автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и исследование ультрафильтрационного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны

На правах рукописи

ИСТРАТОВА ЕВГЕНИЯ ЕВГЕНЬЕВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННОГО АППАРАТА С СОВМЕЩЕННЫМ ОТВОДОМ ДИФФУЗИОННОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ И очисткой

МЕМБРАНЫ

Специальность 05.18Л2 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О 5 ДЕК 2008

Кемерово 2008

003454967

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Борис Анатольевич Лобасенко

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Галина Евгеньевна Иванец

кандидат технических наук Владимир Павлович Зверев

Ведущее предприятие: ООО МПО «Скоморошка», г. Кемерово

Защита состоится « "/8 » декабря 2008 г. в НЧ час, на заседании диссертационного совета Д. 212.089.02 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

Автореферат разослан « 12 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Бакин И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В молочной промышленности актуальна проблема увеличения переработки вторичного молочного сырья, объемы которого ежегодно возрастают. С этой точки зрения выгодно использовать мембранные методы, применение которых позволяет получать ценные компоненты в нативном виде, а также создавать принципиально новые технологии продуктов с минимальными энергетическими и материальными затратами.

Основным недостатком мембранных методов является концентрационная поляризация. Для снижения данного явления на поверхности мембраны в типовых конструкциях используют различные способы. Однако они либо недостаточно эффективны, либо их использование невозможно из-за негативного влияния на качество получаемого продукта. Поэтому в последнее время разработаны мембранные аппараты, использующие явление концентрационной поляризации. Анализ этого оборудования показывает, что в нем происходит снижение производительности по отводимому фильтрату вследствие того, что с течением времени образуется неподвижный слой задерживаемых веществ на поверхности мембраны и возникает необходимость ее очистки.

В конструкциях, где предусмотрена промежуточная очистка мембраны, происходит увеличение вспомогательного времени и уменьшение основного, что также снижает производительность. В этой связи перспективным направлением в мембранной технологии является разработка оборудования, позволяющего совместить процессы отвода диффузионного слоя и очистки от неподвижного слоя, находящегося непосредственно на мембране.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка ультрафильтрационного аппарата, позволяющего совместить процесс концентрирования молочных сред с очисткой мембраны для увеличения производительности.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- разработка математической модели формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации;

- разработка конструкции мембранного аппарата, позволяющей проводить очистку одновременно с отводом диффузионного пограничного слоя;

- экспериментальные исследования новой конструкции мембранного аппарата и изучение влияния его технологических параметров процесса на концентрацию отводимого диффузионного слоя и проницаемость мембраны, с целью нахождения их рациональных значений при обработке молочных сред;

- определение рациональных параметров очистки и выбор оптимального режима работы аппарата;

- сравнительный анализ разработанной конструкции с другими видами оборудования.

Научная новизна. Разработана математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации. Модель описывает процессы формирования диффузионного слоя на мембране и изменение производительности мембраны по фильтрату с учетом времени.

Предложены уравнения регрессий процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока и творожной сыворотки, учитывающие влияние технологических параметров процесса на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое, проницаемость мембраны, найдены их рациональные значения.

Определены и изучены основные параметры очистки, влияющие на проницаемость мембраны, получены уравнения регрессии, характеризующие их взаимосвязь, найдены рациональные значения.

Проанализирован алгоритм совместной работы аппарата в режиме концентрирования и очистки мембраны при обработке обезжиренного молока и творожной сыворотки, найдено их оптимальное соотношение, позволяющее добиться наибольшей производительности процесса.

Практическая значимость и реализация. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны две конструкции мембранных аппаратов с отводом диффузионного пограничного слоя, техническая новизна которых защищена патентами РФ.

Проведены испытания опытно-промышленного аппарата на ООО МПО «Скоморошка», которые показали его эффективность.

Предложена технология производства молочно-сывороточных напитков с использованием концентрата сыворотки, полученного на новом мембранном аппарате.

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

Автор защищает. Новую конструкцию мембранного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны; математическую модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации; результаты экспериментальных исследований разработанного аппарата.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях КемТШШа (2005 - 2007); Международной научно-технической конференции «Повышение качества продукции и эффективности производства» (Курган, 2006);У1П Всероссийском форуме молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые Сибири» (Улан-Удэ, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Образование для новой России: опыт, проблемы, перспективы» (Юрга, 2005); Межрегиональной научно-практической конференции «Здоровое питание — основа жизнедеятельности человека» (Красноярск, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликована 16 работ, из них 1 в центральном журнале, 2 депонированные рукописи, 2 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 105 страницах машинописного текста. Работа включает 34 рисунка, 12 таб-

лиц. Список литературы содержит 135 наименования. Приложения представлены на 14 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, приведена общая характеристика диссертации.

В первой главе рассмотрены способы извлечения из вторичного молочного сырья ценных компонентов. Проанализировано применение мембранных процессов в молочной промышленности. Рассмотрены конструкции мембранных аппаратов, использующих отвод диффузионного слоя.

Вторая глава посвящена математическому моделированию формирования диффузионного слоя на мембране в процессе ультрафильтрации. Предполагается, что при достижении раствором определенной концентрации Ср начинается выделение части высокомолекулярных соединений из раствора в виде тонкого слоя геля. Толщина слоя полагается малой и не искажающей картину движения раствора. В силу малой толщины диффузионного слоя, скорость фильтрации принята не зависящей от продольной и поперечной координат, но изменяющейся во времени.

На основе анализа баланса массы высокомолекулярных соединений в контрольном объеме, с учетом указанных допущений получено уравнение переноса высокомолекулярных соединений в диффузионном слое:

дс гг дс — + К — 5/ ду

И

5/

= 0

(1)

с граничными условиями на удалении от мембраны

С —> С о при у —» -со и на поверхности мембраны

(2)

/ а

Гс-В^

Ч п=Сг

при с\ <сг

- в противном случае

(3)

В начальный момент времени концентрация высокомолекулярных соединений в растворе равна с0, что является начальным условием к уравнению (1).

Входящая в уравнение (1) и условия (2), (3) скорость фильтрации V аналогична производительности мембраны по фильтрату. Для оценки падения

производительности со временем принята модель постепенной забивки пор мембраны "пробками" образующегося геля.

Количество пор, не забитых гелем и пропускающих раствор, оценивается их условным суммарным проходным сечением К В модели предполагается, что количество пор, забиваемых за какое-то время гелем, будет пропорционально количеству незагрязненных пор, еще пропускающих раствор, а также потоку высокомолекулярных соединений, поступающему к мембране. При этом также предполагается, что отдельные особо крупные поры, общим сечением Г , вообще не забиваются гелем. В пользу такого предположения говорит тот факт, что в проведенных экспериментах производительность мембраны по фильтрату не падает со временем до нуля, а устанавливается на постоянном уровне, составляющем около 10-12 % от первоначальной величины.

