автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и исследование мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя для концентрирования обезжиренного молока

На правах рукописи ф/

ПАШКЕВИЧ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМБРАННОГО АППАРАТА С ПОСТОЯННЫМ ОТВОДОМ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА

05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 7 июн 2012

Кемерово - 2012

005045633

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Лобасенко Борис Анатольевич

Официальные оппоненты:

Иванец Галина Евгеньевна,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кемеровский

технологический институт пищевой промышленности», профессор кафедры «Прикладная математика и информатика»

Петрик Павел Трофимович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет», заведующий кафедрой «Процессы, машины и аппараты химических производств»

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции (ГНУ СибНИИП) Россельхозакадемии г. Новосибирск

Защита состоится «02» июля 2012 года в 9й2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8(3842)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ {http://vaked.gov.ru/ru/dissertatiori) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (www,kemtipp.ru).

Автореферат разослан «_» мая 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Голуб О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании людей. Включение молочных продуктов в любой пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов. Поэтому качественная переработка молочного сырья весьма актуальна.

Мембранная обработка молочного сырья - современный метод, при котором происходит разделение или концентрирование растворов с использованием полупроницаемых мембран, осуществляемое на молекулярном уровне под давлением, без фазовых превращений и обычно при температуре окружающей среды. Молочный белок в процессе концентрирования продукта не претерпевает изменений и сохраняет натуральную форму и, соответственно, полезные свойства, что нельзя сказать о продуктах, полученных стандартными методами. Кроме того, применяемая в мембранных методах аппаратура проще, компактнее и дешевле. Мембранные методы в ряде случаев оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию, производят мало отходов.

Применение мембранных методов для переработки молочного сырья открывает широкие возможности получения ценных компонентов в натуральном виде, производстве новых видов продуктов с заданным химическим составом и высокой биологической ценностью. На современном этапе развития мембранных технологий, перспективными являются аппараты, использующие явление концентрационной поляризации, т.е. отвод части диффузионного слоя с повышенным содержанием задерживаемых веществ. Это позволяет интенсифицировать процесс мембранного фильтрования и увеличить производительность аппаратов. Различают несколько типов аппаратов. В некоторых из них возможно осуществление очистки мембраны. Однако, самыми простыми в плане технического изготовления являются аппараты, осуществляющие только отвод диффузионного слоя. Кроме того, они имеют невысокую стоимость.

В этой связи актуальной задачей является разработка простого, экономичного оборудования с высокой производительностью.

Цель и задачи исследований. Цель работы состоит в разработке и исследовании мембранного аппарата, позволяющего интенсифицировать процесс концентрирования обезжиренного молока.

Для реализации поставленной цели определены следующие задачи:

- разработка математической модели процесса мембранного концентрирования на основе теории передаточных функций;

- разработка конструкции мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя;

- экспериментальное исследование новой конструкции мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя;

- определение влияния технологических и конструктивных параметров на концентрацию сухих веществ в отводимом слое;

- исследование внутренней структуры отложений на мембране методом растровой электронной микроскопии.

Научная новизна. На основе теории передаточных функций разработана математическая модель процесса мембранного концентрирования обезжиренного молока, позволяющая определять концентрацию сухих веществ на выходе мембранного аппарата в произвольный момент времени.

Получено уравнение регрессии процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока, учитывающее влияние конструктивных параметров аппарата на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое. Определены рациональные значения конструктивных параметров, обеспечивающие максимально возможное содержание растворенных веществ в продукте.

Изучена структура отложений на мембране с помощью электронного микроскопа, установлено, что она неоднородна и состоит из двух слоев.

Практическая значимость и реализация. Разработана конструкция мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя, новизна которого защищена патентом РФ.

Проведены заводские испытания опытно-промышленной установки на основе разработанного мембранного аппарата на ООО МПО «Скоморошка», которые показали её эффективность.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» ФГБОУ ВПО Кем-ТИПП в дипломном и курсовом проектировании.

Автор защищает новую конструкцию мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя; математическую модель процесса мембранного концентрирования; результаты экспериментальных исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2006-2010 г.); Региональной научно-практической конференции «Непрерывное профессиональное образование и карьера - XXI в», г. Юрга, 2007; II Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека», Кемерово 2009; международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах», Кемепово 2010. ^ '

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 1 статья, рекомендованная ВАК РФ, 1 депонированная рукопись,' 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 104 страницах машинописного текста. Работа включает 53 рисунка, 11 таб-л'иц. Список литературы содержит 132 наименования. Приложения представлены на 8 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулирована цель и приведена общая характеристика диссертационной работы.

В первой главе представлена классификация мембранных процессов, основанная на характере движущих сил массопереноса и классификация мембран по различным признакам. Проведен анализ конструкций мембранных аппаратов, использующих отвод диффузионного слоя.

Во второй главе проведен анализ применения теории передаточных функций для моделирования изучаемых систем. Предложена математическая модель процесса концентрирования обезжиренного молока в мембранном аппарате с постоянным отводом диффузионного слоя на основе теории передаточных функций.

Структурную схему мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя можно представить в следующем виде (рис.1):

Р Т

\¥кожР(8) , / \УопС(8) ШкожТ(8) ' /\УопТ(8)

Свх(0-—■ \\'кожС(8) ' ХУопСХБ) Свых кож(0 Свых оп(()

Г" \\ \УопУ(5) | \УкожУ(5)

V

Рис.1 Структурная схема мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя

На данной схеме аппарат, в котором происходит мембранное разделение, представлен в виде «черного ящика», который имеет каналы типа «вход-выход». Передаточные свойства каждого канала системы определяются соответствующей передаточной функцией.

Входным воздействием на процесс мембранного концентрирования в аппарате является концентрация задерживаемых веществ в исходном растворе Св*0), %масс. К выходным параметрам относятся: содержание растворенных веществ в концентрате, отводимом из кожуха Свых кож(1), %масс. и концентрация растворенных веществ в основном потоке Свых оп(1), %масс. На процесс также оказывают влияние основные технологические параметры: рабочее давление Р, МПа, температура концентрируемого раствора Т, °С и скорость течения среды в

мембране V, м/с. В качестве основного показателя эффективности функционирования аппарата выбрана концентрация растворенных веществ в отводимом диффузионном слое, т.е. растворе, отводимом из кожуха Свьк KOX(t), %масс. Для упрощения расчета математической модели изменение производительности мембраны по фильтрату (проницаемость) в данном случае не рассматривается, так как после образования диффузионного слоя проницаемость мембраны достигает стационарного значения и практически не меняется.

Изменения входных воздействий носят ступенчатый характер, что обусловлено спецификой протекания процесса концентрирования:

• Cc(t) = 0%масс., при t < 0; Cc(t) = 8%масс„ при t > 0;

• Tc(t) = 50 "С, при t < 0; Tc(t) = 60 "С, npu t > 0;

• Pc(t) = 0,2МП а, при t < 0; Pc(t) = 0,22МПа, при t > 0;

• Vc(t) = 0,5м/с, при t < 0; Vc(t) = 0,6м/с, при t > 0.

