автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и научное обоснование способа отделения пива от суспензии остаточных дрожжей с использованием микрофильтрации

ПОПОВ Евгений Сергеевич

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ОТДЕЛЕНИЯ ПИВА ОТ СУСПЕНЗИИ ОСТАТОЧНЫХ ДРОЖЖЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОФИЛЬТРАЦИИ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2010 - П СЕН ?Г)10

004608017

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия».

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и

техники РФ, доктор технических наук, профессор Кретов Иван Тихонович

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки и

техники РФ, доктор химических наук, профессор

Шапошник Владимир Алексеевич

- кандидат технических наук, доцент

Ключников Андрей Иванович

Ведущая организация - ГОУВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки»

Защита диссертации состоится «23» сентября 2010 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01 при ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан «23» августа 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01, доктор технических наук

профессор Г.В. Калашников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пивоварение - это материалоемкое производство, где степень использования сырья для получения готового продукта составляет примерно 75 %, остальное переходит в технологические отходы, в большинстве своем являющиеся вторичными сырьевыми ресурсами, среди которых особое место занимает суспензия остаточных дрожжей, которая оседает в конусе цилиндроконического танка (ЦКТ) после главного брожения пивного сусла и дображивания пива.

На пивоваренных предприятиях в процессе производства пива образуется определенный объем суспензии остаточных дрожжей, в среднем от 1,5 до 2 % от общего количества произведенного пива (в реальности этот показатель может и превышать 2 %). На крупных и средних предприятиях утилизируется менее 50 % получаемой суспензии остаточных дрожжей, на малых же предприятиях суспензия остаточных дрожжей практически не используется.

В суспензии остаточных дрожжей содержание пива составляет от 45 % до 65 %, которое можно отделить и вернуть в технологическую линию производства, что представляет для пивоваренных заводов хорошую возможность снижения потерь экстракта и получения дополнительной прибыли. Кроме этого полученный концентрат остаточных дрожжей представляет большое пищевое значение, который можно применять в следующих направлениях:

- в пищевой промышленности как ценные пищевые добавки;

- для изготовления лекарств в медицине и ветеринарии;

- для обогащения кормов для коров, свиней, птиц и рыб.

Для достижения данной цели необходимы формирование и

последовательная реализация единой системы управления в области экологии и разработка новых ресурсосберегающих технологий, использующих вторичные сырьевые ресурсы.

Для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей существуют различные методики и разработанные на протяжении ряда лет технологии, к которым относится использование отстойных центрифуг и сепараторов, но они не обеспечивают высокое качество отделенного пива, которое еще содержит значительное количество дрожжевых клеток, при этом происходит разрушение их целостной структуры, вследствие чего, клеточные мембраны разрушаются, и содержимое клетки поступает в пиво, в результате отделенное пиво необходимо направлять на начальные стадии технологического процесса, что экономически нецелесообразно.

В настоящее время для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей все большую актуальность приобретают технологии мембранной фильтрации, исследования которых в последние годы ведутся в нашей стране и за рубежом. Следует отметить работы ученых Дытнерского Ю.И., Федоренко Б.Н., Старова

В.М., Лукавого Л.С., Лялина В.А., Брыка М.Т., Тимашева С.Ф., Шаяхметова А.Ш., Абарышева В.М., Черкасова А.Н., Свитцова А.А., Волгина В.Д., а также Т. Брока, М. Мак-Кечни, С. Хоффма-на, В. Кунце, Р. Шленкера.

Одной из технологий мембранной фильтрации является тангенциально - поточное фильтрование. Иногда тангенциальную фильтрацию называют еще фильтрацией в поперечных потоках, которая позволит сохранить целостную структуру дрожжевых клеток и тем самым высокое качество отделенного пива, которое не содержит дрожжевых клеток, вследствие чего возможно отправление такого пива сразу на розлив.

Использование с целью отделения пива от суспензии остаточных дрожжей метода тангенциально - поточного фильтрования обеспечивает значительные преимущества перед традиционными методами, что позволяет выйти на новый уровень производства.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является поиск наиболее рациональных энерго - и ресурсосберегающих технологических процессов и аппаратов, способных обеспечить эффективное отделение пива от суспензии остаточных дрожжей. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследование основных свойств суспензии остаточных дрожжей;

- исследование свойств пива содержащегося в суспензии остаточных дрожжей;

- исследование процесса мембранного разделения суспензии остаточных дрожжей;

- разработка оптимальной схемы мойки и дезинфекции;

- выработка рекомендаций для проведения технологических операций смешивания отделенного пива с основным потоком готового пива;

- разработка и анализ математической модели процесса мембранного разделения суспензии остаточных дрожжей, создание инженерной методики расчета;

- разработка инновационной технологии и оборудования для мембранного разделения суспензии остаточных дрожжей.

Научная новизна. Исследованы физико - химические свойства пива, содержащегося в суспензиях остаточных дрожжей рассматриваемых сортов пива, определяющие его качественные характеристики.

Изучены структурно - механические характеристики суспензий остаточных дрожжей, при различных концентрациях дрожжевых клеток, температурах и градиентах скорости сдвига.

Получены обобщенные реологические уравнения суспензий остаточных дрожжей по каждому рассматриваемому сорту пива.

Исследована кинетика и гидродинамика процесса мембранного разделения суспензий остаточных дрожжей.

Разработана математическая модель процесса мембранного разделения суспензии в трубчатом канале с пористыми стенками, позволяющая идентифицировать локальную концентрацию суспензии в фильтрующем элементе, учитывающая влияние геометрических размеров и физико — механических характеристик суспензии.

Практическая значимость работы. На основании лабораторных и производственных испытаний, показана целесообразность применения мембранного аппарата с трубчатыми керамическими мембранными фильтрами для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей, новизна которого подтверждена патентом РФ на полезную модель № 85835.

Разработаны конструкции мембранного оборудования с пониженным уровнем концентрационной поляризации для эффективного отделения пива от суспензии остаточных дрожжей.

На основании разработанной математической модели усовершенствована инженерная методика расчета процесса микрофильтрации суспензий.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2367507, 2372974,2379097.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2008 по 2010 г.г.); Одиннадцатой международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (Барнаул, 2008); X и XI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2009, 2010); Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы» (Оренбург, 2009); IV международной научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Научный потенциал студенчества в XXI веке» (Ставрополь, 2010); отмечены дипломами межрегиональных выставок «Продторг» (Воронеж, 26-28 ноября 2008 г.), «Натуральные продукты питания» (Воронеж, 26 декабря 2008 г.), II Воронежского промышленного форума (16—17 февраля 2009 г.), Воронежского агропромышленного форума (28-30 октября 2009 г.), Межрегионального конгресса «Агропром-2010» (26-27 мая 2010 г.).

Результаты работы легли в основу инновационного проекта «Исследование и разработка инновационной технологии и оборудования для рекуперации пива из суспензии избыточных дрожжей с использованием микрофильтрации на композитных мембранах на неорганических носителях», реализуемого ВГТА по государственному контракту с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере № 7472р/10212

от 29 января 2010 г. по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК»).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 работ, из которых 6 в журналах, рекомендованных ВАК, 4 патента РФ и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 228 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков и 13 таблиц. Список литературы включает 118 наименований. Приложения к диссертации представлены на 63 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние техники и технологии отделения пива от суспензии остаточных дрожжей, обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе приведена характеристика суспензии остаточных дрожжей и современное состояние вопроса ее переработки. На основании систематизации литературных данных приводится классификация и сравнительный анализ технологического оборудования для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей, в связи с чем был сделан вывод о целесообразности создания высокоэффективного мембранного оборудования.

Также рассмотрена общая характеристика мембранной технологии: классификация и критерии выбора полупроницаемых мембран, организация и строение мембранных систем и предъявляемые к ним требования, а также аппаратурное оформление мембранной обработки жидких пищевых сред. Исходя из этого, был сделан вывод, что наиболее рациональными для процесса мембранного разделения суспензии остаточных дрожжей являются трубчатые керамические мембранные фильтры, удовлетворяющие всем предъявленным требованиям.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснован выбор объекта исследования, а также разработана схема экспериментальной установки периодического действия с механизмом полной рециркуляции.