На основе этих предположений получено уравнение изменения производительности:

г0 л

= —а

Уо

Р0

* \

Ус-Б

дс_ дУ)у^0

(4)

Начальное условие к уравнению (4) имеет вид:

V = У0 при г = 0 Путем введения безразмерных переменных:

(5)

Т) = — у, Б

т-

0_ И

Л б(п,т) = —,

ф(т) = —

У0

(6)

уравнения (1), (4) и условия (2), (3), (5) приведены к виду:

ее

69 д'в

— + ф— дт 5г| дг\

£/ф

= 0,

с1т

ЯП)ц=0

с условиями

в -> 1 при г] —> -со, дв~

= 0

при в < вг

в = е,

— в противном случае

■ при т; = 0, (8)

(р = 1, в = 1 при г = 0

и параметрами

Р с

(9)

где N - характеризует падение проницаемости мембраны с учетом увеличения концентрации во времени, Кф - степень очистки пор мембраны при общей очистке ее поверхности, 0 г — повышение концентрации задерживаемых веществ в отводимом слое. Величина параметра К^ изменяется в интервале 0,10+0,15. Для начального момента времени уравнение (4) с учетом начальных условий задачи принимает вид:

Отсюда:

к

¿V

ж

= -а{1-кЛ-У0сс

//=0

(10)

{¡-КуУо3

(И)

Используя уравнение (11) можно определить скорость фильтрации в начальный момент времени и интенсивность ее убывания с учетом образующегося на поверхности мембраны диффузионного слоя.

Результаты расчетов демонстрируют падение скорости фильтрации по мере увеличения продолжительности обработки раствора. Постепенно проницаемость мембраны устанавливается на уровне, соответствующем остаточной скорости V. Одновременно с этим происходит постепенное увеличение содержания высокомолекулярных соединений в слое, прилегающем к мембране. Через некоторое время содержание высокомолекулярных соединений перестает расти и начинает медленно уменьшаться. При этом уменьшается максимальная концентрация высокомолекулярных соединений непосредственно у поверхности и распределение концентрации в диффузионном слое выравнивается. Оче-

видно, это можно объяснить тем, что при существенном уменьшении скорости фильтрации значительную роль начинает играть процесс диффузии высокомолекулярных соединений, приводящий к выравниванию распределения концентраций. Поскольку при движении раствора через крупные поры имеет место частичное проникновение высокомолекулярных соединений через мембрану, эффективность процесса ультрафильтрации в установившемся режиме снижается. В то же время раздельный отбор на выходе из мембранного канала периферийной части потока, обогащенной высокомолекулярных соединений, оказывается наиболее эффективным именно в этом режиме, так как формирование диффузионного слоя в этом случае завершено, а его последующее размывание за счет диффузии незначительно. Сравнение результатов, полученных теоретически и экспериментально, подтверждает адекватность предложенной математической модели реальному процессу. Отклонение значений составляет не более ±14%.

В третьей главе приведено описание лабораторного стенда, в состав которого входит разработанная конструкция мембранного аппарата; рассмотрена методика проведения эксперимента; представлены экспериментальные данные и результаты их обработки.

Схема мембранного устройства показана на рис. 1.

1 - корпус, 2 - кожух, 3,4- штуцера для отвода концентрата, 5,6- кольцевые щели, 7 - полый шток, 8 - мембрана, 9 - вал с лопастями, 10 - корпус, 11 - лопасти, 12,13 - штуцера для подвода продукта, 14 - кожух, 15 - штуцер для отвода фильтрата

1

t

Рис. 1 - Мембранное устройство

Устройство работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство через штуцер 12. Лопасти делят поток на четыре сектора. При фильтровании раствора на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ, который отводится через штуцера 3 и 4, а основная часть потока - через отверстия в полости штока 7. Через некоторое время на мембране, вследствие концентрационной поляризации, образуется устойчивый малоподвижный слой с повышенным содержанием растворенных веществ, который в дальнейшем может преобразоваться в слой геля. Это значительно снижает скорость процесса, а, следовательно, и производительность, для сохранения которой на высоком уровне необходимо проведение очистки поверхности мембраны. Очистка осуществляется поворотом полого вала с лопастями 9 за счет подачи исходного раствора через штуцера 13 на лопасти 11. После поворота лопастей, снимающих слой осадка с мембраны, ведут подачу воздуха, который тур-булизирует среду и позволяет интенсифицировать процесс очистки.

В качестве исходной среды были использованы творожная сыворотка с начальной концентрацией сухих веществ, равной 4,6 % масс., и восстановленное обезжиренное молоко с начальной концентрацией сухих веществ, равной 8,4 % масс.

На концентрацию отводимого слоя оказывают влияние следующие технологические параметры процесса: давление, режим течения жидкости, температура. Для изучения зависимости содержания сухих веществ в диффузионном слое от этих параметров были проведены экспериментальные исследования с применением методов математического планирования и получены уравнения регрессии для концентрирования творожной сыворотки (12) и обезжиренного молока (13):

С = 4,25 + 3,95-Р + 0,03-Т - 0,00013-Р-11е - 0,0000017-11е-Т - 0,089-Р-Т + +0,00000167-Р-Яе-Т (12)

С= 5.76 - 4.04-Р + 0,105-Т- 0,00003 М1е-Т + 0,302-Р-Т (13)

Были найдены рациональные значения технологических параметров процесса, при которых концентрация отводимого слоя будет максимальной: давление - 0,15 МПа, режим течения жидкости -1000, температура - 40°С.

Предварительная оценка показала, что наибольшее влияние на процесс очистки предлагаемой конструкции оказывают: расход, давление и продолжительность подачи воздуха. Для определения зависимости проницаемости мембраны от данных параметров были проведены экспериментальные исследования с применением методов математического планирования, составленные по плану Бокса-Уилсона. В результате получены уравнения регрессии, описывающие зависимость проницаемости мембраны (в л/м2час) от параметров очистки для творожной сыворотки (14) и обезжиренного молока (15):

G = 50,78 - 1900000-L - 96-P + 0,21-T + 7000000-L-P + 0,67-P-T + 14900-L-T -

- 196000-L-P-T-l 180-P2-0,0011-T2 (14)

G = 22,25 - 56200-L + 25-P + 0,042-T - 270000-L-P + 0,3-P-T - 2390-L-T -784-P2-

- 0,00019-T2 (15)

С помощью анализа уравнений были определены рациональные параметры очистки: расход воздуха - 3,89* 10"6 м3/с, давление подаваемого воздуха - 0,05 МПа, продолжительность подачи воздуха - 120 с для творожной сыворотки и 180 с для обезжиренного молока.