Из-за периодического накопления белкового слоя на внутренней поверхности мембраны и его смывания, изменение концентрации растворенных веществ в диффузионном слое носит колебательный характер. Для описания динамических свойств каналов преобразования входных сигналов в выходные выбрана передаточная функция вида (1):

W(S) = —-j---+ С0 m

F2-S2 +2-F-t-S + \

где к— коэффициент усиления объекта; F— постоянная времени объекта;

коэффициент демпфирования (1 > с > 0). С0 = 1 - относительная концентрация задерживаемых веществ в исходном растворе, %масс./%масс.

На стадии структурной идентификации объекта моделирования необходимо учесть тот факт, что мембранный аппарат не обладает транспортным запаздыванием. Это объясняется с тем, что скорость движения концентрируемой среды в мембранном канале аппарата равна 0,6 м/с, а длина мембраны - 0,25 м.

Выбранная передаточная функция пригодна для описания свойств каналов типа «вход - выход». Для описания динамических характеристик каналов воздействия давления, температуры и скорости течения среды на выходные показатели процесса концентрирования необходимо нанесение ступенчатых воздействий сразу по входному каналу и каналу соответствующего возмущения.

При определении передаточных функций по каналам влияния давления на концентрацию растворов на выходах системы в нее вносят одновременно два входных воздействия C(S) и P(S) (рис.2).

Рис.2 Определение передаточных функций по каналам воздействия давления на содержание растворенных веществ на выходах системы

На выходе системы получается следующий сигнал: YCP(S) = C(S) ■ WC(S) + P(S) ■ Wr(S). Преобразуем выражение (2) к виду:

YCP(S)~C(S)-WC(S)

WP(S)-.

P(S)

(3)

где Wc(S) - передаточная функция каждого из каналов системы по исходной концентрации ()VmjK<-(S), WonC(S)) в соответствии с рис.1; Wp(S) - передаточная функция каждого из каналов системы по давлению (W^S), IVnrfS)); C(S) =8/S; P(S)=0,02/S.

Для определения передаточных функций по каналам влияния скорости течения среды на концентрацию растворов на выходах системы в нее вносят одновременно два входных воздействия C(S) и V(S) (рис.3).

Рис.3 Определение передаточных функций по каналам воздействия скорости течения на содержание растворенных веществ на выходах системы

УС,(Б) = С(Б) • ВД + У(Б) ■ \Уу(Б),

WV(S) =

Ycy(S)-C(S)-Wc(S) V(S)

(4)

(5)

где - передаточная функция каждого из каналов системы по скорости течения среды \¥оп\{8)У, V(Б) =0,1/Б.

По каналам влияния температуры на концентрацию растворов на выходах системы в нее вносят одновременно два входных воздействия С(8) и Т(Б) (рис.4).

С(Б)

Рис.4 Определение передаточных функций по каналам воздействия температуры на содержание растворенных веществ на выходах системы

Гат(Б) = С(Б) ■ 1¥С(Б) + Т(Б) ■ ВД,

(6)

Уст(8)-С(8)-1Ус(8) т

(7)

где 1¥т(8) - передаточная функция каждого из каналов системы по температуре ОК.ож7(Б), 1Г„„г(5)); Т(Б) =10/8.

В результате получаем модель процесса концентрирования обезжиренного молока в мембранном аппарате в виде системы уравнений (8), которые определяют концентрацию сухих веществ на выходах мембранного аппарата в произвольный момент времени при определенных значениях технологических параметров процесса.

Соп(8) = С(Б)- \у,пС(5)+ Р(Б). \УопР(8)+ Уф- W0IIV(S)+T(S)• \УопТ(8).

(8)

Оценка адекватности математической модели процесса мембранного концентрирования в аппарате с постоянным отводом диффузионного слоя проводилась в системе МАТЬАВ при помощи стандартных средств приложения БтиПпк. Проверка адекватности по описанию и прогнозированию реального процесса концентрирования обезжиренного молока показала, что расхождение экспериментальных и расчетных данных не превышает 6,7% в соответствии с квадратичной оценкой. Таким образом, адекватность полученной математической модели имеет достаточно высокий уровень.

В третьей главе приведено описание опытной лабораторной установки, в состав которой входит разработанный мембранный аппарат с постоянным отводом диффузионного слоя, предложена методика проведения экспериментальных исследований, представлены результаты экспериментальных исследований, получено уравнение регрессии, проведены исследования внутренней структуры отложений на мембране с помощью электронного микроскопа.

Основной целью при разработке конструкции мембранного аппарата,

учитывая анализ уже существующих конструкций, было увеличение производительности по отводимому диффузионному слою одновременно с упрощением технического исполнения аппарата. Исходя из этого, разработана конструкция мембранного аппарата (рис.5), новизна которого защищена патентом РФ №2318583.

Рис.5 Схема мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя

Устройство состоит из корпуса 1, на котором находится кожух 2 со штуцером 3. Корпус имеет конические отверстия 4. Внутри корпуса находится коническая втулка 5 с проточкой. Положение втулки регулируется при помощи резьбы 6. Устройство присоединяется к трубчатой мембране 7.

Устройство работает следующим образом. Исходный раствор под давлением, проходя по трубчатой мембране 7, фильтруется. При этом на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой, за счет разности давлений, устремляется в зазор между наружной поверхностью конической втулки 5 и корпусом 1 и, проходя через отверстия 4 попадает в кожух 2, а затем отводится через штуцер 3. Коническая форма отверстий предусматривает более интенсивный отвод через них диффузионного слоя. За счет изменяющейся геометрии конуса (уменьшения внешнего диаметра) происходит увеличение давления среды при движении вдоль его образующей. Это позволяет отвести большую часть слоя, находящегося в зазоре. Основная часть потока (с меньшей концентрацией) направляется во внутреннюю полую область конической втулки 5, не создавая застойных зон. Этому способствует как проточка на входе в конус, так и изменяющийся внутренний диаметр.

Предложенная форма конической втулки и конические отверстия в корпусе позволяют увеличить концентрацию и количество отводимого диффузионного слоя по сравнению с аналогичными конструкциями.

Цель экспериментальных исследований заключалась в проверке работоспособности мембранного аппарата и выявлении его технических возможностей. В качестве исходного продукта использовалось восстановленное обезжиренное молоко с концентрацией растворенных веществ 8%масс. Для проведения исследований были выбраны керамические мембранные фильтры производства НПО "Керамикфильтр" на основе карбида кремния в виде трубки с наружным диаметром 10мм, внутренним - 6мм и размером пор- 0,02мкм.