Во второй главе были определены объемы сбросов суспензий остаточных дрожжей (по разности заполненности объема ЦКТ до и после сброса), а также установлено, что сбросы суспензий остаточных дрожжей осуществляют трижды: через 4 - 5 суток, через 8-9 суток, через 13-14 суток после начала брожения. При этом с целью определения содержания пива, его изменения в зависимости от номера сброса, от расположения в конусе ЦКТ, а

также исследования его физико - химических свойств, проводили отборы проб вначале сброса, его середине и конце в каждом из трех сбросов для исследуемых сортов пива. Далее часть каждой отобранной пробы подвергали разделению на центрифуге периодического действия с целью определения содержания пива. По полученным данным можно заключить:

- наибольшим объемом в каждом из четырех сортов пива обладает второй сброс суспензии остаточных дрожжей;

- наибольшим объемом обладает суспензия остаточных дрожжей высокоплотного пива для крепких сортов, общий объем которой за три сброса составляет 210,5 гл, для высокоплотного пива для легких сортов - 105 гл, для пива «Кулер» - 78,5 гл, для пива «ТчЬогг» - 74 гл;

- наибольшим содержанием пива обладают суспензии остаточных дрожжей сортов пива «Кулер» и «ТиЬо^», которое в среднем составляет 59,1 % масс, и 59,4 % масс., а для высокоплотного пива для крепких и легких сортов - 43,6 % масс, и 55,3 % масс, соответственно.

В процессе дальнейшего исследования оставшуюся часть каждой из отобранной пробы, с целью отделения пива, разделяли с помощью трубчатого керамического мембранного фильтра. Разделение осуществлялось при атмосферном давлении следующим образом: один из концов трубчатого мембранного фильтра был герметично закрыт, а с другого конца производили заполнение суспензией остаточных дрожжей, при этом пиво просачивалось через поры с последующим сбором. В полученном пиве определялись такие физико - химические свойства как: экстрактив-ность, объемная доля спирта, степень сбраживания, активная кислотность, цветность, горечь. Из результатов анализа следует, что величины активной кислотности и горечи являются повышенными по сравнению с нормативными и практически не меняющимися в течение трех сбросов, т. е. за весь период пребывания суспензии остаточных дрожжей в ЦКТ.

Далее были изучены реологические характеристики суспензий остаточных дрожжей исследуемых сортов пива на ротационном вискозиметре «Реотест - 2» при различных концентрациях дрожжевых клеток (40,0...85,0 % масс.), температурах (279...313 К) и градиентах скорости сдвига. При этом данные были получены для каждой суспензии остаточных дрожжей исследуемых сортов пива, но на рис. 1 и на рис. 2 приводятся только для высокоплотного пива для легких сортов: кривые течения и зависимость динамической вязкости от градиента скорости сдвига.

Анализируя кривые течения, можно отметить, что суспензии остаточных дрожжей ведут себя как неньютоновские псевдопластические жидкости, уравнения течения которых описываются законом Оствальда де Виля. При этом данный закон не

обладает инвариантностью и не учитывает все свойства суспензий остаточных дрожжей в зависимости от сорта пива, температуры и концентрации дрожжевых клеток, в котором коэффициенты 7]0 и п в свою очередь являются функциями концентрации дрожжевых клеток (с) и температуры (Г), т. е. т/0 =ца(с, Т) и п = п(с, Т) для конкретного сорта пива

т. Па

250

225 200 175

ео

es

ТВ

TS

so

25

1

?

3

t У

J

¥

Г

5 30 i5 6075 90f!5120WGD

a

Г. с

CO ЮЗ ISO 600 750 ¡ВО VSO WO 1350 б

Рис. 1. Кривые течения суспензии остаточных дрожжей высокоплотного пива для легких сортов с различной концентрацией дрожжевых клеток при Т = 293 К" а) 1 -85,0 % масс., 2 - 70,0 % масс., 3 - 60,0 % масс.; б) 4 - 50,0 % масс., 5 - 40,0 % масс.

Е 30 iS 60 75 90 vs w es ел

а

ЬО 300 450 ЮЗ 750 900 ШЗ ШЛ350 б

Т. с

Рис. 2. Зависимость динамической вязкости от градиента скорости сдвига суспензии остаточных дрожжей высокоплотного пива для легких сортов с различной концентрацией дрожжевых клеток при Т = 293 1С а) 1 - 85,0 % масс., 2 - 70,0 % масс., 3 - 60,0 % масс.; б) 4 - 50,0 % масс., 5 - 40,0 % масс.

Для нахождения искомых аппроксимаций суспензий остаточных дрожжей каждого сорта пива использован модифицированный метод множественной корреляции, в соответствии с которым

■tl0(c,T) = b0+blC + b2T, (1)

п(с, Г) = в0 + а,с + а2Т, (2)

где Ьа,Ь^Ь2,а(1,а^а1 - коэффициенты, подлежащие определению из экспериментальных данных.

Для нахождения данных коэффициентов были получены зависимости эффективной вязкости и индекса течения суспензий остаточных дрожжей, с различной концентрацией дрожжевых клеток, от температуры, при этом зависимости были найдены для всех суспензий остаточных дрожжей исследуемых сортов пива, но на рис. 3 приводятся только для высокоплотного пива для легких сортов.

В 273 2ВЗ

о гя гзз

ю т. к

293 303

а 6

Рис. 3. Зависимость эффективной вязкости (а) и индекса течения (б) от температуры суспензии остаточных дрожжей высокоплоттгого пива для легких сортов с различной концентрацией дрожжевых клеток: 1 — 85,0 % масс., 2 — 70,0 % масс., 3 — 60,0 % масс., 4 - 50,0 % масс., 5 - 40,0 % масс.

После математических преобразований были получены обобщенные реологические уравнения суспензий остаточных дрожжей исследуемых сортов пива:

для суспензии остаточных дрожжей высокоплотного пива для крепких сортов

т = (-16,95 + 0,222с + 0,0713Г) ■

/ ч(-0,235+0,0030«с+0,0009917>1 Г

Г,

(3)

для суспензии остаточных дрожжей высокоплотного пива для легких сортов

ч (-0,124+0,00294с+0,СХХШ4ГИ

т = (-15,75 + 0,206с + 0,0663Г)

Г,)

Г,

для суспензии остаточных дрожжей пива «Кулер»

/ \1(-0,218+0,002«7с+0,000921ГН

г = (-14,90 + 0,195с + 0,0627Г) • 7

УУх

(4)

(5)

для суспензии остаточных дрожжей пива «ТиЬо^»

г = (-14,20 + 0,186с+0,05977") ■

/ 269+0,00£75с+0,Ме«*5ГК1

21

(6)

В третьей главе представлено описание экспериментальной установки (рис.4), приведены результаты исследований по кинетике и гидродинамике мембранного разделения суспензий остаточных дрожжей исследуемых сортов пива.