На основе полученных рациональных значений параметров процесса и очистки был предложен оптимальный режим работы аппарата при переработке обезжиренного молока, согласно которому через 600 с после начала работы осуществляется отвод диффузионного слоя, продолжающийся в течение 1800 с, после чего проводится очистка.

В предложенной конструкции аппарата предусмотрены три способа очистки мембраны: с помощью воздуха, путем поворота лопастей и совместная очистка лопастями и воздухом. Влияние способов очистки на проницаемость мембраны представлено на рис. 2.

-лопастями

- воздухом

-лопастями и воздухом

4 Т,с

500 1000 1500 2000 2500 3000

Рис. 2 - Изменение проницаемости мембраны от способа очистки при обработке обезжиренного молока

Согласно рис. 2, наилучшие показатели соответствуют третьему способу, то есть комбинированной очистке. Однако при ее проведении воздействию подвергается вся поверхность мембраны, что приводит к потере времени на образование нового слоя. Поэтому целесообразно использовать промежуточную очистку каждой секции с помощью воздуха, не прерывая основного процесса. В связи с этим, были рассмотрены три варианта режимов очистки: с однократной, двукратной и трехкратной промежуточными очистками поверхности мембраны

воздухом. Сравнение вариантов проводилось на основании сопоставления концентраций задерживаемых веществ в обезжиренном молоке за одинаковый промежуток времени. При использовании первого режима очистки был получен продукт с наименьшей концентрацией задерживаемых веществ, равной 9,88 % масс., при применении второго и третьего способов, эта величина составила 9,92 и 9,90 % масс, соответственно. Это связано с тем, что в первом случае затрачивается некоторое время на образование диффузионного слоя, а в третьем существенно уменьшается проницаемость мембраны, что приводит к снижению интенсивности разделения.

Таким образом, оптимальный режим работы представляет собой следующую последовательность. После выхода аппарата на стационарный режим работы производится отвод диффузионного слоя. По мере образования неподвижного слоя на поверхности мембраны, для поддержания её высокой проницаемости целесообразно осуществлять очистку за счет подачи воздуха в одну из секций в течение 180 с. При этом остальные секции, где очистка не происходит, работают в основном режиме. Таким же образом последовательно очищаются остальные секции.

После двукратной очистки, произведенной вышеуказанным способом, подвижный слой осадка с поверхности мембраны удаляется за счет совместного воздействия лопастей и воздуха. Данную последовательность можно принять за цикл, который повторяется несколько раз. На рис. 3 схематично представлен цикл очистки для одной из секций.

Рис. 3 - Зависимость проницаемости мембраны от продолжительности

обработки

1 — при проведении очистки

2 - средняя проницаемость мембраны

Как видно из рис. 3, после отвода слоя через 2400 с проводится очистка мембраны с помощью воздуха, согласно рассмотренной выше последовательности, в результате чего проницаемость повышается в 6 раз (с 3 до 18 л/(м2час)). Следующий пик соответствует второй очистке мембраны с помощью воздуха, при этом проницаемость восстанавливается в 5,5 раз (с 2,9 до 16 л/(м2час)). Дальнейшая очистка воздухом малоэффективна за счет уплотнения образующегося на мембране слоя. В этом случае необходимо проводить комбинированную очистку, изображенную в виде последнего пика, в ходе которой проницаемость увеличивается в 6,9 раз (с 2,9 до 20 л/(м2час)).

Результаты исследований разработанного аппарата были использованы для сравнения его основных показателей работы с типовым оборудованием, характеризующимся отводом фильтрата через мембрану и с конструкцией, в которой предусмотрен отвод диффузионного слоя. В качестве последней была использована конструкция с побудительным движением диффузионного слоя, отличительной особенностью которой является наличие подвижной спирали внутри мембраны. Результаты экспериментальных исследований приведены на рис. 4.

Рис. 4 - Динамика изменения содержания сухих веществ от продолжительности обработки в обезжиренном молоке

Согласно рис. 4, в первом случае при одинаковых технологических параметрах концентрация продукта за одинаковый промежуток времени выше на 30 %, а во втором - на 5,2 %.

В четвертой главе предложено использовать разработанный аппарат для получения концентрата творожной сыворотки при производстве молочно-сывороточных напитков. Это позволит уменьшить стоимость готового продукта, так как исчезнет необходимость в покупке и последующем растворении сухой сыворотки. Предложены технологическая схема и рецептура, в которых сухая творожная сыворотка заменена на концентрат с содержанием сухих веществ 13 % масс.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана конструкция ультрафильтрационного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны, что позволяет увеличить производительность за счет сокращения продолжительности обработки. Техническая новизна предложенного устройства подтверждена патентом РФ.

2. Разработана математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации. Модель описывает процессы формирования диффузионного слоя на мембране и изменение производительности мембраны по фильтрату с учетом времени. Анализ результатов, полученных экспериментально и с помощью предложенной модели, подтверждает ее адекватность реальному процессу. Отклонение значений составляет не более ±14%.

3. Исследовано влияние технологических параметров на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое и на проницаемость мембраны. Получены уравнения регрессии и определены их рациональные значения, при которых концентрация отводимого слоя максимальна.

4. Установлено, что на эффективность очистки мембраны влияют: расход, давление и продолжительность подачи воздуха. Получены уравнения регрессии для нахождения проницаемости мембраны от указанных параметров для сыворотки и обезжиренного молока. Определены их рациональные значения и выбран оптимальный способ очистки поверхности мембраны.

5. Проанализирована совмещенная работа аппарата в режиме концентрирования и очистки. Предложено оптимальное их соотношение, позволяющее добиться наибольшей производительности процесса.

6. Сравнительные испытания разработанного аппарата с типовым оборудованием и конструкцией, использующей отвод диффузионного слоя, показали его эффективность. Установлено, что в первом случае при одинаковых технологических параметрах концентрация продукта за одинаковый промежуток времени выше на 30 %, а во втором - на 5,2 %.

7. Предложена технология производства молочно-сывороточных напитков, в которой сухая творожная сыворотка заменяется на концентрат, полученный с помощью нового мембранного аппарата.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Лобасенко Б.А. Разработка и исследование конструкции мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя / Б.А. Лобасенко, А.Г. Семенов, Е.Е. Истратова // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. - М., 2007.- №. 8 - С. 72 - 74.

2. Истратова Е.Е. Перспективы развития мембранных аппаратов, использующих явление концентрационной поляризации /Е.Е. Истратова, Р.В. Котляров // Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире: материалы VIII всероссийского форума молодых ученых и студентов. - Екатеринбург, 2005. - С. 89.