Осуществление экспериментальных исследований проводилось по трем направлениям:

• Определение оптимального соотношения количества отводимого диффузионного слоя и основного потока, т.е. производительности аппарата, при которой достигается максимальная концентрация в отводимом слое;

• Изучение влияния технологических параметров на концентрацию сухих веществ в отводимом слое;

• Изучение влияния основных конструктивных параметров на концентрацию сухих веществ в отводимом слое.

Для интенсификации процесса мембранного концентрирования необходимо отводить слой с наибольшей концентрацией. Для этого нужно установить оптимальное соотношение количества отводимого диффузионного слоя Укон и основного потока Уо.п., при котором его концентрация и производительность максимальны. Анализ результатов опытных данных (рис.6) показал что, наибольшее содержание сухих веществ (порядка 10,3 %масс.), наблюдалось при соотношении Укон./Уо.п. равным 1/40. При этом объемный расход основного потока составлял 0,017л/сек, что соответствовало 11е=2300 (скорость движения раствора равнялась 0,6 м/с).

Рис.6 Зависимость массового содержания сухих веществ в отводимом диффузионном слое от объема основного потока и соотношения Укон/Уо.п., (Р=0,2 МПа; Т=60 °С; 1=20 мин)

На следующем этапе исследований изучено влияние основных технологических параметров на массовое содержание задерживаемых веществ в отводимом диффузионном слое: давления (Р), температуры (Т), режима течения жидкости (Яе) и продолжительности обработки 0). Для определения влияния этих параметров проведена серия опытов (рис.7-10). Анализ экспериментальных зависимостей показал, что максимальное содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое обеспечивают следующие параметры-Р=0,2 МПа, Т=60 °С, Яе=2300, 1=20 мин.

Р, МПа

Рис.7 Зависимость массового содержания сухих веществ в отводимом диффузионном слое от давления, (Т=60 °С; Яе=2300; 1=20 мин)

я*

Рис.9 Зависимость массовой концентрации отводимого диффузионного слоя от режима течения среды в канале аппарата, (Р=0,2 МПа, Т=60 °С, 1=20 мин)

30 40 50 60 70

Т. С

Рис.8 Влияние температуры на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое, (Р=0,2 МПа; Яе=2300; 1=20 мин)

Рис.10 Влияние продолжительности обработки на массовую концентрацию сухих веществ в отводимом диффузионном слое, (Р=0,2 МПа, Т=60 °С, Яе=2300)

Дальнейшие исследования были посвящены получению рациональных значений конструктивных параметров. Анализ показал, что наибольшее влияние на концентрацию отводимого диффузионного слоя (У), оказывают:

X, - соотношение наибольшего диаметра конуса и внутреннего диаметра корпуса г;

Х2 - соотношение диаметров конуса (конусность) р;

Х3 - соотношение диаметров отверстий в корпусе (конусность отверстий) Ь\

Х4 - соотношение площади отверстий в корпусе к максимально возможной площади Л.

Опыты проводили при рациональных значениях технологических параметров, указанных выше.

На начальном этапе было определено рациональное соотношение внутреннего диаметра корпуса и конуса, т.е. размер кольцевой щели между корпусом и конусом, через которую проходит диффузионный слой. Результаты исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Значения соотношений наибольшего диаметра конуса и диаметра корпуса

Внутренний диаметр корпуса, мм 6 6 6 6 6 6 6

Наибольший диаметр конуса, мм 5,7 5,5 5,3 5,1 4,9 4,7 4,5

Массовое содержание сухих веществ С, %масс. 9 9,5 9,45 9,4 9,2 9 8,9

Соотношение диаметров ъ 0,95 0,917 0,88 0,85 0,817 0,78 0,75

На следующем этапе были исследованы соотношения большего и меньшего диаметров конической втулки (конусность). Проведенные опыты показывают, что из конструктивных соображений больший диаметр конуса можно принять фиксированным, равным 5,5мм, а изменять только меньший диаметр. Для этого были использованы пять конических втулок с разными диаметрами меньшей части. Результаты исследований отражены в табл. 2.

Таблица 2

Значения соотношений диаметров конуса (конусности)

Больший диаметр конуса, мм 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5

Меньший диаметр конуса, мм 5,5 5 4 3,5 3

Массовое содержание сухих веществ С, %масс. 9 9,1 9,6 9,8 9,5

Соотношение диаметров р 1 0,9 0,73 0,64 0,55

Далее изучено влияние конусности отверстий в корпусе на массовое содержание сухих веществ в отводимом концентрате. Количество отверстий в корпусе сделали равным среднему числу отверстий, возможным на данной площади (90шт.). Для проведения опытов были использованы корпуса аппаратов с различным исполнением отверстий. Размеры отверстий корпуса и результаты исследований представлены в табл. 3.

Таблица 3

Значения соотношений диаметров отверстий в корпусе (конусности отверстий)

Больший диаметр отверстий, мм 0,9 0,9 0,9 0,9

Меньший диаметр отверстий, мм 0,9 0,7 0,5 0,3

Массовое содержание сухих веществ С, %масс. 9,4 9,7 9,9 9,7

Соотношение диаметров Ь 1 0,78 0,56 0,33

На завершающем этапе определена пористость корпуса (отношение площади отверстий к площади корпуса). Данные результатов опытов представлены в табл. 4.

Таблица 4

Соотношение площадей отверстий к площади корпуса

Площадь отверстий в корпусе, м2 1,9х ю-5 3,8х ю-5 5,7х 105 7,6х ю-5 9,5 х 10"5

Количество отверстий в корпусе, ил- 30 60 90 120 150

Площадь корпуса, м2 1,1304x10"4

Массовое содержание сухих веществ С, %масс. 9 9,7 9,9 9,7 9,4

Соотношение площадей И 0,169 0,338 0,506 0,675 0,844

Наиболее полно характер влияния конструктивных параметров на концентрацию диффузионного слоя отражает уравнение регрессии в форме полинома второго порядка (9).

Y = b0+XbJ-XJ+XbJj-XJ2, (9)

Ft И

Для построения регрессионной модели выбран пассивный эксперимент. В соответствии с таблицей пассивного эксперимента стандартными средствами пакета MS Excel определены коэффициенты уравнения регрессии, их статистические характеристики и сделан вывод о значимости параметров и адекватности модели.

Уравнение регрессии в натуральном масштабе имеет вид (10):

Y = -27,2 + 75,82 • X, + 6,57 • Х2 + 0,03 • Х3 + 3,7 • Х4 -- 42,17 • X,2 - 5,08 • Х22 - 0,4 • Х32 - 3,33 • Х42.

Задача определения значений конструктивных параметров, обеспечивающих максимально возможное содержание сухих веществ в диффузионном слое, сводилась к определению максимума функции четырех переменных. Результаты анализа уравнения регрессии (10) представлены в виде системы (11). При этом образуется диффузионный слой с максимальным содержанием сухих веществ (12).

X =0,899, Х2 = 0,647,

~Х3 =0,557, (п)

Х,= 0,556.

