автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование процесса фильтрации яблочного сока с образованием сжимаемых осадков методами совмещенного физического и математического моделирования

на правах рукописи

МАЛЫШЕВ ДМИТРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ЯБЛОЧНОГО СОКА С ОБРАЗОВАНИЕМ СЖИМАЕМЫХ ОСАДКОВ МЕТОДАМИ СОВМЕЩЕННОГО ФИЗИЧЕСКОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Краснодар - 2004

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом

университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Константинов Евгений Николаевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Данилин Серафим Владимирович;

кандидат технических паук, доцент

Сиюхов Хагрет Русланович.

Ведущая организация:

Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельско-

хозяйственной продукции.

Защита диссертации состоится 17 февраля 2004 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу:

350072, Краснодар, ул. Московская, 2, корпус "A" конференц-зал.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомился в библиотеке университета. (ул. Московская, 2)

Автореферат разослан 16 января 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

М.В. Жарко

2004-4 25884

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Специфика развития отрасли консервной промышленности, производящей фруктовые соки, в том числе яблочный сок, заключается в том, что в соответствии с потребностями рынка обеспечиваются высокое качество и длительные сроки хранения, в течение которых не должны изменяться потребительские свойства, в частности, недопустимо образование в соках осадка. В этой связи увеличивается производство яблочного сока высшего сорта, изготовленного из культурных сортов. Последний должен быть прозрачным, без осадка. Это обеспечивается расширением внедрения процессов осветления соков фильтрованием. При фильтрации соков образуются сжимаемые осадки, что затрудняет получение сока высокого качества при обычной фильтрации в одну стадию. На второй стадии часто применяют дорогостоящий фильтр-картон. Более перспективным является использование вспомогательных веществ (ФВВ).

Теория сжимаемых осадков не учитывает изменения свойств осадка по высоте его слоя, а широкий ассортимент яблочных соков с разными свойствами затрудняет непосредственное применение теории и требует адаптации на модельных фильтрах, т. е. использования совмещенных методов математического и физического моделирования. В этой связи актуальным является дальнейшее развитие математических моделей процессов фильтрования с образованием сжимаемых осадков и с использованием вспомогательных веществ, создание средств их адаптации к изменяющимся свойствам сока по данным модельного эксперимента и разработка методики проектного расчета системы фильтрации.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с федеральной научно-технической программой Минобразования РФ «Разработка теории фазового равновесия в системах «жидкость - капиллярно-пористое тело», типичных для пищевого возобновляемого сырья» (№ гос. регистрации 01200103156).

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состоит в разработке математических моделей фильтрования с образованием сжимаемых осадков и фильтрования с использованием вспомогательных веществ, методики проектного расчета фильтрования, а также в совершенствовании системы фильтрования яблочного сока.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. экспериментальное определение и описание зависимости пористости осадка яблочного сока от напряжения сжатия;

2. определение соотношения между пористостью осадка и его удельным сопротивлением;

3. вывод зависимости удельного сопротивления осадка от концентрации вспомогательного вещества и примеси;

4. развитие теории фильтрации через намывной слой вспомогательного вещества и разработка математической модели процесса;

5. анализ процесса фильтрования яблочного сока с образованием сжимаемого осадка и разработка его математической модели;

6. разработка методики экспериментального определения удельного объема осадка при нулевом перепаде давления;

7. разработка методики совмещенного математического и физического моделирования процесса фильтрования и средств адаптации математической модели к изменяющимся свойствам сока;

8 совершенствование системы фильтрования яблочного сока.

Научная новизна работы заключается в том, что

- разработана математическая модель процесса фильтрования яблочного сока с образованием сжимаемых осадков, учитывающая изменение их свойств;

- разработана математическая модель фильтрования через намывной слой вспомогательных веществ, использующая адсорбционный механизм осветления;

- разработана методика совмещенного физического и математического моделирования процесса фильтрования для решения проектных и производственных задач в условиях изменяющихся параметров и свойств осадков, получае-мьгх из яблочных соков.

Достоверность и надежность результатов подтверждается проверкой теории по собственным экспериментальным данным. Конкретные технологические режимы предложено определять путем сочетания методов модельного (физического) и математического моделирования.