3. Istratova E.E. Development of membrane design for intensification of food environment concentration process // Пищевые продукты и здоровье человека: сборник тезисов докладов ежегодной региональной аспирантско-студенческой конференции. - Кемерово, 2005. - С. 186.

4. Котляров Р.В. Модернизация конструкции мембранного аппарата, характеризующегося отводом диффузионного слоя, с целью интенсификации процесса концентрирования / Р.В. Котляров, Е.Е. Истратова // Образование для новой России: опыт, проблемы, перспективы: тезисы всероссийской научно-практической конференции. - Юрга, 2005. - С. 224 - 225.

5. Котляров Р.В. Исследование влияния конструкции мембранного аппарата на процесс концентрирования / Р.В. Котляров, Е.Е. Истратова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ, выпуск 10. - Кемерово, 2005. - С. 70.

6. Механошина А.А. Разработка аппарата для мембранного концентрирования с целью увеличения производительности / А.А. Механошина, Д.М. Силков, Е.Е. Истратова // Молодые ученые Сибири: материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции. - Улан-Удэ, изд-во ВСГТУ, 2005.-С. 288-291.

7. Истратова Е.Е. Разработка конструкции мембранного аппарата для интенсификации процесса переработки сыворотки / Е.Е. Истратова, А.А. Пашкевич // Повышение качества образования: развитие творческой и инновационной деятельности студентов: сборник тезисов докладов IV межрегиональной научно-практической конференции. - Кемерово, 2006. - С. 74 - 76.

8. Истратова Е.Е. Влияние технологических параметров на отвод диффузионного слоя при мембранном концентрировании / Е.Е. Истратова, Р.В. Котляров // Здоровое питание - основа жизнедеятельности человека: сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции. - Красноярск, 2006.-С. 338-341.

9. Истратова Е.Е. Совершенствование конструкции ультрафильтрационного аппарата, использующего явление концентрационной поляризации / Е.Е. Истратова, Р.В. Котляров // Повышение качества продукции и эффективности производства: материалы международной научно-технической конференции; выпуск 2. -Курган, 2006. - С. 150 - 151.

10. Истратова Е.Е. Определение технологических параметров процесса мембранного концентрирования сыворотки / Е.Е. Истратова, А.А. Пашкевич // Техника и технология пищевых производств: сборник научных трудов. - Кемерово, 2006.-С. 48-50.

11. Лобасенко Б.А. Определение рациональных параметров работы мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя / Б.А Лобасенко, Е.Е. Истратова, Р.В. Котляров; КемТИПП. - М. 2006. - 16 с: Деп. в ВИНИТИ 16.02.2006, № 165- В 2006.

12. Лобасенко Б.А. Разработка и исследование конструкции мембранного аппарата для концентрирования пищевых сред / Б.А Лобасенко, Е.Е. Истратова, Р.В. Котляров; КемТИПП. - М. 2006. - 19 с: Деп. в ВИНИТИ 16.02.2006, №164- В 2006.

13. Истратова Е.Е. Сравнительный анализ работы мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ. - Кемерово, 2007. - С. 49.

14. Лобасенко Б.А. Определение оптимального режима очистки мембранного аппарата с отводом диффузионного слоя / Б.А. Лобасенко, Е.Е. Истратова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ. - Кемерово, 2007. - С. 75.

15. Патент 2285556 РФ, МКИ В 01 Б 63/06. Аппарат для мембранного концентрирования / Б.А. Лобасенко, Р.В. Котляров, Е.Е. Истратова (Россия). - № 2005108765; Заявлено 28.03.2005; Опубл. 20.10.06, Б.И. № 29.

16. Патент 2286841 РФ, МКИ В 01 Б 63/06. Мембранное устройство / Б.А. Лобасенко, Е.Е. Истратова (Россия). - № 2005116638; Заявлено 31.05.2005; Опубл. 10.11.06, Б.И. №31.

Выражаю большую благодарность кандидату физико-математических наук, доценту, зав. кафедрой прикладной математики Семенову А. Г. за ценные советы и указания, высказанные при выполнении и обсуждении данной работы.

Подписано к печати 7 .11.08. формат 60x90/16 Объем 1 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № 20 \ Отпечатано на ризографе ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47 отпечатано в лаборатории множительной техники ГОУ ВПО КемТИППа 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

Введение и постановка задач исследования.

ГЛАВА 1 Литературно-патентный обзор.

1.1 Изучение физико-химических и органолептических характеристик вторичного молочного сырья как объекта мембранного разделения.

1.2 Методы получения белковых концентратов.

1.3 Мембранные методы получения белковых концентратов.

1.4 Конструкции мембранных аппаратов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2 Математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации.

2.1 Анализ применения математических моделей, учитывающих явление концентрационной поляризации.

2.2 Разработка математической модели формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3 Разработка и исследование конструкции мембранного аппарата.

3.1 Разработка конструкции мембранного аппарата с совмещенным отводом диффузионного слоя и очисткой мембраны.

3.2 Описание лабораторной установки для изучения процесса мембранного концентрирования.

3.3 Методика экспериментальных исследований.

3.4 Изучение влияния технологических параметров процесса на концентрацию отводимого диффузионного слоя и проницаемость мембраны, определение их рациональных значений.

3.5 Определение рациональных параметров очистки и выбор оптимального режима работы аппарата.

3.6 Сравнительный анализ разработанной конструкции с другими видами оборудования.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4 Практическое использование мембранных методов в молочной промышленности.

4.1 Применение мембранных методов при производстве напитков из сыворотки.

4.2 Использование концентрата сыворотки для приготовления напитков на комбинированной основе.

Выводы по главе.

Выводы и основные результаты работы.

Актуальность темы. В молочной промышленности актуальна проблема увеличения промышленной переработки вторичного молочного сырья, объемы которого ежегодно возрастают. При производстве молочных высокобелковых продуктов в России получают в год около 9 миллионов тонн вторичного молочного сырья, из которого на промышленную переработку используют 40% всего объема. Остальные 60% скармливаются сельскохозяйственным животным или сбрасывается в водоемы, нанося значительный вред окружающей среде. Помимо чисто экономического ущерба от потери ценного молочного сырья, это приводит к серьезной экологической проблеме.

В этой связи переработка в промышленных масштабах вторичного молочного сырья является одной из глобальных проблем молокозаводов России, которым, прежде всего, приходится платить штрафы за сбросы. Необходимо отметить, что только с молочной сывороткой теряется самая ценная часть (до 30%) белков молока - иммунные белки, развивающие защитные функции организма человека, а также порядка 95% высококачественного молочного сахара - лактозы.