11: ¿1 Щ. 13 Ш \й. .10 ' " -124 14 .1.9

Рис. 4. Экспериментальная установка: 1 — циркуляционная емкость, 2 - манометр, 3 - предохранительный клапан, 4 - кран для создания противодавления, 5 - пусковая кнопка, 6 - фильтрационный аппарат, 7 - цилиндрическая обечайка, 8, 9, 14, 15 - штуцер, 10 - кран вывода фильтрата, 11, 20,23 - ишометр. 12,13 - крышки, 16, 21 - трубопровод, 17, 22 - кран выхода и входа разделяемой пищевой среды, 18 - центробежный насос, 19 - расходомер, 24 - шишака, 25, 26 - грубная решетка, 27 - трубчатый керамический мембранный филыр

С целью подбора порога задержки для разделения сушензнй остаточных дрожжей исследуемых сортов пива были выбраны ¡рубчатые керамические мембранные фильтры с размером пор 0,4, 6,9, 1,2, 1,6, 2,4, 3 и 5 мкм. Каждую из отобранных проб суспензий остаточных дрожжей вышеперечисленных сортов пива разделяли с помощью каждого из типоразмеров мембранных фильтров. Разделение осуществлялось при атмосферном давлении по методике изложенной выше. Для оценки качества отделенного пива контролировались следующие микробиологические свойства, представленные в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Микробиологические свойства пива, отделенного от суспензии остаточных дрожжей, на мембранных фильтрах с разме-

Сорт пива Наименование показателя Размер пор мембранных фильтров, мкм

6,4 0,9 1,2 1,6 2,4 3 5

Высокоплотное для легких сортов Концентрация дрожжевых клеток, млн. клУмл не обнаружено не обнаружено не обнаружено 0,73 0,92 1,43

Мутность, ед. ЕВС 0,44 0,48 0,50 0,87 1,03 1,27 1,39

По полученным данным можно сделать следующий вывод, что при использовании мембранных фильтров с размером пор 0,4, 0,9 и 1,2 мкм происходит полное удаление дрожжевых клеток, а также значения мутности отделенного пива находятся в допустимом диапазоне, следовательно, для дальнейшего исследования процесса отделения пива от суспензий остаточных дрожжей, целесообразно использовать мембранные фильтры с данным размером пор.

Эксперимент проводили в течение четырех часов, при этом в каждом опыте определяли рабочее давление (рис. 5, а), производительность и селективность (рис. 5, б) керамических мембранных фильтров по отделенному пиву. При этом полученные данные являются практически идентичными для всего исследуемого спектра суспензий остаточных дрожжей.

О пая QCS от ai aes as ans Ц2 am 025 „ —,,.,■■■

Р, МЛа 1 ющъ ^глугя 3 лл^т t

1 - Р.* мембраны 0,4 мкм 2 - Р_ мембраны 0,9 нш 1 - J и щ мембраны 0,4 мкм 2 - J м f мембраны 0,9 мш

3-P.t мембраны 1Дмш 3-J Hf мембраны 1,2 мкм

а б

Рис. 5. Зависимость проницаемости и селективности мембранных фильтров с размером пор 0,4,0,9 и 1,2 мкм от избыточного давления (а) и продолжительности процесса микрофильтрационного разделения (б)

Для оценки качества процесса фильтрования контролировались следующие микробиологические и физико-химические свойства, представленные в табл. 1.2.

По полученным данным были сделаны следующие выводы. При фильтровании на мембранном фильтре с размером пор 0,4 мкм происходит полное удаление дрожжевых клеток, т. е. <¡>=100 %, что же касается мембранных фильтров с размерами пор 0,9 и 1,2 мкм, то в отделенном пиве были обнаружены дрожжевые клетки на начальном этапе процесса микрофильтрации (рис. 5, б), что можно объяснить действием избыточного давления.

Такие физико-химические свойства отделенного пива как экстрактивность, объемная доля спирта и цветность полностью удовлетворяют нормативным требованиям. Значения же активной кислотности и горечи являются повышенными. Таким образом, для осуществления процесса микрофильтрационного разделения суспензий остаточных дрожжей исследуемых сортов пива целесообразно использовать мембранный фильтр с размером пор 0,4 мкм.

Таблица 1.2

Микробиологические и физико-химические свойства пива, отделенного от суспензии остаточных дрожжей на мембранных

Сорт пива Наименование показателя Размер пор мембранных фильтров, мкм Нормативные требования

0,4 0,9 1а

Высокоплотное для легких сортов Концентрация дрожжевых клеток, млн. кл./мл. не обнаружено 0,24 0,51 0

Мутность, ед. ЕВС 0,44 0,61 0,74 -

Экстр активность, % 2,75 2,75 2,75 3,15...2^

Объемная доля спирта, % 6,60 6,60 6,60 6,2...6,7

Активная к-ть, ед. рН 5,45 5,45 5,45 4,0...4,5

Цветность, Ц. ед. 0,72 0,72 0,72 0,6...0,9

Горечь, ед. горечи 23,60 23,60 23,60 16,0—21,0

ров с течением времени постепенно закупориваются, поэтому для поддержания проницаемости мембранных фильтров на некотором постоянном уровне их подвергают периодической регенерации, в

качестве которой использовалась последовательность операций, осуществляемая на многих пивоваренных заводах для мойки и дезинфекции технологического оборудования. В результате проницаемость мембранных фильтров почти полностью восстанавливалась до первоначальной (рис. 6), а также были подтверждены преимущества трубчатых керамических мембранных фильтров: большой диапазон активной кислотности (0-13 ед. рН) и стойкость к воздействию высоких температур.

0 ' 2 ] 4 5 6 7 8 9 Ю " 12 г,ч

1 - J мембраны 0,4 мкм 1 - ^ мембраны 0,9 мкм

1 -.) мембраны 1,2 мкм

Рис. 6. Зависимость проницаемости мембранных фильтров с размером пор 0,4, 0,9 и 1,2 мкм от продолжительности процесса микрофильтрационного разделения после мойки и дезинфекции

По технологии каждый из рассматриваемых сортов пива получают путем смешивания готового пива с водой для достижения в нем заданных показателей. Исходя из этого была разработана технология смешивания отделенного пива с основным потоком готового пива перед розливом. С этой целью был использован следующий диапазон вариантов соотношений смешивания: 5,0/95,0, 10,0/90,0, 15,0/85,0 и 20,0/80,0 % об. В полученном пиве контролировались следующие физико-химические свойства, представленные в табл. 1.3 .

Таблица 1.3

Физико-химические свойства пива, полученного при смешивании пива, отделенного от суспензии остаточных дрожжей

Наименование показателя Соотношение смешивания, % об.

5,0/95,0 10,0/90,0 15,0/85,0 20,0/80,0

Экстрактивность, % 2,75 2,75 2,74 2,75

Объемная доля спирта, % 6,56 6,55 5,54 5,55

Активная к-ть, ед. рН 4,25 4,34 4,87 5,03

Цветность, ц. ед. 0,72 0,71 0,72 0,71

Горечь, ед. горечи 18,1 19,4 20,4 22,3

третьего сброса высокоплотного пива для легких сортов и высо-

коплотного пива для легких сортов По результатам анализов можно сделать вывод, что качество полученного пива полностью соответствует нормативным требованиям только при следующих соотношениях смешивания: 5,0/95,0 и 10,0/90,0 % об. Следовательно, добавление отделенного пива в основной поток готового пива возможно в размере до 10 % об., что справедливо для каждого из исследуемых сортов пива.

В четвертой главе предложено математическое описание процесса мембранного разделения суспензии в канале с пористыми стенками при следующих допущениях: П процесс стационарный;

2) задача осесимметричная;

3) течение суспензии однонаправленное;

4) 9Г« 0 и р a const - по длине канала, вследствие малой проницаемости

мембраны.

На основе закона Фика запишем

dm „ dm „ дт _ (д2т 1 дт д!mV (7)

—— + S, — = DA—r+--+ —г v '

dt дг * dz rdr dz J

Рис. 7 Расчетная схема: 1 - суспензия, 2 - мембрана, 3 - фильтрат

На основе принятых допущений уравнение (7) принимает вид

8гт 18т

^-^[ЪГ+гдг Перепишем уравнение (8) в виде

Ы . 1 1

а\И

3-.

г'д.

После преобразований получим -=Во~

#

5

1 1с»

Введем безразмерные переменные

Г„ I Ч г„

с=

т

С учетом (10) уравнение (9) будет иметь вид

эс „ _, эгс 1 ас

— = Во —--

ът. I эя2 я ад

с граничными условиями дС( 1,г)

дЯ

-КС{ 1,2), где К =

ее (о, г)

=о;

(9)

(10)

(П)

(12)

(13)

(14)

дЯ С(Л,0) = 1

В результате применения одностороннего интегрального преобразования Лапласа к системе (11) - (14) получено аналитическое выражение для локального поля концентрации

С{Я,2) = 2 К± ехр(-/^ / Во)

и ее осредненное значение по радиусу

(9)

(10)

Значения корней определяется из характеристического уравнения

На основе математической модели создана инженерная методика расчета, которая осуществляется следующим образом по шагам:

1. Определяем эффективную площадь фильтрации для трубчатой мембраны: ^ „ = 2 яг0/.

