Кемерово: Кемеров. технол. ин-т пищ. пром-сти., 2004. - 110 с.

146. Косой В.Д. Инженерная реология биотехнологических сред / В.Д. косой, Я.И. Виноградов, А.Д. Малышев. СПб.: ГИОРД, 2005. - 648 с.

147. Рейнер М. Реология. Пер. с англ / М. Рейнер. М.: Наука, 1965. - 224 с.

148. Реометрия пищевого сырья и продуктов. Справочник / Под. ред. Ю.А. Мачихина. М.: Агропромиздат. 1990. - 271 с.

149. Мачихин Ю.А. Инженерная реология пищевых материалов / Ю.А. Ма-чихин, С.А. Мачихин. М.: Пищ. пром-сть, 1981. - 216 с.

150. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / A.B. Горбатов, A.M. Маслов, Ю.А. Мачихин и др.; под. ред. A.B. Горбатова. -М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1982. 296 с.

151. Мартьемьянова Л.Е. Инженерная реология / Л.Е. Мартьемьянова, Н.Б. Гаврилова, М.П. Щетинин, П.А. Лисин. Омск: изд-во АлтГТУ, 2003. - 390 с.

152. Гуськов К.П. Реология пищевых масс / К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, А.И. Лунин. -М.: Пищ. пром-сть, 1970. 208 с.

153. Столяров Ю.Ю. Технология-и реологические свойства водных дисперсных систем: автореф. дисс. .канд. техн. наук: 05.17.01 и 05.13.01 / Ю.Ю. Столяров. М., 2005. - 22 с.

154. Арет В.А. Имитационная и приборно-инвариантная реометрия в процессах переработки пищевых сред: автореф. дисс. . док. техн. наук: 05.18.12/В.А. Арет. Кемерово, 1982.-47 с.

155. Кравченко В.В. Вязкость и плотность плодово-ягодных соков и их моделей: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.12 / В.В. Кравченко- М., 1988.-16 с.

156. Лялин В.А. Влияние осадка на селективность и проницаемость ультрафильтрационных мембран при очистке и концентрировании ферментов /

157. B.А. Лялин, П. Брокеш // Химия и технология воды. 1991, т.13, №11.1. C. 1032-1035.

158. Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен. Пер с англ. / У.Л. Уилкинсон. М.: Мир, 1964. 216 с.

159. Кузнецов O.A. Реология пищевых масс: учеб. пособие / O.A. Кузнецов, Е.В. Волошин, Р.Ф. Сигатов. Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 106 с.

160. Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. Л.: Изд-во Ле-нингр. ун-та, 1981. - 172 с.

161. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Михайлова. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

162. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. Пер. с англ. Под ред. А.Я. Малкина, М. Химия, 1976. 416 с.

163. Малкин А.Я. Диффузия и вязкость полимеров / А.Я. Малкин, А.Е. Чалых.-М., 1979. 304 с.

164. Соколов Л.И. Течение неньютоновских жидкостей: монография / Л.И. Соколов. Вологда: ВоГТУ, 2007. - 136 с.г

165. Севере Э. Текучесть. Реология полимеров. Пер. с англ. / Э. Севере. -М.: Химия, 1966.-200 с.

166. Астарита Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей / Дж. Астарита, Дж. Маруччи. -М.: Мир, 1978.-312 с.

167. A practical approach to rheology and rheometry by Gerhard Schramm. Ge-bruederHaake GmbH, Karsruhe, Federal Republic of Germany. 1994, p. 290.

168. Механика жидкости и газа: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./под ред. B.C. Швыдкого. М.: ИКЦ «Академкнига, 2003. - 464 с.

169. Малкин А.Я. Методы измерения механических свойств полимеров / А.Я. Малкин, A.A. Аскадский, В.В. Коврига. М.: Химия. 1978г. - 330 с.

170. Белкин И.М. Ротационные приборы. Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов / И.М. Белкин, Г.В. Виноградов, А.И. Леонов. -М.,'1968. 272 с.

171. Степанов Р.Д. Введение в механику полимеров / Р.Д. Степанов, О.Ф. Шленский. Саратов: изд-во Саратов, ун-та, 1975. - 231 с.