Безотходный технологический цикл переработки молочной сыворотки и обезжиренного молока, возврат в продукты питания иммунных белков и других ценных компонентов, а также создание новых продуктов и напитков для различных групп населения, является решением вышеуказанных проблем.

В последнее время одним из факторов увеличения выпуска молочной продукции и улучшения ее качества является углубленная переработка путём применения прогрессивных технологий. С этой точки зрения выгодно использовать мембранные методы, применение которых позволяет увеличить выход готовой продукции, сократить расход основных и вспомогательных материалов, а также вырабатывать новые виды высококачественных продуктов, состав которых в полной мере соответствует современным медикобиологическим требованиям науки о питании. В молочной промышленности накоплен значительный опыт по применению мембранных процессов при переработке молочного сырья, что открывает возможности для создания новых продуктов питания.

Кроме того, применение мембранных методов при переработке вторичного молочного сырья открывает широкие возможности получения ценных компонентов в нативном виде, а также способствует снижению вреда, наносимого сбросами сточных вод молокоперерабатывающих заводов.

Основным недостатком мембранных методов является концентрационная поляризация. Для снижения данного явления на поверхности мембраны в типовых конструкциях используют различные способы. Однако они либо недостаточно эффективны, либо их использование невозможно из-за негативного влияния на качество получаемого продукта. Поэтому в последнее время разработаны мембранные аппараты, использующие явление концентрационной поляризации. Анализ этого оборудования показывает, что в нем происходит снижение производительности по отводимому фильтрату вследствие того, что с течением времени образуется неподвижный слой задерживаемых веществ на поверхности мембраны и возникает необходимость ее очистки.

В конструкциях, где предусмотрена промежуточная очистка мембраны, происходит увеличение вспомогательного времени и уменьшение основного, что также снижает производительность. В этой связи перспективным направлением в мембранной технологии является разработка оборудования, позволяющего совместить процессы отвода диффузионного слоя и очистки от неподвижного слоя, находящегося непосредственно на мембране.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка ультрафильтрационного аппарата, позволяющего совместить процесс концентрирования молочных сред с очисткой мембраны для увеличения производительности.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- разработка математической модели формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации;

- разработка конструкции мембранного аппарата, позволяющей проводить очистку одновременно с отводом диффузионного пограничного слоя;

- экспериментальные исследования новой конструкции мембранного аппарата и изучение влияния технологических параметров процесса на концентрацию отводимого диффузионного слоя и проницаемость мембраны, с целью нахождения их рациональных значений при обработке молочных сред; определение рациональных параметров очистки и выбор оптимального режима работы аппарата;

- сравнительный анализ разработанной конструкции с другими видами оборудования.

Научная новизна. Разработана математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации. Модель описывает процессы формирования диффузионного слоя на мембране и изменение производительности мембраны по фильтрату с учетом времени.

Предложены уравнения регрессий процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока и творожной сыворотки, учитывающие влияние технологических параметров процесса на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое, проницаемость мембраны, найдены их рациональные значения.

Определены и изучены основные параметры очистки, влияющие на проницаемость мембраны, получены уравнения регрессии, характеризующие их взаимосвязь, найдены рациональные значения.

Проанализирован алгоритм совместной работы аппарата в режиме концентрирования и очистки мембраны при обработке обезжиренного молока и творожной сыворотки, найдено их оптимальное соотношение, позволяющее добиться наибольшей производительности процесса.

Практическая значимость и реализация. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны две конструкции мембранных аппаратов с отводом диффузионного пограничного слоя, техническая новизна которых защищена патентами РФ.

Проведены испытания опытно-промышленного аппарата на ООО МПО «Скоморошка», которые показали его эффективность.

Предложена технология производства молочно-сывороточных напитков с использованием концентрата сыворотки, полученного на новом мембранном аппарате.

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

Автор защищает. Новую конструкцию мембранного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны; математическую модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации; результаты экспериментальных исследований разработанного аппарата.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана конструкция ультрафильтрационного аппарата с совмещенным отводом диффузионного пограничного слоя и очисткой мембраны, что позволяет увеличить производительность за счет сокращения продолжительности обработки. Техническая новизна предложенного устройства подтверждена патентом РФ.

2. Разработана математическая модель формирования диффузионного слоя в процессе ультрафильтрации. Модель описывает процессы формирования диффузионного слоя на мембране и изменение производительности мембраны по фильтрату с учетом времени. Анализ результатов, полученных экспериментально, и с помощью предложенной модели, подтверждает ее адекватность реальному процессу. Отклонение значений составляет не более ±14%.

3. Исследовано влияние технологических параметров на массовое содержание сухих веществ в отводимом диффузионном слое и на проницаемость мембраны. Получены уравнения регрессии и определены их рациональные значения, при которых концентрация отводимого слоя максимальна.

4. Установлено, что на эффективность очистки мембраны влияют: расход, давление и продолжительность подачи воздуха. Получены уравнения регрессии для нахождения проницаемости мембраны от указанных параметров для сыворотки и обезжиренного молока. Определены их рациональные значения и выбран оптимальный способ очистки поверхности мембраны.

5. Проанализирована совмещенная работа аппарата в режиме концентрирования и очистки. Предложено оптимальное их соотношение, позволяющее добиться наибольшей производительности процесса.

6. Сравнительные испытания разработанного аппарата с типовым оборудованием и конструкцией, использующей отвод диффузионного слоя, показали его эффективность. Установлено, что в первом случае при одинаковых технологических параметрах концентрация продукта за одинаковый промежуток времени выше на 30 %, а во втором - на 5,2 %.

7. Предложена технология производства молочно-сывороточных напитков, в которой сухая творожная сыворотка заменяется на концентрат, полученный с помощью нового мембранного аппарата.

1. Авторское свидетельство № 1124999. — Опубл. 23.11.84. в Б.И. № 43. Швец Н.В., Брезгунов В.Н., Колезнев A.C.: Способ разделения растворов смесей с помощью полупроницаемой мембраны.

2. Авторское свидетельство № 586919. Опубл. 05.01.78. в Б.И. № 1. Волгин В.Д., Лялин В.А., Назаров В.Д.: Аппарат для ультрафильтрации вязких жидкостей.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука. — 1976. -279 с.

4. Аникеев А.Ф. Пути совершенствования переработки молочной сыворотки / А.Ф. Аникеев, А.К. Какимов, Ж.Х. Какимова, A.C. Термиргалиева // Молочная промышленность. — 2006. — № 2. — С. 41-42.

5. Алексеев Н.Г. Технология продуктов детского питания. М.: Колос. — 1992. - 190 с.

6. Бабенышев С.П. Научно-технические аспекты совершенствования процесса баромембранного разделения жидких высокомолекулярных полидисперсных систем. Автореф. дис. на соиск. уч. степ, доктора техн. наук. — Ставрополь. 2007. - С. 46.