С(0,899; 0,647; 0,557; 0,556) = 9,925 »/„масс.

(12)

Увеличение концентрации растворенных веществ в отводимом слое по сравнению с концентрацией в исходном растворе составляло 24,07%.

Перспективность конструкции подтверждена данными технических испытаний на Кемеровском молочном заводе ООО МПО «Скоморошка».

Были проведены исследования внутренней структуры диффузионного слоя с помощью низковакуумного аналитического растрового электронного микроскопа «18М-6390ЬУ» фирмы «ШОЬ» (Япония). Данные исследования проводились с целью изучения механизма образования поверхностного слоя, его внутренней структуры и влияния технологических параметров на структуру слоя и производительность процесса. Исследования проводились на обезжиренном молоке при рациональных технологических параметрах. Продолжительность переработки составляла 1 час. На рис.15, 16 представлены фотографии структуры отложений на мембране, их толщина.

'ЩШШЯ11ЯШ1

имй?..... й............... ш шшшшш

н

ШЙВОШ

-..Яг

Рис. 15 Изображение поперечного среза, увеличение Х900, режим высокого вакуума.

Рис.16 Изображение поперечного среза, увеличение XI300, режим высокого вакуума.

Как видно из фотографий, наблюдается двухслойная структура слоя: губчатый верхний слой размером 31,3мкм и нижний игольчатый высотой 32,2мкм. Анализ фотографий позволяет предположить, что данные технологические параметры благоприятно влияют на работу мембранного оборудования с отводом диффузионного слоя. Структура нижнего слоя, имеющая достаточно рыхлый пространственный каркас, сформировавшийся в начале работы, несущественно увеличивает сопротивление фильтрованию и мало влияет на проницаемость. И верхний, более плотный и концентрированный слой, часть которого отводится в качестве диффузионного.

В четвертой главе предложена модернизированная технология производства биотворога для детского питания с применением разработанного аппарата, преимуществом которой является сокращение продолжительности изготовления продукта, улучшение его органолептических и физико-химических свойств.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель процесса концентрирования в мембранном аппарате с отводом диффузионного слоя на основе теории передаточных функций. Модель позволяет определять концентрацию сухих веществ на выходах мембранного аппарата в произвольный момент времени. Отклонение значений, полученных с использованием этой модели от опытных данных, составляет не более 6,7%.

2. Разработана конструкция мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя, особенностью которой является форма конической втулки и конфигурация отверстий в корпусе, что приводит к увеличению концентрации

и количества отводимого диффузионного слоя. Техническая новизна конструкции защищена патентом РФ №2318583.

nno J- Исследовано влияние технологических и конструктивных парамет-

П™МаССОВОе С0держание сухих Be"íeCTB в отводимом диффузионном слое. Предложено уравнение регрессии процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока, учитывающее влияние конструктивных параметров Тп-парата на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое. Определены рациональные значения конструктивных параметров обеспечивающие максимально возможное содержание растворенных веществ в

ир иду 1\1С<

4. Сравнительные испытания традиционного оборудования и разработанного аппарата показали преимущества последнего. При одинаковых параметрах и площади мембран, для получения концентрата заданного состава использование нового аппарата значительно сокращает время работы

5. Проведены исследования внутренней структуры отложений на мембране с помощью электронного микроскопа. Установлено, что они состоят

выс'ГйГйемГХНеГ° ГУбЧаТ0Г° РЗЗМеР0М 31'3 МКМ И —того

6. Предложена модернизированная технология производства биотворога для детского питания с применением разработанного аппарата, преимуществом которой является сокращение времени его изготовления, улучшение ор-ганолептических и физико-химических свойств готового проду.сга Р

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Мембранная установка на основе оборудования нового типа / Лобасен-

ко Б.А., Пашкевич A.A. / Техника в сельском хозяйстве: научно-теоретнчссГй журнал №4, 2010-Москва.-С.17-19 теоретическии

2. Патент №2318583 РФ, МПК B01D 63/06. Аппарат для мембранного

№2006126?7?аНИЯ ' Б-А^°баСеНК0' А-А- Пашкевич, А. ПСеГюв (Росс™ №2006126272; заявлено 19.07.2006; опубликовано 10.03.2008 Бюл №7

„„„ 3- 0™изация конструктивных параметров мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя для концентрирования молодых сред / Лысенко Ковров Р.В., Пашкевич A.A.; Кемеровский технологический инсти™ пшцевои промышленности. - Кемерово, 2006. - 15 с, ил. - Библиоф • 7 „ТГ Рус. - Депонирована 16.06.06, № 812-В2006.

4. Разработка конструкции мембранного аппарата для интенсификации процесса переработки сыворотки / Истратова Е.Е., Пашкевич аГ/ Повыше ние качества образования: развитие творческой и инновационной дая "ль„ости

пищевых производств: сб. науч. работ / Отв. Ред. В.П. Юстратов! Кем^ский

технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово 2006 -С.48-50.

6. Аппарат для мембранного концентрирования / Пашкевич A.A., Котля-ров Р.В./ Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб. науч. работ/ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Выпуск №12 - Кемерово, 2007. - С.81.

7. Повышение производительности ультрафильтрационного оборудования / Котляров Р.В., Пашкевич A.A., Гарифулин Р.Ш. / Непрерывное профессиональное образование и карьера - XXI в. Региональная научно-практическая конференция, г. Юрга, 20 апреля 2007 г. Сборник тезисов. - Томск: STT 2007 -С.75-76.

8. Определение оптимального режима течения продукта в аппарате для мембранного концентрирования / Пашкевич A.A., Гарифулин Р.Ш., Котляров Р.В. / Непрерывное профессиональное образование и карьера - XXI в. Региональная научно-практическая конференция, г. Юрга, 20 апреля 2007 г. Сборник тезисов. - Томск: STT, 2007. - С.76-78.

9. Определение технологических параметров процесса ультрафильтрации./ Пашкевич A.A., Гарифулин Р.Ш./ Пищевые продукты и здоровье человека: тезисы докладов II Всероссийской конференции студентов и аспирантов. В 3-х частях. Часть 2. - Кемерово, 2009. - С.116.

10. Исследования мембранного аппарата использующего явление концентрационной поляризации / Пашкевич A.A., Котляров Р.В., Гарифулин Р.Ш. / Ионный перенос в органических и неорганических мембранах: материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи / Под общ. Ред. Т.А. Красновой; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2010. - С. 156-159.

11. Мембранный аппарат с отводом диффузионного слоя / Гарифулин Р.Ш., Пашкевич A.A., Котляров Р.В., Иванова С.А. / Ионный перенос в органических и неорганических мембранах: материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи / Под общ. Ред. Т.А. Красновой; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности -Кемерово, 2010. - С. 149-151.