2. Рассчитываем эффективную площадь фильтрации для мембранного модуля: К^ = •

3. Определяем коэффициент скорости фильтрации жидкости через пористую стенку: к = ■

^эф.

4. Определяем среднюю скорость движения по каналу мем-

бранного фильтра: -

& =

1 АР I

+3

5. Рассчитываем произведение <9:-с1 и определяем коэффициент эффективной диффузии £> ■

6. Вычисляем коэффициент проницаемости стенки мембраны: А* •

К=

Ю 0.9995

7. Вычисляем критерий Боденштейна: Во _ .

Ооф1

8. Вычисленные коэффициент проницаемости стенки мембраны К и критерий Боденштейна Во являются входными параметрами программы для ЭВМ.

Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показал следующую сходимость: отклонение расчетных от экспериментальных данных не превышает 0,01 %. По полученным зависимостям (рис. 8) был сделан вывод об адекватности математической модели.

В пятой главе на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований, разработанной математической модели, анализа конструкций мембранных аппаратов были разработаны ориги-

05

г

Рис. 8 Зависимость изменения средней концентрации дисперсионной среды суспензии по длине цилиндрического канала: 1 - расчет,

нальные конструкции оборудования, обеспечивающих повышение эффективности разделения жидких пищевых сред, увеличение ресурса работы и диапазона использования фильтрующего элемента, снижение уровня концентрационной поляризации, а также ресурсо - и энергопотребления (рис. 9, 10,11).

А

Рис. 9. Ультразвуковой мембранный элемент: 1 - пористый трубчатый каркас, 2 - подложка, 3 - мембрана, 4 - очистительный элемент, 5, 6 - подшипники скольжения, 7 - пьезоэлемент, 8, 9 - штуцера, 10, 11 - крышки, 12, 13, 14, 15 - уплотнения, 16, 17-патрубки

Исходная жидкость

а Ь

Рис. 10. Мембранный аппарате вращающимися потоками: а) общий вид: 1 - патрубок ввода исходной жидкости, 2 - патрубок вывода очищенной жидкости, 3 - цилиндрическая обечайка, 4 - эллиптический верх, 5 - эллиптическое днище, 6 - фланец, 7 - ножки, 8 - фильтродержатель, 9 - фильтрующие элементы, 10 - распределительное устройство, 11 - сопла, 12 - зажимная плита; б) схема работы: I - напорная зона, II - зона преобразования скорости

НскаЬыи растехр

Рис. 11. Мембранный аппарат с пониженным уровнем концентрационной поляризации: 1 - каркас, 2 — конфузор, 3, 4 — диффузоры, 5 - очистительный элемент, 6 - турбулизаторы, 7 - пружины, 8 - пггок, 9 - винтовая передача, 10, 12 - патрубки для подачи исходного раствора и вывода концентрата, 11, 13 — фланцы

Также представлена стоимостная оценка мембранной технологии отделения пива от суспензии остаточных дрожжей, которая показывает высокую эффективность и рентабельность предлагаемой технологии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Изучены структурно — механические характеристики суспензий остаточных дрожжей, при различных концентрациях дрожжевых клеток, температурах и градиентах скорости сдвига, на основании которых был сделан вывод об их принадлежности к неньютоновским псевдопластичным материалам, течение которых описывается законом Оствальда де Виля.

2. Получены обобщенные реологические уравнення суспензий остаточных дрожжей по каждому исследуемому сорту пива, которые обладают инвариантностью и учитывают концентрацию дрожжевых клеток и температуру суспензии.

3. По результатам исследований кинетических и гидродинамических закономерностей процесса микрофильтрационного разделения суспензий остаточных дрожжей, научно обоснован выбор мембранного фильтра с размером пор 0,4 мкм, при котором происходит полное удаление дрожжевых клеток, а также определены параметры процесса: Ррад=0,215 МПа, /„=0,005 м /м -ч, ,3=100%.

4. Разработана математическая модель процесса мембранного разделения суспензии в трубчатом канале с пористыми стенками, позволяющая идентифицировать локальную концентрацию суспензии в фильтрующем элементе, учитывающая влияние геометрических размеров и физико - механических характеристик суспензии.

5. Разработана технология смешивания пива, отделенного от суспензий остаточных дрожжей, каждого из трех сбросов, исследуемых сортов пива с основным потоком готового пива перед розливом. Определены физико-химические свойства полученного пива при всех исследуемых вариантах соотношений смешивания, из чего следует возможность добавления до 10 % об. отделенного пива.

6. Разработана оптимальная схема мойки и дезинфекции, при которой проницаемость мембранных фильтров почти полностью восстанавливалась до первоначальной.

7. Разработаны конструкции мембранного оборудования с пониженным уровнем концентрационной поляризации для эффективного отделения пива от суспензии остаточных дрожжей (Патенты РФ № 2367507,2372974,2379097).

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

т — касательное напряжение сдвига, Па; Г] — динамическая вязкость, Па-с; т]0 - эффективная вязкость при единичном значении градиента скорости сдвига, Па с; у - градиент скорости сдвига, с"1; - единичное значение градиента скорости сдвига, с"1; п - индекс течения; Т - температура, К; с - концентрация дрожжевых клеток, % масс.; т - концентрация дисперсионной среды, % масс.; с0 - концентрация дрожжевых клеток на выходе из канала, % масс.; <р - задерживающая способность (селективность), %; У - проницаемость, м/м с; г - продолжительность фильтрации, ч; Р - давление, МПа; АР - перепад давления вдоль мембраны, МПа; г, г - цилиндрические координаты, м; г0 - радиус канала, м; (1 - диаметр канала, м; / - длина канала, м; р - плотность среды, кг/м3; Зг, компоненты вектора скорости потока, м/с; Э, - средняя скорость движения потока, м/с; В^ф - эффективный коэффициент диффузии, м2/с; к - коэффициент скорости фильтрации жидкости через пористую стенку, м/с; Во - критерий Боденштейна; С, К - безразмерные переменные; К- коэффициент проницаемости стенки мембраны; J0, Jl - модифицированные функции Бесселя; д, - множество корней характеристического уравнения; Рзф м - эффективная площадь фильтрации трубчатой мембраны, м2; Рзф - эффективная

площадь фильтрации мембранного модуля, м2; N - количество мембранных фильтров, шт..

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Способы извлечения пива из избыточных дрожжей [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов, Е. С. Попов // Вестник ВГТА / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2008. - № 1. -С. 17-21.

2. Разработка способа извлечения пива из избыточных дрожжей [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов, Е. С. Попов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского: в 2 т. - 2008. - №4. - Т. 2. - С. 207-211.

3. Структурно-механические характеристики пивных избыточных дрожжей [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. А. Смирных и [др.] // Пиво и напитки. - 2008. - N° 4. - С. 18-19.

4. Экспериментальная установка для концентрирования пивных избыточных дрожжей [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов и [др.] //Вестник ВГТА /Воронеж, гос. технол. акад. -Воронеж, 2009. - № 1. - С. 53-56.

5. Ультразвуковой мембранный элемент для отделения жидкой фракции от пивных дрожжей [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов и [др.] // Техника и оборудование для села. -2009. - №3. - С. 30-31.

6. Разработка мембранного аппарата с пониженным уровнем концентрационной поляризации для регенерации пива из дрожжевого осадка в пивоваренной промышленности [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов и [др.] // Техника машиностроения. -

2009. -№3. - С. 42-44.

7. Попов, Е. С. Оценка пригодности дрожжевой суспензии отделяющейся от пива в процессе сепарирования к дальнейшей переработке [Текст] / Е. С. Попов // Материалы международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы» / Оренбургск. гос. ун-т. - Оренбург, 2009.-С. 212-213.