7. Бакулина О.Н. Обогащение сокосодержащих напитков / О.Н. Бакулина, Т.Е. Лейн // Пищевая промышленность. — 2005. № 3. - С. 82 - 84.

8. Барабанщиков Н.В. Молочное дело. 2-е изд., перер. и доп. М.: Агропром-издат.- 1990.-350 с.

9. Барабанщиков Н.В. Качество молока и молочных продуктов.- М.: Колос. -1980. 225 с.

10. Белов Н.И. Ультрафильтрация и ее применение в технике. — М.: Молочная промышленность. — 1970. 215 с.

11. Брок Т. Мембранная фильтрация. М.: Мир. — 1987.-462 с.

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

13. Брык М.Т. Ультрафильтрация / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк. Киев: Наукова думка.- 1989.-288 с.

14. Брык М.Т. Мембранная технология в промышленности / М.Т. Брык, А.Е. Цапюк, A.A. Твердый. Киев: Техника. - 1990. — 247 с.

15. Гаврилов Г.Б. Современные аспекты переработки молочной сыворотки мембранными методами. — Кемерово: Кузбассвузиздат. 2004. — 160 с.

16. Гаврилов Г.Б. Концентрирование компонентов молочной сыворотки ультрафильтрацией / Г.Б. Гаврилов, JI.A. Остроумов. КемТИПП. — Кемерово, 2005. 8 е.: Деп. в ВИНИТИ 15.11.05, № 1467 В2005.

17. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. — М.: Легкая и пищевая промышленность. -1984. 344 с.

18. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. — М.: Колос. -1997. 288 с.

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

20. 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. — С. 22 — 24.

21. Диланян З.Х. Сыроделие. М.: Легкая и пищевая промышленность. — 1984. - 340 с.

22. Дьяченко П.Ф. Технология молока и молочных продуктов / П.Ф. Дьяченко, М.С. Коваленко, А.Д. Грищенко, А.И. Чеботарев. М.: Пищевая промышленность. - 1974.- 447 с.

23. Дытнерский Ю. И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. М.: Химия. - 1986.-272 с.

24. Дытнерский Ю. И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, -1978.- 251 с.

25. Евдокимов И. А. Мембранные технологии в молочной промышленности / И. А. Евдокимов, Е. Р. Абдулова // Переработка молока. 2001. - № 10. — С. 18-19.

26. Евдокимов И.А. Регулирование минерального комплекса молочной сыворотки / И.А. Евдокимов, Д.Н. Володин, Н.Я. Дыкало // Переработка молока.-2005.- №2.- С. 29.

27. Еренкова В.А. Детское питание. Кишинев: Луч. - 1990. - 212 с.

28. Захарова Н.П. Физико-химические основы процесса производства плавленых сыров. Автореф. дис. на соиск. уч. степени доктора техн. наук. — М., 1992.- С. 43.

29. Захарова Н.П. Расширение ассортимента плавленых сыров // Молочная промышленность. 1994. - № 11. - С. 15 - 16.

30. Золотин Ю.П. Оборудование предприятий молочной промышленности. — М.: Агропромиздат. 1985. - 270 с.

31. Зябрев А.Ф. Применение мембранных процессов при переработке молочных продуктов / Переработка молока. — 2001. № 12. — С. 10 — 13.

32. Зябрев А.Ф. Применение мембранных процессов при переработке молочных продуктов / Переработка молока. 2002. - № 1. — С. 11 — 14.

33. Ивашура А.И. Молоко и жизнь. М.: Колос. - 1976.- 192 с.

34. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов. Справочное руководство / Г.С. Инихов, Н.П. Брио М.: Пищевая промышленность. — 1971.- 423 с.

35. Козлов В.Н. Молочные продукты, полезные всем / В.Н. Козлов, М.Я. Бренц —М.: Легкая пищевая промышленность. 1981. — 127 с.

36. Козлов С.Г. Методические и технологические аспекты создания структурированных продуктов из молочной сыворотки и растительного сырья. — Кемерово: Москва: Издательское объединение «Российские университеты»- «Кузбассвузиздат — АСТШ». — 2005. 168 с.

37. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука.- 1973.-832 с.

38. Кравченко Э.Ф. Напитки из ультрафильтрата молочной сыворотки / Э.Ф. Кравченко, Г.Г. Шиллер, Н.В. Яцкина // Тр. ВНИИМСа. 1983. - С. 34 -40.

39. Кравченко Э.Ф. Использование ресурсов вторичного молочного сырья / Сыроделие и маслоделие. — 2004. — № 6 — С. 41-44.

40. Кравченко Э.Ф. Обработка молочной сыворотки с помощью полупроницаемых мембран / Э.Ф. Кравченко, A.B. Конаныхин // Молочная промышленность. -№ 12. 1978. - С. 23-25.

41. Крусь Г.Н. Технология молочных продуктов / Г.Н. Крусь, JI.B. Чекулаева, Г.А. Шалыгина, Т.К. Ткаль — М.: Агропромиздат. — 1988. 367 с.

42. Кузнецов В.В. Новое технологическое оборудование для сыродельной промышленности / Обзорная информация. — М.: ЦНИИТЭИ-мясомолпром.- 1984.- 44 с.

43. Кузнецов В.В. Основное технологическое оборудование для переработки обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. М.: ЦНИИТЭИмя-сомолпром. - 1982. - 41 с.

44. Кустов Н.П. Исследование особенностей переработки молочной сыворотки (на примере Алтайского края). Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Кемерово. - 2004.- С. 18.

45. Липатов H.H. Восстановленное молоко / H.H. Липатов, К.И. Тарасов. — М.: Агропромиздат. — 1985.- 256 с.

46. Липатов H.H. Мембранные методы разделения молока и молочных продуктов / H.H. Липатов, В.А. Марьин, Е.А. Фетисов. — М.: Пищевая промышленность. -1976. — 168 с.

47. Лобасенко Б.А. Интенсификация баромембранных процессов на основе отвода поверхностного концентрата задерживаемых компонентов. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. Кемерово. - 2001. — С. 35.

48. Лобасенко Б.А. Состояние и развитие мембранной техники / Б.А. Лобасенко, Ю.В. Космодемьянский, О.С. Болотов. КемТИПП. — Кемерово, 1998. — 10 е.: Деп. в ВИНИТИ 03.09.98, № 2738 В1998.

49. Лобасенко Б.А. Мембранное концентрирование обезжиренного молока на аппарате с побудительным движением диффузионного пограничного слоя / Б.А. Лобасенко, A.A. Механошина. КемТИПП. М., 2004. - 11 с: Деп. в ВИНИТИ 19.05.04, № 861 В2004.