Подписано к печати 21.05.12. Формат 60x90/16 Объем 1,1 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № 79. Отпечатано на ризографе ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47 отпечатано в лаборатории множительной техники ФГБОУ ВПО КемТИПП 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Мембранные процессы: характеристики, классификация, применение.

1.2 Конструкции мембранных аппаратов: состояние и перспективы.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА В МЕМБРАННОМ АППАРАТЕ.

2.1 Анализ применения теории передаточных функций.

2.2 Математическое моделирование объекта.

2.2.1 Определение передаточных функций по каналам воздействия исходной концентрации на концентрацию растворов на выходах системы.

2.2.2 Определение передаточных функций по каналам воздействия давления на концентрацию растворов на выходах системы.

2.2.3 Определение передаточных функций по каналам воздействия скорости течения на концентрацию растворов на выходах системы.

2.2.4 Определение передаточных функций по каналам воздействия температуры на концентрацию растворов на выходах системы.

2.2.5 Оценка адекватности математической модели.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМБРАННОГО АППАРАТА С ПОСТОЯННЫМ ОТВОДОМ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ.

3.1 Разработка конструкции мембранного аппарата.

3.2 Описание экспериментальной установки.

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований.

3.4 Экспериментальные исследования мембранного аппарата.

3.5 Исследование внутренней структуры диффузионного слоя с помощью электронного микроскопа.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

4.1 Преимущества применения процесса ультрафильтрации при производстве молочных продуктов.

4.2 Технология производства биотворога для детского питания с применением ультрафильтрации сквашенного сгустка.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании людей. Включение молочных продуктов в любой пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов. Поэтому качественная переработка молочного сырья весьма актуальна.

Мембранная обработка молочного сырья - современный метод, при котором происходит разделение или концентрирование растворов с использованием полупроницаемых мембран, осуществляемое на молекулярном уровне под давлением, без фазовых превращений и обычно при температуре окружающей среды. Молочный белок в процессе концентрирования продукта не претерпевает изменений и сохраняет натуральную форму и, соответственно, полезные свойства, что нельзя сказать о продуктах, полученных стандартными методами. Кроме того, применяемая в мембранных методах аппаратура проще, компактнее и дешевле. Мембранные методы в ряде случаев оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию, производят мало отходов.

Применение мембранных методов для переработки молочного сырья открывает широкие возможности получения ценных компонентов в натуральном виде, производстве новых видов продуктов с заданным химическим составом и высокой биологической ценностью. На современном этапе развития мембранных технологий, перспективными являются аппараты, использующие явление концентрационной поляризации, т.е. отвод части диффузионного слоя с повышенным содержанием задерживаемых веществ. Это позволяет интенсифицировать процесс мембранного фильтрования и увеличить производительность аппаратов. Различают несколько типов аппаратов. В некоторых из них возможно осуществление очистки мембраны. Однако, самыми простыми в плане технического изготовления являются аппараты, осуществляющие только отвод диффузионного слоя. Кроме того, они имеют невысокую стоимость.

В этой связи актуальной задачей является разработка простого, экономичного оборудования с высокой производительностью.

Цель и задачи исследований. Цель работы состоит в разработке и исследовании мембранного аппарата, позволяющего интенсифицировать процесс концентрирования обезжиренного молока.

Для реализации поставленной цели определены следующие задачи: разработка математической модели процесса мембранного концентрирования на основе теории передаточных функций;

- разработка конструкции мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя;

- экспериментальное исследование новой конструкции мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя;

- определение влияния технологических и конструктивных параметров на концентрацию сухих веществ в отводимом слое;

- исследование внутренней структуры отложений на мембране методом растровой электронной микроскопии.

Научная новизна. На основе теории передаточных функций разработана математическая модель процесса мембранного концентрирования обезжиренного молока, позволяющая определять концентрацию сухих веществ на выходе мембранного аппарата в произвольный момент времени.

Получено уравнение регрессии процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока, учитывающее влияние конструктивных параметров аппарата на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое. Определены рациональные значения конструктивных параметров, обеспечивающие максимально возможное содержание растворенных веществ в продукте.

Изучена структура отложений на мембране с помощью электронного микроскопа, установлено, что она неоднородна и состоит из двух слоев.

Практическая значимость и реализация. Разработана конструкция мембранного аппарата с постоянным отводом диффузионного слоя, новизна которого защищена патентом РФ.

Проведены заводские испытания опытно-промышленной установки на основе разработанного мембранного аппарата на ООО МПО «Скоморошка», которые показали её эффективность.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» ФГБОУ ВПО КемТИПП в дипломном и курсовом проектировании.

Автор защищает новую конструкцию мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя; математическую модель процесса мембранного концентрирования; результаты экспериментальных исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель процесса концентрирования в мембранном аппарате с отводом диффузионного слоя на основе теории передаточных функций. Модель позволяет определять концентрацию сухих веществ на выходах мембранного аппарата в произвольный момент времени. Отклонение значений, полученных с использованием этой модели от опытных данных, составляет не более 6,7% .

2. Разработана конструкция мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя, особенностью которой является форма конической втулки и конфигурация отверстий в корпусе, что приводит к увеличению концентрации и количества отводимого диффузионного слоя. Техническая новизна конструкции защищена патентом РФ №2318583.

3. Исследовано влияние технологических и конструктивных параметров на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое. Предложено уравнение регрессии процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока, учитывающее влияние конструктивных параметров аппарата на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое. Определены рациональные значения конструктивных параметров, обеспечивающие максимально возможное содержание растворенных веществ в продукте.

4. Сравнительные испытания традиционного оборудования и разработанного аппарата показали преимущества последнего. При одинаковых параметрах и площади мембран, для получения концентрата заданного состава использование нового аппарата значительно сокращает время работы.

5. Проведены исследования внутренней структуры отложений на мембране с помощью электронного микроскопа. Установлено, что они состоят из двух слоев: верхнего губчатого размером 31,3 мкм и нижнего игольчатого высотой 32,2 мкм.

6. Предложена модернизированная технология производства биотворога для детского питания с применением разработанного аппарата, преимуществом которой является сокращение времени его изготовления, улучшение органолептических и физико-химических свойств готового продукта.

105

1. Алексеев Н.Г. и др. Технология продуктов детского питания. - М.: Колос, 1992. - 190 с.

2. Антипов С.Т. Просвечивающая электронная микроскопия поляризационных слоев, образующихся при ультрафильтрации молочной сыворотки / С.Т. Антипов, А.Л. Лавренов, С.А. Титов, С.А. Солдатенко// Хранение и переработка сельхозсырья. 2009. - №4. - С.23-25.

3. Ахназарова С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учебное пособие для вузов / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1978. - 319 с.

4. Байков В.И. Гелеобразование при ультрафильтрации в плоском канале с одной проницаемой поверхностью / В.И. Байков, П.К. Зновец // ИФЖ. 1999. -Т.72, №1. - С.923-926.