Практическая значимость работы заключается в том, что усовершенствован процесс фильтрации яблочного сока;

определены параметры и свойства осадка яблочного сока, необходимые для моделирования процессов его фильтрования;

на основе эксперимента по фильтрации яблочного сока подтверждена достоверность модели фильтрации;

выполнен проектный расчет системы фильтрования для линии производительностью 3 м3/ч по яблочному соку.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной конференции молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиями Химия и биотехнология биологически активных веществ, пи-

щевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии» (г. Тверь,

2002 г.); на международной научно-практической конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (г. Краснодар, 2002 г.); на четвертой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука - XXI веку» (г. Майкоп,

2003 г.); на международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Воронеж, 2003 г.), на IV международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использозанной литературы, приложений. Работа изложена на 126 страницах, содержит 25 рисунков и 24 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан критический обзор теоретических основ моделирования процесса фильтрования соков, рассмотрены зависимости удельных сопротивлений осадков от их пористости, приведены характеристика и классификация соков, а также особенности реологии пищевых осадкой. Выполнен анализ преимуществ и недостатков различных фильтрующих материалов и вспомогательных веществ и требований к ним. Выбран метод фильтрования яблочного сока. Определены задачи исследования.

Во второй главе теоретически рассматриваются вопросы сжатия осадков. Объясняется широко известное явление повышения реальной скорости течения жидкости в слоях осадка, примыкающих к фильтровальной перегородке. Доказывается, что при сжатии осадка его удельное сопротивление обратно пропорционально пористости осадка в квадрате и показано, что этот вывод согласуется с уравнением Козени-Кармана. Разработаны математические модели фильтрования через сжимаемый осадок и намывной слой вспомогательного вещества.

Основным положением, использованным в математической модели фильтрования через сжимаемый осадок является то, что по высоте осадка и во времени изменяются его характеристики (рисунки необходимые для описания процесса. Для доказательства этого рассмотрен баланс сил в проекции на ось перпендикулярную к поверхности осадка. Текущая по капиллярам жидкость вызывает появление касательных напряжений действующих на стенки капилляров (рисунок 4). Выделим на высоте h участок осадка dh На него действует сила vn-d-ncosa-dl в расчете па 1 м2 сечения осадка. В проекции на ось г она равна

Рисунок I — Зависимость перепада давлений от высоты слоя осадка и времени фильтрования

Рисунок 2 - Зависимость пористости осадка от высоты слоя и времени фильтрования

Рисунок 3 - Зависимость удельного

сопротивления осадка от высо гы слоя и времени фильтрования

Рисунок 4

Таким образом, напряжение сжатия а является функцией высоты А, и возникает задача нахождения зависимости пористости Е от напряжения сжатия а и определения влияния пористости на удельное сопротивление осадка

Из соотношения (2) видно, что при А = величина ст равна нулю. Следовательно верхний слой осадка не сжат. В уравнении (2) Т меняется по высоте из-за увеличения реальной скорости в порах сверху вниз, из-за уменьшения диаметра пор и пористости При отсутствии знания этих закономерностей взять аналитически интеграл уравнения (2) не удается. Однако очевидно, что

В свою очередь, величина удельного сопротивления осадка г0 зависит от

пористости

и определяется выражением (12). Доказательство

приводится ниже.

При сжатии осадка площадь фильтрации фактически не изменяется, а за счет отжима уменьшается объем пустот и пористость осадка . Пусть осадок имеет п каналов со средним диаметром с1, при этом пористоеть равна е. Принято, что длина капилляра пропорциональна высоте слоя осадка. Выделим в осадке бесконечно малый по высоте участок Длина капилляра на этом участке определится соотношением:

Тогда, учитывая, что отношение объема пор к общему объему осадка есть пористость можно записать

где

Перепад давления при фильтрации через участок осадка определим по уравнению Пуазейля:

где скорость жидкости

Подставим соотношение (8) в уравнение (7) и вычислим величину скорости фильтрации с1У / /"(/Т При ус™ит,га ль п

ау (ш/2 !А\-ПС12 ф 1 ф Л/т ~ 32|хР г^Лх'-

Отсюда с учетом соотношения (6)

При сжатии осадка пористость С уменьшается от е' до е и удельное сопротивление осадка увеличивается от гц до го-

Разделив выражения (10) и (11) друг на друга, окончательно получим

(12)

Таким образом, при сжатии осадка его удельное сопротивление возрастает обратно пропорционально квадрату его пористости и, следовательно, изменяется по высоте осадка.

На первый взгляд полученный результат (12) находится в противоречии с известным уравнением Козени-Кармана

(1-е)2

го =■

(13)

При создается впечатление, что сопротивление осадка обратно про-

порционально пористости в кубе, а не в квадрате. Следует, однако, учесть, что величина удельной поверхности не остается постоянной при сжатии осадка. С уменьшением пористости уменьшаются диаметры капилляров (пор) и, следовательно, их поверхность , отнесенная к единице объема твердых частиц.

Получим уравнение связи удельного сопротивления осадка и его пористости, исходя из уравнения Козени-Кармана. Для этого найдем связь удельной поверхности с пористостью осадка Поверхность всех пор составит

пор

= П'(1-\\>-Иос -п.