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

51. Лобасенко Б.А. Мембранное концентрирование обезжиренного молока на аппарате с принудительным движением диффузионного слоя / Б.А. Лобасенко, A.A. Механошина // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2005. № 6. - С. 25-27.

52. Лобасенко Р.Б. Теоретические аспекты процесса ультрафильтрации молочных сред. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Кемерово. — 2004.- С. 18.

53. Люблинский С.Л. Перспективы комплексной переработки молочной сыворотки в России / С.Л. Люблинский, В.А. Сорокин // Переработка молока. — 2003.- №5.- С. 26.

54. 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.

55. Максимов В.Н. Применение методов математического планирования эксперимента / В.Н. Максимов, В.Д. Федоров. — М.: Издательство Московского университета. — 1969. — 126 с.

56. Маршал K.P. Тенденции развития тенологии в молочной промышленности / K.P. Маршал, P.M. Фенвик // Молочная промышленность. — 2002.- № 2. — С. 14-16.

57. Молочников В.В. Производство и использование белков молочной сыворотки / В.В. Молочников, П.Г. Нестеренко, В.Н. Задорожная М.: ЦНИИ-ТЭИ-мясомолпром. - 1983. — 47 с.

58. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия. -1980 — 187 с.

59. Оленев Ю.А. Производство мороженого / Ю.А. Оленев, Н.Д. Зубова // Пищевая промышленность. -1977. — С. 233.

60. Остроумов Л.А. Желе из гидролизованной сыворотки / Л.А. Остроумов, С.Г. Козлов, И.И. Муругова // Молочная промышленность. — 2004. — № 6. -С. 61-63.

61. Остроумов Л.А. Состав и свойства у/ф концентратов сывороточных белков / Л.А. Остроумов, Г.Б. Гаврилов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. - № 5. - С. 48-49.

62. Патент РФ № 2217224. Опубл. 27.11.03. в Б.И. № 33. Лобасенко Б.А., Павский В.А., Механошина A.A.: Аппарат для мембранного концентрирования.

63. Патент РФ № 2286841. Опубл. 10.11.06, Б.И. № 31. Лобасенко Б.А., Истратова Е.Е.: Мембранное устройство.

64. Патент РФ № 223436. Опубл. 20.08.2004 в Бюл. № 23. Лобасенко Б.А., Силков Д.М., Семенов А.Г., Благочевская H.A.: Аппарат для мембранного концентрирования.

65. Патент РФ № 2285556. Опубл. 20.10.06, Б.И. № 29. Лобасенко Б.А., Кот-ляров Р.В., Истратова Е.Е.: Аппарат для мембранного концентрирования.

66. Патент РФ № 2251282. Опубл. 10.05.05. в Б.И. № 3. Горлов И.Ф., Карен-гина Т.В.: Способ получения напитка из сыворотки.

67. Патент РФ № 2162008. Опубл. 20.01.01 в Б.И. № 2. Лобасенко Б.А., Ива-нец В.Н., Космодемьянский Ю.В., Фахрутдинов Ю.Г.: Аппарат для мембранного концентрирования.

68. Патент ГДР №2778907. Опубл. 28.06.85 г.

69. Патент США № 03015603. Опубл. 19.01.05 г.

70. Патент США № 4253962. Опубл. 3.03.81 г.

71. Патент Японии № 58-18124. Опубл. в 1983 г.

72. Поляков C.B., Максимов Е.Д. К расчету процесса ультрафильтрации в плоском канале при образовании геля на поверхности мембраны. Теоретические основы химической технологии, т. XX, 1986, № 4, с. 448-453.

73. Прозорова А.Ф. Основные тенденции развития молочной промышленности США и стран Западной Европы / А.Ф. Прозорова, П.В. Борисова // Молочная промышленность. — 1983. — № 3. — С. 10 — 14.

74. Радаева И.А. Функционально-технологические свойства воды при производстве молочных консервов / И.А. Радаева, А.Г. Галстян // Молочная промышленность. — 2001. — № 2. — С. 40 42.

75. Сатиева Б.Г. Способ производства питьевого молока // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1998. № 6. — С. 51.

76. Сафонов А.А. Разработка и исследование мембранного аппарата с комбинированным отводом диффузионного слоя. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. — Кемерово. — 2004. — С. 20.

77. Сборник технологических инструкций по производству плавленых сыров. -Углич, 1989.-160 с.

78. Сенкевич Т. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе / Т. Сенкевич, К. Ридель М.: Агропромиздат. — 1989.-270 с.

79. Силков Д.М. Разработка и исследование ультрафильтрационного аппарата для концентрирования молочных продуктов с применением промежуточной очистки мембраны. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. — Кемерово. — 2006. — С. 16.

80. Соколова З.С. Технология сыра и продуктов переработки сыворотки / З.С. Соколова, Л.И. Лакомова, В.Г. Тиняков. — М.: Агропромиздат. — 1992. — 335 с.

81. Старов В.М. Концентрирование солей в пермеате при ультрафильтрации в присутствии полиэлектролита / В.М. Старов, А.Н. Филиппов, Е.С. Цецура // Коллоидная химия. 1996. - Т.58. - № 5. - С. 677 - 687.

82. Старов В.М. Формирование гель-слоев на поверхности ультрафильтрационных мембран / В.М. Старов, А.Н. Филиппов, В.А. Лялин, И.В. Усанов // Химия и технология воды. 1990. - Т.12. - № 4. - С. 300 - 305.

83. Талибов А.Р. Мембранные технологии в молочной промышленности / Переработка молока. — 2001. — № 12. — С. 8 — 9.

84. Талибов А.Р. Мембранные технологии в молочном производстве / Переработка молока. 2004.- №11.- С. 16-17.

85. Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердо-хлеб, З.Х. Диланян, JI.B. Чекулаева, Г.Г. Шиллер М.: Агропромиздат. -1991.-463 с.

86. Тутельян В.А. Микронутриенты в питании здорового человека. — М.: Колос. 2002. - 424 с.

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

88. Филиппов А.Н. Теория гомогенной мембраны в применении к описанию баромембранных процессов и ее экспериментальное обоснование / А.Н. Филиппов, В.М. Старов // Мембраны. 2003. - № 17. - С. 36 - 39.

89. Филиппов А.Н. Образование гель-слоя на поверхности мембраны / А.Н. Филиппов, В.М. Старов, В.А. Лялин // Химия и технология воды. — 1989. -Т.П. №4.- С. 291 -295.

90. Филиппов А.Н. Математическое моделирование процесса микрофильтрации с помощью вероятностно-ситового механизма. / А.Н. Филиппов, В.М. Старов, C.B. Глейзер, A.A. Ясминов // Химия и технология воды. — 1990. — Т.12. №6.- С. 483 -488.