5. Бабенышев С.П. Разработка математической модели баромембранного разделения жидких высокомолекулярных полидисперсных систем / С.П. Бабенышев, И.А. Евдокимов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2007. - №10. - С. 78-80.

6. Белов Н. И. Ультрафильтрация и ее применение в технике. М.: Молочная промышленность. 1970. № 5, 215 с.

7. Богданов А. П. Результаты испытания ультрафильтрационных мембран / А. П. Богданов, К. М. Сададзе, Н. В. Павлова, М.: Молочная промышленность. - 1984. - № 7. С. 8-10.

8. Бойков А.Д. Основы автоматики и автоматизации процессов и установок. Саранск: МГУ им. Н.П. Огарёва, 1977.

9. Боровинская И.П. СВС-материалы с градиентным распределением пористости и величин пор / И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов, В.В. Карпов // Наука производству. - 1997. - №1. - С.32-33.

10. Брык М.Т. Мембранная технология в пищевой промышленности / М.Т. Брык, В.Н. Голубев, А.П. Чагаровский. Киев: Урожай, 1991. - С. 224.

11. Брык М.Т. Мембранная технология в промышленности. / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк, А.Н. Твёрдый. Киев: Тэхника, 1990 - 247 с.

12. Брык М.Т. Ультрафильтрация / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк. Киев: Наук думка, 1989. - 289 с.

13. Брыковская Г.В. Ингридиенты для мороженого / Молочная промышленность. 2006. -№ 1.

14. Варнавская О.В. Применение ультрафильтрации для получения высокоочищенной амилазы медицинского назначения / О.В. Варнавская, A.A. Селезнёва, Г.В. Самсонов // Химико-фармацевтический журнал. 1978. - Т. 12, №3,-С.105-109.

15. Васин С.И. Гидродинамическая проницаемость мембраны как совокупности пористых частиц (ячеечная модель) / С.И. Васин, В.М. Старов // Коллоидный журнал. 1996. -Т.58, №3. - С.307-311.

16. Вентцель Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, JI.A. Овчаров. М.: Наука. «Высшая школа», -2000.-С. 384.

17. Видыбиде А.К. Реверсивная микрофильтрация / А.К. Видыбиде, С.С. Духин, В.П. Дубяга // Химия и технология воды. 1991. - №3 - С.201.

18. Вопияшин О.Я. Микро- и ультрафильтрация на керамических мембранах при производстве соков / О.Я. Вопияшин // Пищевая промышленность. 2004. - №7. - С.60-61.

19. Гапонова JI.B. Переработка и применение молочной сыворотки / JI.B. Гапонова, Т. А. Полежаева, Н.В. Волотовская // Молочная промышленность. 2004. - №7. - С.52-53.

20. Голубев В.Н. Основы микрофильтрационной очистки пектиносодержащих экстрактов / В.Н. Голубев, С.Ю. Беглов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. - №1,2,4. - С.41,44,17.

21. Голубева JI.B. Разработка рецептурно-компонентного решения производства желированных продуктов из ультрафильтрата творожной сыворотки / JI.B. Голубева // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. -№9. - С.55-57.

22. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, -1984. - С. 344.

23. Гофман А.Г. Введение в теорию многокомпонентного пограничного слоя. Кемерово: КемГУ, 1999. - 82 с.

24. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 200 с.

25. Гуляев-Зайцев С.С. Применение осветленной ультрафильтрацией сыворотки при производстве напитков / С.С. Гуляев-Зайцев, H.H. Романовская, Л.П. Калашникова // Молочная промышленность. 1984. - №6.

26. Дейниченко Г.В. Интенсификация ультрафильтрации пахты / Г.В. Дейниченко, З.А. Мазняк // Молочная промышленность. 2003. - №6. - С.58-59.

27. Делалио А. Очистка сточных вод от тяжёлых металлов методом комплексообразования/ультрафильтрации / А. Делалио, В.В. Гончарук, Б.Ю. Корнилович, А.П. Криворучко, Л.Ю. Орлова, Г.Н. Пшинко // Химия и технология воды. 2003. - Т.25, №6. - С.564-573.

28. Дергачев П.П. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс разделения водных растворов методом обратного осмоса / П.П. Дергачев, Н.В. Кочергин, Ш.М. Молдабеков. М: МХТИ, 1988. - 17 с.

29. Дергачев П.П. Обратноосмотическое и ультрафильтрационное разделение водных растворов в ультразвуковом поле / П.П. Дергачев, Ш.М. Молдабеков, У.Б. Бестереков // Тез. Докл. 4 Всесоюз. конф. по мембр. методам разделения смесей. 1987. - №1. - С.45-46.

30. Динков К. Плотность и вязкость обезжиренного молока при двойной ультрафильтрации / К. Динков, В. Менков // Пищевая технология. Известия вузов. 2001. - №4. - С.57-58.

31. Дмитриенко Г.Н. Использование мембранного биореактора для восстановления хрома (VI) / Г.Н. Дмитриенко, В.В. Коновалова, П.И. Гвоздяк // Химия и технология воды. 2001. - Т.23, №2. - С.552-561.

32. Донской A.B. Ультразвуковые электро-технические установки / A.B. Донской, O.K. Келлер, Г.С. Кратыш. JI: Энергия, - 1968. - С. 256.

33. Дубяга В. П., Перепечкин JI. П., Каталевский Е. Е. Полимерные мембраны. М.: Химия, 1981. - 232 с.

34. Дульнева Т.Ю. Очистка воды от гидросоединений полизарядных ионов металлов керамическими мембранами / Т.Ю. Дульнева, Д.Д. Кучерук // Химия и технология воды. 2004. - Т.26, №6. - С.574-581.

35. Дульнева Т.Ю. Очистка воды от красителей керамическими мембранами, модифицированными глинистыми минералами / Т.Ю. Дульнева, Д.Д. Кучерук // Химия и технология воды. 2005. - Т.27, №5. - С.496-504.

36. Духин С.С. Импульсная ультрафильтрация / С.С. Духин, В.П. Дубяга, A.B. Листовничий, A.A. Поворов // Химия и технология воды. 1991. -№10. - С.867.

37. Дытнерский Ю. И., Бочаров Р. Г. К расчету процесса диа-фильтрации // Теорет. основы хим. технологии. 1976. - 10, № 2. - С. 307 -310.

38. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчёт. -М.: Химия, 1986.-272 с.

39. Дытнерский Ю.И. Некоторые проблемы теории и практики использования баромембранных процессов / Ю.И. Дытнерский, Р.Г. Кочаров // Журн. Всесоюз. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева.— 1987.—32, № 6.—С.610— 613.

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

41. Евдокимов И.А. Применение мембранных процессов в молочной промышленности / И.А. Евдокимов // Переработка молока. 2002. - №6. - С.4-5.

42. Жиров В.М. Исследование процесса ультрафильтрационного концентрирования пектина / В.М. Жиров, Н.И. Белов // Пищевая промышленность. 2005. - №4. - С.70-71.