8. Исследование процесса отделения пива от суспензии избыточных дрожжей на установке с тангенциально - поточной микрофильтрацией [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов и [др.] // Вестник ВГТА / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж,

2010,-№ 1.-С. 38-41.

9. Кретов, И.Т. Реологические уравнения суспензий пивных избыточных дрожжей различных сортов пива [Текст] / И. Т. Кретов, Е.С. Попов //Пиво и напитки. -2010. -№ 2. - С. 12-13.

10. Оценка целостности технологической системы комплексной переработки отходов пивоваренного производства [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов и [др.] // Безопасность жизнедеятельности. -2010.-№4.-С. 7-9.

11. Разработка технологии смешивания пива, отделенного от суспензии остаточных дрожжей, с основным потоком готового пива перед розливом [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. И. Потапов, Е. С. Попов // Материалы IV международной научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Научный потенциал студенчества в XXI веке» / Сев-Кав. гос. техннч. ун-т. -Ставрополь, 2010. - С. 256-257.

12. Пат. 85835 Российская Федерация, МПК В 01 О 27/00. Экспериментальная установка для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме [Текст] / Кретов И. Т., Шахов С. В., Потапов А. И., Попов Е. С., Попов Д. С., Марков А. А. ; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2009112985 ; заявл. 07. 04. 09 ; опубл. 20.08.09, Бюл. № 23. - 4 с.

13. Пат. 2367507 Российская Федерация, МПК В 01 В 63/16. Ультразвуковой мембранный элемент [Текст] / Кретов И. Т., Шахов С. В, Полипов А. И., Попов Е. С, Попов Д. С.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2008109447 ; заявл. 11.03.08 ; опубл. 20.09.09, Бюл. № 26. - 8 с.

14. Пат. 2372974 Российская Федерация, МПК В 01 О 63/06. Кавитационный мембранный аппарат [Текст] / Кретов И. Т., Шахов С. В., Потапов А. И., Барковский А. В., Попов Е. С., Попов Д. С.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2008139996 ; заявл. 08.10. 08 ; опубл. 20.11. 09, Бюл. № 32.-12 с.

15. Пат. 2379097 Российская Федерация, МПК В 01 О 63/06, 63/16. Мембранный аппарат с вращающимися потоками [Текст] / Кретов И. Т., Шахов С. В., Потапов А. И., Попов Е. С., Попов Д. С.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2008137335 ; заявл. 17. 09.08 ; опубл. 20.01. 10, Бюл. № 2. - 13 с.

16. Свидетельство 2010613148 Российская Федерация. Обработка результатов моделирования процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме [Текст] / Кретов И. Т., Шахов С. В., Шахов А. С., Потапов А. И., Попов Е. С., Попов Д. С., Торопцев В. В., Марков А. А. -№ 2010611282 ; заявл. 16. 03. 2010 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 13.05.2010.

Подписано в печать 1.07. 2010. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 251.

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО ВГТА) Отдел полиграфии (ГОУВПО ВГТА) . Адрес академии и участка оперативной полиграфии 394036 Воронеж, пр. Революции, 19

Основные условные обозначения.

Введение.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика продукта и современное состояние его производства

1.2. Влияние условий хранения суспензии остаточных дрожжей на качество содержащегося в ней пива.

1.3. Технология сбора суспензии остаточных дрожжей из цилиндро-конического танка (ЦКТ).

1.3.1. Момент сбора суспензии остаточных дрожжей.

1.3.2. Методы сбора суспензии остаточных дрожжей.

1.4. Анализ литературных данных по оборудованию для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей.

1.5. Общая характеристика мембранной технологии.

1.5.1. Классификация полупроницаемых мембран.

1.5.2. Форма и структура полупроницаемых мембран.

1.5.3. Критерии выбора полупроницаемых мембран.

1.5.4. Мембранные системы.

1.5.4.1. Требования предъявляемые к мембранным системам.

1.5.4.2. Организация и строение мембранных систем.

1.6. Аппаратурное оформление мембранной обработки жидких пищевых сред.

1.7. Моделирование представления явлений переноса при фильтровании в капиллярно - пористых телах.

Пивоварение — это материалоемкое производство, где степень использования сырья для получения готового продукта составляет примерно 75 %, остальное переходит в технологические отходы, в большинстве своем являющиеся вторичными сырьевыми ресурсами, среди которых особое место занимает суспензия остаточных дрожжей, которая оседает в конусе цилинд-роконического танка (ЦКТ) после главного брожения пивного сусла и доб-раживания пива [1, 2, 16, 19].

На пивоваренных предприятиях в процессе производства пива образуется определенный объем суспензии остаточных дрожжей, в среднем от 1,5 до 2 % от общего количества произведенного пива (в реальности этот показатель может и превышать 2 %) [15, 32, 40, 52]. На крупных и средних предприятиях утилизируется менее 50 % получаемой суспензии остаточных дрожжей, на малых же предприятиях суспензия остаточных дрожжей практически не используется.

В суспензии остаточных дрожжей содержание пива составляет от 45 % до 65 %, которое можно отделить и вернуть в технологическую линию производства, что представляет для пивоваренных заводов хорошую возможность снижения потерь экстракта и получения дополнительной прибыли [67]. Кроме этого полученный концентрат остаточных дрожжей представляет большое пищевое значение, который можно применять в следующих направлениях:

- в пищевой промышленности как ценные пищевые добавки;

- для изготовления лекарств в медицине и ветеринарии;

- для обогащения кормов для коров, свиней, птиц и рыб.

При сбросе суспензии остаточных дрожжей в канализацию значительно повышается загрязненность сточных вод, а зачастую превышаются требуемые показатели водоканалов, такие, как цвет, запах, реакция среды (рН), содержание взвешенных частиц, биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК).

Для достижения данной цели необходимы формирование и последовательная реализация единой системы управления в области экологии и разработка новых ресурсосберегающих технологий, использующих вторичные сырьевые ресурсы [2, 51, 94].

Для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей существуют различные методики и разработанные на протяжении ряда лет технологии, к которым относится использование отстойных центрифуг и сепараторов, но они не обеспечивают высокое качество отделенного пива, которое еще содержит значительное количество дрожжевых клеток, при этом происходит разрушение их целостной структуры, вследствие чего, клеточные мембраны разрушаются, и содержимое клетки поступает в пиво, а также снижается пищевая ценность полученного концентрата. В настоящее время для отделения пива от суспензии остаточных дрожжей все большую актуальность приобретают технологии мембранной фильтрации. Одна из таких технологий — это так называемое тангенциально - поточное фильтрование. Иногда тангенциальную фильтрацию называют еще фильтрацией в поперечных потоках, которая сохраняет целостную структуру дрожжевых клеток и тем самым высокое качество отделенного пива, которое не содержит дрожжевых клеток, что позволяет выйти на новый уровень производства [13, 40, 41, 91, 97, 108].

Поэтому целью нашей работы является поиск наиболее рациональных энерго - и ресурсосберегающих технологических процессов и аппаратов, способных обеспечить эффективное отделение пива от суспензии остаточных дрожжей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Изучены структурно — механические характеристики суспензий остаточных дрожжей в условиях различных концентраций дрожжевых клеток, температур и градиентов скорости сдвига, на основании которых был сделан вывод об их принадлежности к неньютоновским псевдопластичным материалам, течение которых описывается законом Оствальда де Виля.

2. Получены обобщенные реологические уравнения суспензий остаточных дрожжей четырех исследованных сортов пива, которые обладают инвариантностью и учитывают концентрацию дрожжевых клеток и температуру суспензии.

3. Научно обоснован выбор мембранного фильтра с размером пор 0,4 мкм, обеспечивающий полное удаление дрожжевых клеток, основанный на результатах исследований кинетических и гидродинамических закономерностей процесса микрофильтрационного разделения суспензий остаточных дрожжей, а также определены параметры процесса: Рраег0,215 МПа, Jcp=0,005 м3/м2-ч, (р=100%.