172. Водяков В.Н. Курсовое проектирование процессов и аппаратов пищевых производств / В.Н. Водяков, В.В. Кузнецов. Саранск : Изд-во Мор-дов. ун-та, 2007. - 257 с.

173. Долниковский В.И. Концентрирование пермеатов молочной сыворотки на аппаратах обратного осмоса рулонного типа: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.12 / В.И. Долниковский. М., 1988. - 22 с.

174. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. В 2-х кн. Ч. 2. Массообменные процессы и аппараты / Ю.И. Дытнерский. М.: Химия, 1995.-368 с.

175. Николаев Г.И. Баромембранные процессы и аппараты / Г.И. Николаев. Улан-Удэ: изд-во ВСГТУ, 2007. - 66 с.

176. Дытнерский Ю.И. Моделирование процесса фильтрации с помощью керамических мембран / Ю.И. Дытнерский, Г.Г. Каграманов М: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2001. - 52 с.

177. Сакаш Г.В. Очистка воды на керамических фильтрах: монограф. / Г.В.

178. Сакаш. Новосибирск : Новосиб. гос. ун-т, 2005. - 164 с.

179. Рушель Б. Новейшие мембранные технологии / Б. Рушель // Молоч. пром-сть. 2001, №10. - с. 55 - 56.

180. Бочкарев А.И. Обоснование и разработка технологии белково-липидных концентратов из рыбных подпрессовых бульонов с использованием мембранной техники: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.04 /

181. A.И. Бочкарев. М., 2008. - 24 с.

182. Худоян П.А. Концентрационная поляризация при ультрафильтрации растворов ВМС в предгелевом режиме: автореф. дисс. .канд. техн. наук: 05.17.08 / П.А. Худоян. М., Моск. хим.-технол. ин-т им. Д.И. Менделеева, 1991. - 15 с. . ,

183. Старов В.М. Образование гелеобразного слоя молекул биополимера в примембранной области / В.М. Старов, С.М. Элленгорн, В.А. Лялин // Теоретические основы технологии очистки и обработки воды. 1989, т. 11, №1. С. 3 -6.

184. Старов В.М. Формирование гель-слоев на поверхности ультрафильтрационных мембран (теория и эксперимент) / В.М. Старов, А.Н. Филиппов,

185. B.А. Лялин, И.В. Усанов // Химия и технология воды. 1990. - Т. 12, №4. -с. 300-305.

186. Лялин В.А. Классификация и математическое моделирование режимов ультрафильтрации / В.А. Лялин, В.М. Старов, А.Н. Филиппов // Химия и технология воды. 1990, т. 12, №5. С. 387 393.

187. Фоминых В.А. Технология очистки воды фильтрованием методом направленного структурообразования осадка: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.23.04/В.А. Фоминых. -М., 2006. -34 с.

188. Koltuniewicz A. Opory membrany I warstwy rzymembranowej w procesie ultrafiltriccji / A. Koltuniewicz, A. Noworyta// Inz. mem. I process. 1990, 11, Ж. C. 197-218.

189. Свитцов A.A. Снижение влияния концентрационной поляризации с помощью турбулизирующих элементов в виде дисковых мешалок / A.A.

190. Свитцов, P.A. Одинцов // Журнал Мембраны (www.chem.msu.su). № 13.

191. Лобасенко Р.Б. Теоретические и практические аспекты процесса ультрафильтрации молочных сред: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.12, 05.13.18/ Р.Б. Лобасенко. Кемерово, 2004. - 16 с.

192. Абросимов O.A. К вопросу математического моделирования массопе-реноса в баромембранных аппаратах рулонного типа / O.A. Абросимов, С.И. Лазарев, C.B. Ковалев, М.А. Рябинский // Химия и химическая технология. 2007. - 50, №8. - с. 64 - 66.

193. Бабенышев С.П. Перераспределение частиц дисперсной фазы жидких высокомолекулярных систем при ультрафильтрационном разделении / С.П. Бабенышев, И.А. Евдокимов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2007, №7.-с. 77-79.