Объем твердых частиц

V = V -V

' тв.ч. 'ос ' пор•

(14)

(15)

Учитывая, что пористость е есть отношение объема пор Vпор к объему осадка Уж, получим

1-е = 1-

пор

пор

(16)

' ос. 'ос 'ос

Учитывая, что объем осадка УОС. равен произведению высоты осадка на

поверхность фильтрования получим

Тогда удельн^ _ ._ ^пор _ я•(¡•упИ0С »Луи

° Ум. ~ О-Фос^

(18)

С учетом формулы (6) и (13) I 16Ак\

(19)

Последнее приводит к ранее полученному результату (12).

Результат (12) справедлив не только при рассмотрении осадка до сжатия и после его сжатия, но и для двух осадков, у которых одинаковые значения коэффициентов извилистости пор и число пор.

Зависимость пористости осадка £ от напряжения сжатия а получена в главе 3 на основе экспериментальных данных по сжатию осадка, образуемого ггои

фильтрации яблочного сока.

1л

е-е„

- = -Ка.

е -Б„

(20)

Величины пористости несжатого осадка е', при перепаде давления, стремящемся к нулю, минимальной пористости Ет;п и коэффициента А"", характерные для определенного осадка, находятся экспериментально. Для исследованного яблочного сока эти параметры определены в главе 3. Из уравнения (20) можно найти соотношение пористости при сжатии е к пористости несжатого осадка е' в зависимости от напряжен

(21)

Из уравнения (12) с использованием соотношения (21) можно определить

зависимость удельного сопротивления осадка от напряжения сжатия с:

[ия (22), (3) и (4), имеем = И^ + - j ехр|- К |

Используя соотношения (22), (3) и (4), имеем

др дк

-2

-2

(22)

(23)

Это интегро-дифференциальное уравнение является основой математической модели фильтрации через сжимаемый осадок. При этом величина есть функция не только высоты, но и времени, так как есть функция времени. С

использованием полученных результатов разработан алгоритм решения системы уравнений, который реализован на ЭВМ.

Фильтрование с использованием ФВВ обычно применяют при осветлении суспензий с размерами частиц твердой фазы менее 5 мкм и концентрацией до 0,5 % по массе. Далее рассмотрим фильтрование с использованием вспомогательных веществ. Распространяя полученный результат (19) на осадок, состоящий из чистого вспомогательного вещества, можно записать

В адсорбционной модели закупоривания поровых каналов вспомогательного вещества примесью принято, что при окончательном осветлении сока примесь не увеличивает объем, занимаемый осадком. Поэтому справедливо следующее равенство

Объем поровых каналов осадка, состоящего из вспомогательного вещества,

пор.я

' пор.в - . • (26)

»

Если известны концентрации примеси С„, кг/м3, и вспомогательного вещества в суспензии, можно по данной пористости вспомогательного вещества определить пористость осадка

рпс.

Найдем из выражения (12) удельное сопротивление осадка Гд

Рп С.

_е.РпС,-Спр.(1-е,)_

(27)

(28)

С учетом вышеизложенного найдем отношение объема осадка к объему фильтрата Хо-

Уос ^пор.в + Ув

(29)

у Ус-У.-У, О-ОСРпР.-с.Рп-СпР.)'

Функция скорости фильтрования суспензии от концентрации в ней вспомогательных веществ имеет максимум, существование которого можно объяснить следующими факторами. С одной стороны, увеличение концентрации ФВВ увеличивает пористость осадка, что ведет к повышению скорости фильтрования. С другой стороны, с увеличением концентрации ФВВ повышается общая толщина слоя осадка, что ведет к понижению скорости фильтрования. Из основного урав-

нения фильтрования следует, что скорость фильтрования зависит от концентрации ФВВ С„ только через произведение /"о*о . При этом, чём меньше ГцХо, тем больше скорость фильтрования в любой момент времени, а, следовательно, меньше время фильтрации