4. Разработана математическая модель процесса мембранного разделения суспензии в трубчатом канале с пористыми стенками, учитывающая влияние геометрических размеров и физико — механических характеристик суспензии. Модель применима для идентификации локальной концентрации суспензии в фильтрующем элементе.

5. Разработана технология смешивания пива, отделенного от суспензий остаточных дрожжей, каждого из трех сбросов, исследованных сортов пива с основным потоком готового пива перед розливом. Определены физико-химические свойства полученного пива при всех исследуемых вариантах соотношений смешивания, из чего следует возможность добавления до 10 % об. отделенного пива.

6. Разработана оптимальная схема мойки и дезинфекции, при которой проницаемость мембранных фильтров почти полностью восстанавливалась до первоначальной.

7. Разработаны конструкции мембранного оборудования с пониженным уровнем концентрационной поляризации, обеспечивающие эффективное отделение пива от суспензии остаточных дрожжей (Патенты РФ № 2367507, 2372974, 2379097).

1. Айвазян, С. С. Использование вторичных сырьевых ресурсов в пивоваренной промышленности Текст. / С. С. Айвазян, Е. А. Чубакова // Пищевая промышленность. 2007. — № 7. — С. 34 — 35.

2. Айвазян, С. С. Основные направления экологизации пивоваренной промышленности Текст. / С. С. Айвазян, Е. Я. Чубакова, Т. А. Мануйлова // Пиво и напитки. 2006. - № 2. - С. 8 - 10.

3. Анализ потребительских свойств тангенциально-поточного мембранного .фильтра BMF-200 Текст. / С. Шварц, М. Шнеебергер, С. Крайсц и [др.] // Brauwelt (Мир пива). 2006. - № 2. - С. 19 - 22.

4. Арет, В. А. Физико механические свойства сырья и готовой продукции Текст. / В. А. Арет, Б. JL Николаев, JI. К. Николаев. - СПб. : ГИОРД, 2009. - 448 с.

5. Арндт, Г. Способы мембранной фильтрации на пивоваренном заводе Текст. / Г. Арндт // Brauwelt (Мир пива). 2008. - № 1. - С. 3 - 6.

6. Артемов, Н. С. Ультрафильтрационные установки для пивобе-залкогольной и винодельческой отрасли Текст. / Н. С. Артемов // Пиво и напитки, 1998. - № 1. - С. 20 - 21.

7. Ахназарова, С. А. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии Текст. / С. А. Ахназарова, В. В. Кафаров.- М. : Высшая школа, 1978. 319 с.

8. Белогорский, А. А. Перспективы применения мембранных технологий в системах водоснабжения Текст. / А. А. Белогорский, В. К. Лапшин // Пиво и напитки. 2006. - № 2. - С. 74 - 76.

9. Брык, М. Т. Мембранная технология в пищевой промышленности Текст. / М. Т. Брик, В. Н. Голубев, А. П. Чагаровский. Киев: Урожай, 1.991.-224 с.

10. Брок, Т. Мембранная фильтрация Текст. : пер. с англ. / Т. Брок. — М. : Мир, 1987. 646 с.

11. Брык, М. Т. Мембранная технология в промышленности Текст. / М. Т. Брык, Е. А. Цагаок, А. А. Твердый. Киев : Техника, 1990. - 247 с.

12. Бурцев, Б. В. Установки тангенциальной фильтрации для индустрии напитков Текст. / Б. В. Бурцев, Б. Н. Новгородский, И. А. Толстой // Ликероводочное производство и виноделие. — 2008. — № 3. — С. 7 — 9.

13. Бэмфорд, Ч. Новое в пивоварении Текст. / Ч. Бэмфорд; пер. с англ. И. С. Горожанкиной, Е. С. Боровиковой. — СПб. : Профессия, 2007. — 520 с.

14. Валентас, К. Дж. Пищевая инженерия Текст. : справочник с примерами расчетов / К. Дж. Валентас, Э. Ротштейн, Р. П. Сингх ; пер. с англ. под общ. науч. ред. А. Л. Ишевского. — СПб.: Профессия, 2004. 848 с.

15. Херберг, В. — Д. Извлечение пива из избыточных дрожжей Текст. / В. Д. Херберг, Е. И. Каштанова // Пиво и напитки. - 2006. - № 2. - С. 38 - 40.

16. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды Текст. : справочник / под ред. Е. И. Сизенко. — М.: Пищепромиздат, 1999. 247 с.

17. Горбатов, А. В. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов Текст. / А. В. Горбатов, А. М. Маслов. М. : Легкая и пищ. пром-сть, 1982. -296 с.

18. Горбатюк, А. В. Фильтрование пива. Пути совершенствования процессов и оборудования Текст. / А. В. Горбатюк, В. И. Горбатюк // Пиво и напитки. 2002. - № 1. - С. 30 - 33.

19. ГОСТ Р 53358-2009. Продукты пивоварения. Термины и определения Текст. Введ. 2009-07-07. - М.: Изд-во стандартов, 2009. - 11 с.

20. ГОСТ Р 51174-2009. Пиво. Общие технические условия Текст. -Взамен ГОСТ Р 51174-98 ; введ. 2009-07-07. М. : Изд-во стандартов, 2009. - 16 с.

21. Дытнерский, Ю. И. Баромембранные процессы Текст. : теория и расчет / Ю. И. Дытнерский. М. : Химия, 1986. - 272 с.

22. Дытнерский, Ю. И. Мембранные процессы разделения жидких смесей Текст. / Ю. И. Дытнерский. М. : Химия, 1975. - 229 с.

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

24. Ермолаева, Г. А. Справочник работника лаборатории пивоваренного предприятия Текст. / Г. А. Ермолаева. СПб. : Профессия, 2004. — 536 с.

25. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков Текст. / Г. А. Ермолаева, Р. А. Колчева. — М. : ИРПО ; Изд. центр «Академия», 2000. 416 с.

26. Жужиков, В. А. Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий Текст. / В. А. Жужиков. М. : Химия, 1980. - 400 с.

27. Калунянц, К. А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков Текст. / К. А. Калунянц, В. JI. Яровенко, В. А. Домарецкий,

28. Р. А. Колчева. М. : Колос. - 1992. - 446 с.

29. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Текст. : учебник для вузов. — А. Г. Касаткин. М. : ООО ТИД «Альянс», 2004. - 753 с.

30. Кафаров, В. В. Математическое моделирование основных процессов химических производств Текст. : учеб. пособие для вузов / В. В. Кафаров, М. Б. Глебов. -М. : Высш. шк., 1991. 400 с.

31. Китаева, А. А. Использование избыточных пивных дрожжей Текст. / А. А. Китаева, Н. И. Баер, JI. С. Малиновский. М. : ЦНИИ-ТЭИпищепром, 1983. - Вып. 1. - 22 с.

32. Ковалевский, К. А. Технология бродильных производств: учебное пособие Текст. / К. А. Ковалевский. Киев : Фирма «ИНКОС», 2004. - 340 с.

33. Колезан, Ф. Регенерация пива из дрожжевого осадка с помощью седикантера фирмы «Флоттвег» Текст. / Ф. Колезан, Ст. Патерсон // Пиво и напитки. 2006. - № 4. - С. 86 - 87.

34. Колончин, К. В. Состояние и перспективы развития отраслей пищевой промышленности Текст. / К. ,В. Колончин // Пиво и напитки. — 2009.-№ 1.-С.4-6.

35. Колпакчи, JI. П. Вторичные материальные ресурсы пивоварения Текст. / JI. П. Колпакчи, Н. В. Голикова. — М. : Агропромиздат, 1986. — 24 с.

36. Колпакчи, Л. П. Рациональное использование вторичных материальных ресурсов пивоваренного производства Текст. / JI. П. Колпакчи. — М. : ЦНИИТЭНпищепром, 1983. 22 с.

37. Колчева, Р. А. Производство пива и безалкогольных напитков Текст. / Р. А. Колчева, Г. А. Ермолаева. М. : Агропромиздат, 1985. — 264 с.