91. Филиппов А.Н., Старов В.М., Лялин В.А. Образование гель-слоя на поверхности мембраны (квазистационарное приближение). — Химия и технология воды, т.11, 1989, № 4, с. 291-295.

92. Харитонов В.Д. Определение структуры и свойств восстановленных молочных продуктов сложного сырьевого состава методом инженерной реологии / В.Д. Харитонов, Павлова В.В. // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2001. — № 4. — С. 38 40.

93. Хванг С.Т. Мембранные процессы разделения / С.Т. Хванг, Каммермейер С. М.: Химия. - 1981. - 463 с.

94. Хортон Б.С. Переработка и утилизация сыворотки / Молочная промышленность. 2003. - № 10. - С. 27 - 29.

95. Храмцов А.Г. Промышленная переработка вторичного молочного сырья / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин — М.: ДеЛи принт. — 2003. — 99 с.

96. Храмцов А.Г. Молочная сыворотка. — М.: Пищевая промышленность. — 1979.- 271 с.

97. Храмцов А.Г. Безотходная технология в молочной промышленности / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко, под ред. А.Г. Храмцова. — М.: Агропромиздат. -1989.-278 с.

98. Храмцов А.Г. Переработка и использование молочной сыворотки: технологическая тетрадь / А.Г. Храмцов, В.А. Павлов, П.Г. Нестеренко М.: Рос-агропромиздат. - 1989. - 271 с.

99. Храмцов А.Г. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, Э.Ф. Кравченко, К. С. Петровский М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1982. — 295 с.

100. Храмцов А.Г. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин Санкт-Петербург: ГИОРД. - т. 5. - 2004. - 576 с.

101. Храмцов А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко М.: ДеЛи принт. - 2004. - 587 с.

102. Юб.Цапюк Е. А. Технологические аспекты ультрафильтрации // Химическая технология. 1988. - № 3. - С. 3 - 12.

103. Черданцева A.A. Разработка и исследование мембранного аппарата с побудительным движением диффузионного пограничного слоя. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. Кемерово. - 2001. — С. 16.

104. Щетилин И.П. Совершенствование процесса выделения белков молока и молочной сыворотки методом электрофлотации. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. — Воронеж. — 2004. — С. 20.

105. Atra Ramadan, Vatai Gyula, Bekassy-Molnar Erica, Balint Agnes. Investigation of ultra- and nanofiltration for utilization of whey protein and lactose. J. Food Eng. 2005. 67, № 3, P. 325-332.

106. Bruine S. Uverview of concentration polarisation in ultrafiltration // Desalination, 1980, v. 35. P. 223 - 242.

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

108. Busch, F. Verfahren zur herstellung von streichfetten auf milchfettbasis unter beruch — sichtigung der streichfettverordnung/ F. Busch// Dtsch. Milchwirt., 1995.-№77.-P. 53-73.

109. Cirugeda Delgado, M. Niveles de cadmio y mercurio en diversos tipos de quesos/ M. Cirugeda Delgado, M. Santos Diaz, С. Cirugeda Delgado// Alimentaria, 1991.-№266/-P. 53-54.

110. Deffense, E. Milk fat fractionation today: Areview/ E. Deffense// S. Amer. Ole Chem. Soc., 1993. V.70. - №12.- P.l 193-1201.

111. Djuric Mirjana, Carie Marijana, Milanovic Spasenija, Tekic Miodrag, Panic Mirela.Development of whey-based beverages. Eur. Food Res. And Technol. 2004. 219, №4, P. 321-328.

112. Fachin L., Viotto W.H. Effect of pH and heat treatment of cheese whey on protein retention and ultrafiltration permeate flow rate. (Department of Food

113. Technology, Box Number 6121, State University of Campinas, Sao Paulo, Brazil) Milchwissenschaft 2005. 60, №3, P. 301-304.

114. 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.

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

116. Henru J.D., Lowier J.J., Kuo C.A. // Am. Inst. Chem. Eng. J. 1977. - v. - 23, №8-P. 851 -859.

117. Katsoufidou K., Yiantsios S.G., Karabelas A.J. A study of ultrafiltration membrane fouling by humic acids and flux recovery by backwashing: Experiments and modeling —Journal of Membrane Science, v.266, 2005, pp.40-50.

118. Kentish S., Ashokkumar M. Ultrasonic enhancement of dairy ultrafiltration processes. (Melbourne, Australia) Eur. Dairy Mag. 2005. 15, № 5, P. 24-25.

119. Mahia, P. Elementos traza en leche natural de vacal/ P. Mahia, P. Paseiro Los-anda, J. Simal Horano// Alimentaria, 1991. №266. - P. 45-47.

120. Michaels A. S. Fifteen years of ultrafiltration: problems and future promises of an adolescent technology // Ultrafiltration membranes and applications. New York; London: Plenum Press, 1980. P. 1 - 20.

121. Michaels A. S. New separation technique for CPI // II Chem. Eng. Progr. 1968, № l.-P. 31 -43.

122. Muthukumaran S., Kentish S. E., Ashokkumar M., Stevens G.W. Mechanisms for the ultrasonic enhancement of dairy whey ultrafiltration. J membrane Sci. 2005. 258, № 1-2, P. 106-114.

123. Ottosen Niels K. WPC choosing the right UF membrane. Eur. Dairy Mag. 2004. 14, №5, P. 10-12.

124. Protein Quality Evolution. Report the Joint FAO/WHU Expert Consultation. — FAO/WHU/UNU Rome, 1990. - 65 p.

125. Reihaniam H., Robertson C. R., Michaels A. S. Mechanisms of polarization and fouling of ultrafiltration membranes with proteins // J. Membrane Sci. 1983. -16, № 1/3. - P. 237-258.

126. Rinaudo M. Physicochemical properties of pectin's in solution and gel states/ M. Rinaudo// Pectin's and pectinases: Proceedings of a International Symposium. — Wageningen, Netherland, 1996. P. 21-24.

127. Santos A. Computation and Applied Mathematics / A. Santos, P. Bedrikovetsky 2004.-V. 23.-P. 2-3.

128. Sienkiewicz, T. Molke und Molke verwertung/ T. Sienkiewicz, C.Riedal// Leipzing, 1986.-P. 306.

129. Suki A., Fane A. G., Fell C. J. Flux decline in protein ultrafiltration // Ibid. № 3.-P. 269 - 283.

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

131. Zeman L.J. Microfiltration and Ultrafiltration: Principles and Applications / L.J. Zeman, A.L. Zydney. N.-Y.: Marcel Dekker. - 1996. - 250 p.