43. Кавицкая A.A. Обратноосмотическое фильтрование растворов сульфата кальция на композитных мембранах в присутствии Fe (III) / A.A. Кавицкая, T.B. Князькова // Химия и технология воды. 1999. - Т.21, №2. -С.130-139.

44. Кавицкая A.A. Предотвращение загрязнения мембран осадками малорастворимых соединений// Химия и технология воды. 1990. - 12, № 9. -С. 811-819.

45. Карелин Ф. И. Обессоливание воды обратным осмосом. М.: Стройиздат, 1988. - 208 с.

46. Карпов A.M. Состояние и перспективы мембранной техники в микробиологической, медицинской и пищевых отраслях промышленности / A.M. Карпов, В.Н. Лялин, A.A. Свитцов // Биотехнология. 1989. - Т.5, №3. -С.260-276.

47. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1985.

48. Кафаров В.В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. М.:Наука,1987

49. Кафаров B.B. Принципы математического моделирования химико-технологических систем / В.В. Кафаров, B.JI. Перов, В.П. Мешалкин. М.: Химия, 1974.-344 с.

50. Кириллова А.Г. Мембранные технологии компании APV для молочной промышленности / А.Г. Кириллова // Молочная промышленность. -2005. №5. - С.52-53.

51. Ковтунова J1.E. Организация безотходного производства в молочной промышленности / J1.E. Ковтунова, И.Г. Бумуева // Обзорн. информ. .- М.: ЦНИИТЭИ мясмолпром. - 1983. - С. 49.

52. Козлов В.Н., Затирка А.Ф. Технология молочно-белковых продуктов. Киев: Урожай, 1988. - 167 с.

53. Коноплёва E.H. Производство творога на импортном ультрафильтрационном оборудовании / E.H. Коноплёва, Е.Я. Костина, Н.В. Фатеева, Т.Ф. Михалькова // Молочная и мясная промышленность. 1992. -№2.-С. 18-19.

54. Котляров Р.В. Моделирование процесса мембранного концентрирования молочных сред и разработка аппаратурных схем установок: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Кемерово, 2009. - 17с.

55. Крусь JI.B. Технология молочных продуктов / Г.Н. Крусь, JI.B. Чекулаева, Г.А. Шалыгина, Т.К. Ткаль. -М.: Агропромиздат, 1998

56. Кудрявцев В.А. Гидродинамические аспекты ультрафильтрации преддефекованного сока в плоскорамном мембранном аппарате / В.А. Кудрявцев и др. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - №1. - С.44.

57. Кузнецов B.B. Основное технологическое оборудование для переработки обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки Обзорн. информ. M.: ЦНИИТЭИ-мясомолпром. - 1982. - С. 41.

58. Лайтфут Э. Явление переноса в живых системах. М.: Мир, 1977.515 с.

59. Лащинский A.A. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник, 1963.

60. Липатов H.H. Мембранные методы разделения молока и молочных продуктов / H.H. Липатов, В.А. Марьин, Е.А. Фетисов. М.: Лёгкая промышленность, 1976.

61. Лобасенко Б.А. Влияние технологических параметров на пограничный концентрационный слой / Б.А. Лобасенко, О.С. Болотов // Переработка сельскохозяйственного сырья: Книга. Кемерово: КемТИПП, 1999. - С. 114-115.

62. Лобасенко Б.А. Определение концентрации растворённых веществ в пограничном слое на поверхности мембраны / Б.А. Лобасенко, В.А. Павский. // Пищевая технология. Известия Вузов. 2001. - №2-3. - С.68-70.

63. Лобасенко Б.А. Процессы гидромеханического разделения пищевых сред / Б.А. Лобасенко, Ю.В. Космодемьянский. Кемерово: КемТИПП, 1999. - 103 с.

64. Лобасенко Б.А. Состояние и развитие мембранной техники / Б.А. Лобасенко, Ю.В. Космодемьянский, О.С. Болотов. Кемерово, 1998. -10 с.-Деп. в ВИНИТИ 03.09.98., № 2738 - В98.

65. Лобасенко Р.Б. Теоретические и практические аспекты процесса ультрафильтрации молочных сред: дис.канд.тех.наук: 05.18.12 / Лобасенко Р.Б. Кемерово, 2005.

66. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970.736 с.

67. Лукас В.А. Теория автоматического управления. М.: Недра, 1990.

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

69. Маслов A.M. Применение ультрафильтрации в молочной промышленности / A.M. Маслов, В.В. Белов // Пищевая технология. Известия вузов. 1987. - №3. - С.14 -18.

70. Михайловский Е.А. Автоматика и автоматизация производственных процессов. М.: МТИПП, 1983.

71. Молочников В.В. Производство и использование белков молочной сыворотки / В.В. Молочников, П.Г. Нестеренко, В.Н. Задорожная. М.: ЦНИИТЭИ-мясомолпром. - 1983. - С. 47.

72. Мулдер М. Введение в мембранную технологию: Пер. с англ. М.: Мир, 1999.-513с., ил.

73. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. - 187 с.

74. Пат. 2052280 Российская Федерация, МПК6 B01D63/16. Мембранный аппарат / Шишкин В.В.; заявитель и патентообладатель Шишкин В.В. №4915406/26; заявл. 28.02.91; опубл. 20.01.96

75. Пат. 2179061 Российская Федерация, МПК7 B01D63/00. Способ и устройство для мембранной фильтрации (варианты) / Соловьёв А.П.; заявитель и патентообладатель Соловьёв А.П. №2000130686/12; заявл. 08.12.00; опубл. 08.12.00.

76. Пат. №2318583 РФ, МПК B01D 63/06. Аппарат для мембранного концентрирования / Б.А. Лобасенко, A.A. Пашкевич, А. Г. Семенов (Россия). -№2006126272; заявлено 19.07.2006; опубликовано 10.03.2008, Бюл. №7.

77. Пат. №2285556 РФ, МПК B01D 63/06. Аппарат для мембранного концентрирования / Б.А. Лобасенко, Р.В. Котляров, Е.Е. Истратова (Россия). -№2005108765/15; заявлено 28.03.2005; опубликовано 20.10.2006, Бюл. №29.

78. Перепёлкин П.В. Проницаемость суспензии пористых частиц (ячеечная модель) / П.В. Перепёлкин, В.М. Старов // Коллоидный журнал. -1992. Т.54, №2. - С.139-145.

79. Петров М.Р. Ультрафильтрационное выделение масел и красителей из промышленных сточных вод / М.Р. Петров, Е.Э Казакова // Химия и технология воды. 1990. -Т.12, №2. - С.176-178.

80. Полоцкий А.Е. Аппроксимация кривых задержания ультрафильтрационных мембран нормально-логарифмическим распределением

81. А.Е. Полоцкий, А.Н. Черкасов // Коллоидный журнал. 1983. - 45, №3. -С.467-472.