38. Косой, В. Д. Инженерная реология биотехнологических сред Текст. / В. Д. Косой, Я. И. Виноградов, А. Д. Малышев. СПб. : ГИ-ОРД, 2005.-648 с.

39. Косой, В. Д. Инженерная реология в производстве колбас Текст. /

40. B. Д. Косой, А. Д. Малышев, С. Б. Юдина. -М.: КолосС, 2005. 264 с.

41. Кудряшов, В. JI. Комплексная линия переработки вторичного сырья пивзаводов на основе мембранных процессов Текст. / В. JI. Кудряшов // Пиво и напитки. 2008. - № 2. - С. 22 - 25.

42. Кунце, В. Технология солода и пива Текст. : пер. с нем. / В. Кун-це. СПб.: Профессия, 2003. - 912 с.

43. Курочкин, В. П. Установка и технология кросс флоу фильтрации Текст. / В. П. Курочкин // Пищевая промышленность. - 2005. - № 2.1. C. 44-45.

44. Ли, Э. Спиртные напитки: Особенности брожения и производства Текст. / Э. Ли, Дж. Пигготт ; пер. с англ. А. Л. Панасюка. СПб. : Профессия, 2006. - 552 с.

45. Липатов, В. А. Мембранные метода разделения молока и молочных продуктов Текст. / Н. Н. Липатов, В. А. Марьин, Е. А. Фетисов. — М. : Пищевая промышленность, 1976. — 168 с.

46. Лобасенко, Б. А. Новые конструкции мембранных аппаратов для пищевых производств Текст. / Б. А. Лобасенко // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - № 6. - С. 50 - 51.

47. Мак Келви, Д. М. Переработка полимеров Текст. / Д. М. Мак — Келви ; пер. с англ. Ю. В. Зеленева, Б. П. Пашинина, Э. И. Родина. — М. : Химия, 1965.-442 с.

48. Мак Кечни, М. Основные механизмы разделения твердых частиц и жидкости в пивоварении Текст. / М. Мак - Кечни // Спутник пивовара. - 1997. - № 2. - С. 44 - 48.

49. МакКенна, Б. М. Структура и текстура пищевых продуктов. Продукты эмульсионной природы Текст. / Б. М. МакКенна. СПб. : Профессия, 2008. - 480 с.

50. Малкин, А. Я. Реология: концепции, методы, приложения Текст. / А. Я. Малкин, А. И. Исаев ; пер. с англ. СПб.: Профессия, 2007. - 560 с.

51. Мачихин, Ю. А. Инженерная реология пищевых материалов Текст. / Ю. А. Мачихин, С. А. Мачихин. — М. : Легкая и пищевая пром-ть, 1981.-216 с.

52. Мембранная технология в пищевой промышленности Текст. / М.Т. Брык и [др.]. Киев: Урожай, 1991. - 224 с.

53. Направления развития пивоваренной и безалкогольной промышленности в РФ и других странах Текст. / Н. И. Усачев, Е. А. Дьяконова и [др.] // Пивоваренная и безалкогольная промышленность. 1994. -Вып. 1.-40 с.

54. Нарцисс, Л. Краткий курс пивоварения Текст. / Л. Нарцисс ; пер. с нем. СПб.: Профессия, 2007. - 640 с.

55. Нигматулин, Р.И. Основы механики гетерогенных сред Текст. / Р. И. Нигматулин. — М. : Наука, 1978. 336 с.

56. Николаев, Н. И. Диффузия в мембранах Текст. / Н. И. Николаев. — М. : Химия, 1980. 232 с.

57. Процессы и аппараты пищевых производств Текст. : учеб. для вузов: в 2 кн. / А. Н. Остриков и [др.] ; под ред. А. Н. Острикова. СПб. : ГИОРД, 2007. - Кн. 1. - 704 с.

58. Процессы и аппараты пищевых производств Текст. : учеб. для вузов: в 2 кн. / А. Н. Остриков и [др.] ; под ред. А. Н. Острикова. СПб. : ГИОРД, 2007. - Кн. 1. - 608 с.

59. Островский, Г. М. Прикладная механика неоднородных сред Текст. / Г. М. Островский. СПб. : Наука, 2000. - 359 с.

60. Плахова, Г. С. Проблемы развития пивоваренной отрасли на современном этапе Текст. / Г. С. Плахова // Пиво и напитки. —1999. № 2. - С. 10 — 11.

61. Поверин, А. Д. Биологически активная пищевая добавка на основе ферментативного гидролизата пивных дрожжей Текст. / А. Д. Поверин // Пиво и напитки. 2008. - № 3 - С. 42-43.

62. Получение корма для пчел с использованием Б АД из осадочных пивных дрожжей Текст. / Е. А. Бетева, А. Н. Кречетникова, С. С. Горелов и [др.] // Пиво и напитки. 2004. - № 6. - С. 29.

63. Применение мембран для создания систем кругового водопо-требления Текст. / М. Т. Брык, Е. А. Цапюк, К. Б. Греков и [др.]. М. : Химия, 1990.-40 с.

64. Прист, Ф. Дж. Микробиология пива Текст. / Ф. Дж. Прист, Й. Кэмпбелл ; пер. с англ. под общ. ред. Т. В. Мел единой и Тыну Сойдла.-СПб. : Профессия, 2005. 368 с.

65. Проспект мембранного оборудования фирмы «Filtrox» (Швейцария).

66. Проспект фирмы «Millipore» (США).

67. Проспект фирмы «Pall» (Германия).

68. Проспект фирмы «Владисарт» (Россия).

69. Проспект фирмы НПО «Керамикфильтр» (Россия).

70. Руденко, Е. Ю. Современные тенденции переработки основных побочных продуктов пивоварения Текст. / Е. Ю. Руденко // Пиво и напитки. 2007. - № 2. - С. 66 - 68.

71. Руст, У. Новейшие научные данные в области мембранной тангенциально-поточной фильтрации пива Текст. / У. Руст, П. Пешманн, Д. Майвальд // Brauwelt (Мир пива). 2006. - № 2. - С. 38-43.

72. Свитцов, А. А. Полупроницаемые мембраны в биотехнологии Текст. / А. А. Свитцов, Н. С. Орлов, А. Е. Кузнецов. М. : ОНТИТЭИ-микробиопром, 1983. — 40 с.

73. Современные мембранные системы в пищевой промышленности и биотехнологии: обзорная информация Текст. / отв. ред. Б. Н. Федо-ренко.- М. : АгроНИИТЭИПП, 1992. Вып. 7. - 36 с.

74. Стогний, А. Н. Способы восстановления пива из донных осадков Текст. / А. Н. Стогний, В. Е. Рябиков // Пиво и напитки. 2007 - № 4. - С. 20-22.

75. Стиле, Р. Срок годности пищевых продуктов: расчет и испытания Текст. / Р. Стиле; пер. с англ. СПб.: Профессия, 2006. - 500 с.

76. Тимашев, С. Ф. Физикохимия мембранных процессов Текст. / С. Ф. Тимашев. М. : Химия, 1998. - 240 с.

77. Тихомиров, В. Г. Технология и организация пивоваренного и безалкогольного производства Текст. / В. Г. Тихомиров. — М. : КолосС, 2007.-461 с.

78. Тулякова, Т. В. Дрожжевые экстракты — безопасные источники витаминов, минеральных веществ и аминокислот Текст. / Т. В. Тулякова, А. В. Пасхин, В. Ю. Седов // Техника и технология. 2004. - № 6. - С. 2 - 4.

79. Фаддеев, Д. К. Вычислительные методы линейной алгебры Текст. / Д. К. Фаддеев, В. Н. Фаддеева. М. : Физматгиз, 1963. - 734 с.

80. Фараджева, Е. Д. Общая технология бродильных производств Текст. /Е. Д. Фараджева, В. А. Федоров. -М.: Колос, 2002. 408 с.

81. Федоренко, Б. Н. Пивоваренная инженерия Текст. / Б. Н. Федо-ренко. СПб. : Профессия, 2009. - 1000 с.