194. Бабенышев С.П. Разработки математической модели баромембранного разделения жидких высокомолекулярных полидисперсных систем / С.П. Бабенышев, И.А. Евдокимов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2007, №10.-с. 12-14.

195. Хараев Г.И. Баромембранные процессы: учеб. пособие / Г.И. Хараев. -Улан-Удэ: изд-во ВСГТУ, 2005. -126 с.

196. Лобасенко Б.А. Интенсификация барометрических процессов на основе отвода поверхностного концентрата задерживаемых компонентов: автореф. дисс. д-ра. техн. наук: 05.18.12 / Б.А. Лобасенко. Кемерово, 2001. - 35 с.

197. Сафонов A.A. Разработка и исследование мембранного аппарата с комбинированным отводом диффузионного слоя: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.12/ A.A. Сафонов. Кемерово, 2004.-23 с.

198. Силков Д.М. Разработка и исследование ультрафильтрационного аппарата для концентрирования молочных продуктов с применением промежуточной очистки мембраны: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.18.12/ Д.М. Силков. Кемерово, 2006. - 15 с.

199. Котляров Р.В. Аппарат для мембранного концентрирования с отводом диффузионного слоя. / Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб. науч. тр. Кемерово: Кем. техн. инст. пищ. пром., 2004, с. 30.

200. Пат. 2179061 РФ, МПК7 В 01 D 63/00. Способ и устройство для мембранной фильтрации (варианты) / А.П. Соловьев; заявитель и патентообладатель А.П. Соловьев №2000130686/12; заявл. 08.12.2000; опубл. 10.02.2002.-6 с.

201. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: В 2 кн. / В.Г.Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. В.Г.Айнштейна. М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. Кн.1. 912 с.

202. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия, 1968. 402 с.

203. Inorganic membranes: Markets, technologies, players. Bus. Commun. Co. 1994, February 21.

204. Справочник по теплообменникам: В 2 т. T.l / Пер. с англ., под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 560 с.

205. Shaver R. G. Turbulent Flow of Pseudoplastic Polymer Solutions in Straight Cylindrical Tubes /R. G. Shaver, E. W. Merril // AIChE J. 1959, vol. 5, p. 181 -188.

206. Алямовский A.A. SolidWorks. Компьютерное моделирование в современной практике / A.A. Алямовский, A.A. Собачкин, Е.В. Одинцов. СПб: БХВ - Петербург, 2005 - 800 с.

207. Гинзбург И.П. Теория сопротивления и теплопередачи. Л.: изд-во Ленинград. ун-та, 1970. 376 с.

208. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011616277. Программа моделирования микрофильтрационных процессов «Simulation CFM-Microfiltration». B.B. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н. Водяков; заявка №2011614437 от 16.06.2011.3арег. 10.08.2011.

209. Патент № 88806 U1, МПК G01N 11/00. Ротационный вискозиметр / В.Н. Водяков, П.Н. Пяткин, В.В. Кузнецов, С.Б. Сысуев; заявка № 2009128161/22 от 21.07.2009. Опубл. 20.11.2009.

210. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011614944. Программа автоматизации реологических исследований пищевых сред «VISCOSIMETRY». В.В. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н. Водяков; заявка № 2011613097 от 29.04.2011. Зарег. 23.06.2011.

211. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.916.Д006035.12.06' от 09.12.2006. Вспомогательные средства ферментные препараты. - М.: департамент гос. сан.-эпидем. надзора, 2006. - 2 с.

212. Пат. 2060277 РФ, МПК7 С 12 Р 7/06. Способ получения этанольного продукта / Хейкки Ломи, Юха Ахвейнен; заявитель и патентообладатель Култор Лтд. № 4614992/13; заявл. 26.09.89; опубл. 20.05.96 - 3 с.

213. Досон Р. Справочник биохимика: пер. с англ. / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс. -М.: Мир, 1991. 544 с.

214. Электронная страница Оксид кремния (IV) Электронный ресурс. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/OKCHfl кремнияПУ) Заш. с экрана.

215. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011612744. Программа автоматизации исследований процессов мембранного разделения жидких сред «MEMBRANE». В.В. Кузнецов, O.A. Алюханова, В.Н.

216. Водяков; заявка №2011611011 от 17.02.2011. Зарег. 6.04.2011.

217. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии / Г.Д. Кавец-кий, Б.В. Васильев. М.: Колос, 2000. - 551 с.

218. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере / В. Боровиков. СПб: Питер, 2003. - 688 с.

219. Орлов А.И. Математика случая: вероятность и статистика основные факты / А.И. Орлов - М. : МЗ-Пресс, 2004. - 110 с.

220. Решетов Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, A.C. Иванов, В.З. Фадеев. М.: Высшая школа, 1988. - 238 с.

221. Годовые отчеты ООО «Агросоюз «Красное сельцо» РМ, г. Рузаевка за 2008.2010 гг.

222. Кухарев О.Н. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Организация и управление производством»/ О.Н. Кухарев, JI.H. Потапова, C.B. Потапов Саранск: изд-во Мордов. ун-та, 2006. - 44 с.кинажоїгшн

223. Алгоритм расчета проточной микрофильтрации,(4 у^е-А у» у £ х. х . л* уу ¿Ж ./,. /¿-¿///тл?., у г /./1.©проточный ¡Отупикоеый

224. Допуск сходимости по потоку ретентата на выходе и» модуля, %1Е-71. Г А"

225. Общи» параметры фильтрации

226. Длительность процесса, с г-> Количество временных интервалов-/// <шАпина мембранного модула, м'шт^ш^тшж- *- <%* /' ^.Количество участков модуля

227. ЩїМ уу^ІГЙ^.ІУ'У^/'^ ь ^ Средняя скорость ретентата, м/с

228. IV/' Давление на входе в модуль, Па1. УУ ,' Л' л2501,2го £1. Давление пермеата, Паг „"л Плотность пермеата, кт/мЗ-Г г1. Плотность геля, кг/мЗ450000103412530,804

229. Радиус мембранного канала/и0,003 1,5000006-6 0,605/ шштттш/шм ^

230. Объемная доля осадка При расслоении суспензии, отн. ед/ 0,0321. V / х7/^ /■¡Ш"' , ^

231. Коэффициент консистениии фильтрата при температуре приведем«), Па*(с)**п 0,011' ¿''г'*" /'у'у' • }============

232. О /у 4, Коэффициент приведения вязкости к температуре процесса < 0,645ук Уу'/""/уУ ЭЧ^У? Ъ & .й Фактор сопротивления мембраны при температуре процесса, 1/м 4.930000Е+11# у^уууу , Уу',. '//, , УУУ Я ^^«ШМ?'111"Г,.,.=

233. П Эквивалентный диаметр каналов меибраны, м { 1.000000Е-7/ / //'у,/"

234. Допуск сходимости по удельному потокупермеата,' отн.ед. 1,ООООООЕ-7у/М'у*,,, ^'у^уу'^у уу < ШЖМШъ^- уу,/ ^у^/ур/у// У/ у у Минимальный шагу У /, у У У/у-уУу ~

235. Интервал времени оценки стационарности режима процесса, с <у/*'«"^ " * ""//"у»' мтштмуу*, у/ Коэффициент вариации по суммарному потоку пермеата во времен*, отн.ед.уу/у/у " у ♦у' ууу,у//Ф Номер участка модуля для вывода информации в файл данныхв

236. УУУУУУ УУ/У///УУГ/УАУУ/УУУУ'У'УУУ'УУ У 'УУ/УУАУ УУУ/'ьу, Угол наклона модуля к горизонтали, град,ж* ту/;'"///'ч у 'у'- " "1,0000(ЮЄ-590

237. Козфициенты полинома/огясывакицего удельное сопротивление геля

238. Результаты теоретического анализа нестационарного процесса проточной микрофильтрации яблочного сокаЦл: О"1500 1000 500 028 кг/мЗ -38 кг/мЗ -60 кг/мЗ 1. АСА

Похожие работы

Процессы и машины агроинженерных систем
05.20.00