82. Полянский К.К. Деминерализация молочной сыворотки электродиализом / К.К. Полянский, В.А. Шапошник, А.Н. Пономарёв // Молочная промышленность. 2004. - №10. - С.48-49.

83. Полянский К.К. Использование ультрафильтрационных концентратов обезжиренного молока при производстве адыгейского сыра / К.К. Полянский, Л.Г. Кириллова, В.И. Долниковский // Молочная и мясная промышленность. 1995. - №8. - С. 17.

84. Старов В.М. Концентрирование и очистка растворов высокомолекулярных соединений / В.М. Старов // Химия и технология воды. -1987. Т.9, №3. - С.195-199.

85. Терлецкая А.В. Концентрирование микрочастиц урана на мембранных фильтрах и его прямое определение рентгенофлуоресцентным методом / А.В. Терлецкая, Т.А. Богословская, О.И. Стрихарь // Химия и технология воды. 1998. - Т. 20, №6. - С. 585-591.

86. Технологическая инструкция по производству «Биотворога обогащенного Lactobacillus rhamnosus GG, для детского питания» с применением ультрафильтрации сквашенного сгустка. Приложение №1 к приказу ОАО «Кемеровский МК» от 14.04.2011 №151.

87. Технологическая схема производства «Биотворога, обогащенного Lactobacillus rhamnosus GG, для детского питания» с применением ультрафильтрации сквашенного сгустка. Приложение №2 к приказу ОАО «Кемеровский МК» от 14.04.2011 №151.

88. Тишкин В.А. Влияние гидродинамических условий приобратноосмотическом концентрировании плодоовощных соков / В.А. Тишкин // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. - №6. - С. 33.

89. Фетисов E.H. Мембранные и молекулярноситовые методы переработки молока / E.H. Фетисов, А.П. Чагаровский. М.: Агропромиздат, 1991.

90. Филиппов А.Н. Образование гель-слоя на поверхности мембраны (квазистационарное приближение) / А.Н. Филиппов, В.М. Старое, В.А. Лялин // Химия и технология воды. 1989. - Т. 11, №4. - С. 291-296.

91. Харитонов В.Д. Концентрирование сыворотки методом мембранной дистилляции / В.Д. Харитонов // Хранение и переработка сельхозсырья. 1999. -№8. - С. 34-36.

92. Цапюк Е.А. Применение гомо- и гетеропористых моделей для описания полупроницаемых свойств ацетатцеллюлозных мембран / Е.А. Цапюк, М.Т. Брык // Химия и технология воды. 1990. - №1. - С. 6-8.

93. Чагаровский А.П. Ядерные фильтры в ультрафильтрационном концентрировании молочного сырья / А.П. Чагаровский, М.А. Гришин и др.// Известия вузов. Пищевая технология. 1986. - №1. - С. 78-81.

94. Черкасов А.Н. О влиянии соотношения размеров частицы и поры на селективность мембраны / А.Н. Черкасов, В.П. Жемков, Б.В. Мчедлишвили и др. // Коллоидный журнал. 1978. - Т. 40, №6 - С. 1115-1166.

95. Чупин A.B. Автоматизация технологических процессов и производств / A.B. Чупин, С.Г. Пачкин. Кемерово: КемТИПП, 2003.

96. Юрин В.Н. Процессы пищевой биотехнологии в производстве молочной основы для напитков / В.Н. Юрин, Ю.В. Космодемьянский, С.А. Бредихин, A.B. Кулаков // Пищевая промышленность. 2001. - №11. - С. 24.

97. Ярощук А.Э. Зависимость селективности мембраны от давления в рамках ситового механизма / А.Э. Ярощук, Е.В. Мещерякова // Химия и технология воды. 1990. - №11.

98. Amjad L. Applications of antiscalants to control calcium sulfate scaling in reverse osmosis systems // Ibid. 1985. - v. 54. - P. 263 - 276.

99. Brule G., Real de Sol E., Fanguant J., Fiand C. Mineral salts stability in the agucous phase of milk: influence of heat treatments // J. of Dairy Science. 1978. - v. 61. -P.1225 - 1232.

100. Bryk M. T., Tsapiuk E. A., Kochkodan V. M. Colloid-chemical aspects of ultrafiltration // Theses the 1987 Inter. Congr. on membranes and membrane processes (Tokyo, June 8 12, 1987). - Tokyo, 1987. - P. 39 - 40.

101. Elimination of mineral dosing to control Water formed scale in brackish Water RO systems // A.L. Smith, D.P. Logan, H.E. Nehus, M.L. Delitsky // Desalination. 1985. - v. 54. - P. 277 - 289.

102. Fane A. G., Fell C. J. D., Waters A. G. Ultrafiltration of protein solutions through partially permeable membranes: the effect of adsorption and solution environment//J. Membrane Sci. 1983. - 16, № 1/3. - P. 211 - 224.

103. Glimenins R. Microfiltration. State of the art // Desalination 1985 - 53, № 1/3. - P. 363 - 372.

104. Jonson J., Boesen C.B. Water and solute transport through cellulose acetate membranes // Desalination. 1975. - v. 17, №2. - P. 145 - 165.

105. Lee D.N., Miranda M.G., Merson R.L. Seanning electron microscope studies of membrane deposits from whey ultrafiltration / Journjl jf food Technology/. 1975.10.139-146.

106. Lipman J.L., Hatch R.T. Protecting RO membranes with polymers // Water Technol. 1984.- 7, № 5. - P. 45 - 49.

107. Mindler A. B., Epstein A. C. Measurements and control in reverse osmosis desalination // Ibid. 1986. - 59, № 1/3. - P. 343 - 380.

108. Pusch W. Determination of transport parameters of synthetic membranes / W Pusch // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1977. - 81, №3. - P. 269-276.

109. Renkin E.M. Filtration, diffusion and molecular sieving through porous cellulose / E.M. Renkin // Gen. Physiol. 1954. - V. 38, №2. - P. 225-243.

110. Sharm S.E. Wong B.L. // Biotecnol. Bioenerg. 1970. v. 12, № 6. - P. 1103 - 1109.

111. Sourirajan S. The science of reverse osmosis: mechanisms, membranes, transport and applications // Pure and Appl. Chem. 1978, №7. - P. 593 - 615.

112. Spiegler K.S. Thermodynamics of hyperfiltration (reverse osmosis): Criteria for efficient membranes / K.S. Spiegler, O. Kedem // Desalination. 1966. -1,№3. -P. 311-326.

113. Strenstrom M.K. Improvement of reverse osmosis for municipal wastewater reclamation through pretreatment / M.K. Strenstrom // WSI a J. 1983. -V. 10, №2.-P. 1-18.

114. Tragardh G. Characterization methods for ultrafiltration membranes// Desalination. 1985. - 53, № 1/3. - p. 25 - 35.