82. Федоткин, И. М. Гидродинамическая теория фильтрования суспензий Текст. / И. М. Федоткин, Е. И. Воробьев, В. И. Вьюн. — Киев : Вища шк. Головное изд-во, 1986. — 166 с.

83. Федоткин, И. М. Разделение суспензий и гиперфильтрование Текст. / И. М. Федоткин, С. И. Криль, Л. И. Борщевская. Киев : Техника, 1972.-156 с.

84. Флоке, Р. Ретентат «спасительное действие» Текст. / Р. Флоке, И. Шмидт, С. Пекорони, Е. Каштанова // Пиво и напитки. - 2009. - № 4. — С. 20-23.

85. Фортье, А. Механика суспензий Текст. / А. Фортье ; под ред. 3. П. Шульмана. М.: Мир, 1971.-264 с.

86. Хванг С. — Т. Мембранные процессы разделения Текст. / С. — Т. Хванг, К. Каммермейер ; пер. с англ. Е. П. Моргуновой и Ю. Н. Жилина; под ред. Ю. И. Дытнерского. М. : Химия, 1981. - 464 с.

87. Хоффман, С. Холодностерильная фильтрация на пивзаводе производительностью 1,4 миллиона гектолитров в год Текст. / С. Хоффман // Brauwelt (Мир пива). 1998. - №2. - С. 12 - 15.

88. Храмцов, А. Г. Микрофильтрация молочного сырья Текст. : обзорная информация / А. Г. Храмцов, Е. Р. Абдулина, И. А. Евдокимов. -М. : АгроНИИТЭИММП, 1991. 40 с.

89. Черкасов, А. Н. Мембраны и сорбенты в биотехнологии Текст. / А. Н. Черкасов, В. А. Пасечник. Л. : Химия, 1991. - 240 с.

90. Чернова, Е. В. Критерии оценки качества пива Текст. / Е. В. Чернова, О. П. Преснякова // Пиво и напитки. 1998. - № 3. - С. 2 - 5.

91. Шервуд, Т. Массопередача Текст. / Т. Шервуд, Р. Пигфорд, Ч. Уилки ; пер. с англ. Н. Н. Кулова ; под ред. В. А. Малюсова. М. : Химия, 1982.-696 с.

92. Шленкер, Р. Принцип тангенциально-проточной фильтрации при рекуперации пива из остаточных дрожжей Текст. / Р. Шленкер // Каталог фирмы «Shenk Filterbau GmbH».

93. Шнеебергер, М. Аспекты получения пива из осадочных дрожжей Текст. / М. Шнеебергер, М. Кроттенталер, В. Бак // Brauwelt (Мир пива). 2008. - № 3. - С. 3 - 7.

94. Шнеебергер, М. Возможности извлечения пива из избыточных дрожжей Текст. / М. Шнеебергер, М. Кроттенталер, В. Бак // Brauwelt (Мир пива). 2006. - № 2. - С. 13 - 17.

95. Шнеебергер, М. Суспензия дрожжей: влияние условий хранения суспензии, дрожжей на качество содержащегося в ней регенерируемого пива Текст. / М. Шнеебергер, М. Кроттенталер, В. Бак // Brauwelt (Мир пива). 2007. - № 2. - С. 21 - 25.

96. Шуваева, Г. Н. Общая микробиология Текст. : учеб. пособие для вузов / Г. Н. Шуваева; Воронеж, гос. технол. акад. — Воронеж, 1998. — 156 с.

97. Экологические аспекты использования отходов пивоварения Текст. / С. В. Долгушина, А. В. Белов, Н. М. Мусаева и [др.] // Пиво и напитки. 2003. - № 2. - С. 28 - 29.

98. Bock, М. Beer Recovery from spent yeast / M. Bock, F. Rogener // Brewing and Beverage industry international. 2002. - Nr. 3. - S. 8 - 10.

99. Ceramic membrane cross-flow microfiltration for beer recovery from tank bottoms / S. G. Bugan, Z. Doemeny, D. Smogrovicova // Monatsschrift fuer Brauwissenschaft 2000. - Nr. 11/12. - S. 229 - 233.

100. Hansen, N. L. From Filter Presses over centrifuges to cross flow and vibrating membrane filtration / N. L. Hansen // Master Brewing Association of the Americas Technical Quarterly. 2001. - Nr. 2. - S. 115 - 121.

101. Hansen, N. L. Recovery of beer from Surplus Yeast by Membrane Filtration / N. L. Hansen // MBAA Technical Quarterly. 1989. - Nr. 26. - S. 8 -13.

102. Jansen, S. Beer recovery by ceramic cross flow filtration / S. Jansen // Proceedings of the Convention of the Institute of Brewing, Central & South African Section. 1993. - Nr. 4. - S. 135 - 150.

103. Leeder, G. Cross-Flow micro filtration for processing brewery tank bottoms / G. Leeder, M. Girr // Master Brewing Association of the Americas Technical Quarterly. 1994. - Nr. 2. - S. 58 - 63.

104. Modeling of concentration polarization and depolarization with high-frequency backpulsing / Journal of Membrane Science. — 1996. -V. 121. — P. 229 242.

105. Mylius, U. Waste beer recovery from spent yeast concentration by cross-flow microfiltration / U. Mylius, A. Reiter // Brauwelt international. — 1988.-S. 68-71.

106. Potgieter, D. Extract recovery from surplus yeast / D. Potgieter, R. Parsotam, M. Perry // MBAA Technical Quarterly. 1996. - Nr. 2. - S. 114.

107. Scheeberger, M. Effect of the storage of surplus yeast on the quality of recoverable yeast beer / M. Scheeberger, M. Krottenthaler, W. Back // Technical Quarterly & the MBAA Communicator. 2005. - Nr. 3. - S. 219 -222.

108. Scheider, J. New technology for beer recovery from spent yeast / J. Scheider, H. Weisser // MBAA Technical Quarterly. 2000. - Nr. 4. - S. 477-481.

109. Schlenker, R. W. Tangential Flow Filtration for beer recovery from spent yeast / R. W. Schlenker // Filtration and Separation. 1998. - Nr. 9. -S. 863 - 865.

110. Schneeberger, M. Yeast suspension. In-fluence of yeast suspension storage on quality of yeast beer / M. Schneeberger, M. Krottenthaler, W. Back // Brauwelt. 2004. - Nr. 38. - S. 1148 - 1151.

111. Schneider, J. New technology for beer recovery from spent yeast / J. Schneider, H. Weisser // MBAA Technical Quarterly. 2000. - Nr. 4. - S. 477-481.

112. Sellick, I. Advances in the recovery of beer from tank bottoms / I. Sel-lick, J. Piatt // Brewing and Distilling International. 1998. - Nr. 2. - S. 26 -27.

113. Snyder, J. Use of a vibrating membrane filter for the recovery of beer from surplus yeast / J. Snyder, H. Haugney // Master Brewing Association of the Americas Technical Quarterly. 1999. - Nr. 2. - S. 191 - 193.

114. Volk, G. Tangential Flow Filtration. Four Years Experience / G. Volk, R. Schlenker//Proceedings of Brewing. 1999. - Nr. 4. - S. 125 - 130.

115. Mulder, M. Membrane selection / M. Mulder // Filtration+Separation. — 2007.-No. 4.-P. 35-37.

116. Day, N. Can ceramic ports help centrifuges last longer? / N. Day // Filtration+Separation. 2006. - No. 11. - P. 34 - 35.

117. Sutherland, K. Centrifuge focus: solids removal the options / K. Sutherland // Filtration+Separation. - 2005. - No. 8. - P. 16 - 20.

118. Day, N. Centrifuge focus: evaluation, testing and optimization / N. Day // Filtration+Separation. 2005. - No. 8. - P. 22 - 24.

119. Yacubowicz, H. Nanofiltration: properties and uses / H. Yacubowicz, J. Yacubowicz//Filtration+Separation. -2005. -No. 9. -P. 16-21.

120. Pearce, G. Membrane module format / G. Pearce // Filtration+Separation. 2007. - No. 5. - P. 31 - 33.