В современных установках фильтрование проводится в две стадии: на первой используют вспомогательные вещества, а на второй - фильтруют или через фильтр-картон или через намывной слой вспомогательного вещества. Фильтр-картон обладает рядом недостатков. В частности слабая прочность во влажном состоянии при повышении разности давлений приводит к набуханию и разрыву фильтр-пластин. ФВВ дешевле, снижают трудоемкость процесса фильтрования, менее подвержены разрушению при увеличении перепада давлений. В случае фильтрования суспензии с высокодисперсной твердой фазой доминирующую роль в механизме очистки играет адсорбционный фактор. Так как силы адсорбции частиц примеси малы, то при росте скорости движения фильтрата начинается срыв частиц с поверхности капилляров вспомогательного вещества. Поэтому важной характеристикой при окончательной очистке сока является знание времени конца фильтрования, по истечении которого наблюдается «проскок» примеси в фильтрат. Это нежелательное явление обусловлено тем, что с ростом толщины осадка примеси в порах вспомогательного вещества адсорбционные силы ослабевают, так как чем дальше расположены частицы примеси от поверхности частиц вспомогательного вещества, тем адсорбционные силы слабее. Диаметр капилляров вспомогательного вещества уменьшается, а скорость течения фильтрата в капиллярах возрастает. Это приводит к увеличению инерционных сил, и частицы примеси не задерживаются на поверхности капилляра. Прозрачность сока заметно ухудшается вследствие «проскока» примеси. Изложенная выше качественная картина применена для описания процесса фильтрования через намывной слой ФВВ при постоянной скорости фильтрования.

Рассмотрим случай, когда концентрация примеси в разделяемой суспензии невелика и частицы примеси настолько мглы, что они проникают в поры ФВВ и адсорбируются на его поверхности. Такая ситуация имеет место при окончательном осветлении предварительно отфильтрованного сока. С течением времени внутри пор толщина адсорбированного слоя растет, диаметр пор снижается, а перепад давления растет. Силы трения, связанные с ростом перепада давления, возрастают и при определенном значении фильтрацию прекращают. Величина соответствует началу «проскока» примеси в фильтрат. При повторных фильтрациях и накоплении производственного опыта для сока с известной мутностью и заданным вспомогательным веществом процесс фильтрации контроли-

руют по перепадам давлений в начале отбора осветленного сока и в конце его отбора, опуская трудоемкую операцию постоянного определения прозрачности сока.

С практической точки зрения важным является вопрос определения количества фильтрата V, м3, (осветленного сока) и времени фильтрования на фильтре с намывным слоем, имеющем известную поверхность фильтрации М2, до достижения заданного

Обозначим время начала фильтрования, т. е время достижения перепада давлений через а время достижения через

Выразим объем осадка примесных частиц Уп через объем суспензии Ус.

Определим хр, м'/м3, (отношение объема осевших примесных частиц Уп к объему фильтрата У) с учетом выражения (30)

х 3 _ ° Г Ус-У„

Рп -С„

(31)

Перепад давлений Ар0 в иДр0 = Яр. (гфж + Лф„),

IV = 0.1Р.

го ="

АРо ~^Рфп

Из выражения (32) определ Щ^ос

АРфп = .

(32)

(33)

(34)

(35)

Аналогично запишем зависимость между перепадом давлений &рк и удельным сопротивлением осадка в конце процесса фильтрования, которые соответствуют времени фильтрования хк.

Из выражения (28) определяются пористости осадка в начале и в конце фильтрования.

Объем примеси накопившейся в порах вспомогательного вещества в

(39)

конце процесса фильтрования, составляет

ув=т*кх0-1тксо /(р„-СП).

Пористость осадка в конце фильтрования

пор

^пор.-Л е.^-^хр

(40)

'ос 'в * "ОС

Подставим выражения (31), (36) и (38) в выражение (40) и выражения (31), (34) и (37) в выражение (40), определим время конца фильтрования Хк

вЛОС(РП -

п 1

У/С„ г ]1Арк-Арфл

и время начала получения осветленного сока Мос(Рп~Сп)

*0 ="

1-

^осг0в

АРО "ДРфп

(41)

(42)

:„ V

М^Ов

1

1

и" [т/дро-дрфп л/АРГ-АРФГ

К (43)

Длительность операции намыва ФВВ тн из суспензии объемом можно определить по производительности насоса Q из соотношения

Число циркуляции I обычно принимается равным пяти. Полная продолжительность цикла с учетом времени вспомогательных операций (сборка и

разгрузка фильтра, заполнение его суспензией и т. д.) составит

Тц=Хн+Г0+Тр+Твс.

(45)

Зная , ВЫЧИСЛИМ количество псветтте.ннпгп спкя V.

(46)

Полученное математическое описание реализовано в виде программы на ЭВМ и использовано для нахождения оптимальной поверхности фильтрации.

В третьей главе экспериментально определены параметры осадка яблочного сока. Предварительно был определен удельный объем осадка х'д при нулевом перепаде давления (Ар-»0) на лабораторном нутч-фильтре (рисунок 5). Но результатам опытов принята величина

Для сжатого в процессе фильтрования осадка величина удельного объема пересчитывается с помощью выражения для расчета удельного объема самих твердых частиц хта =х{|(1 — е') = хо(1 —Е)- Величина пористости осадка е зависит от значения напряжения сжатия осадка Эта зависимость найдена экспериментально на лабораторной установке, представляющей собой фильтр-

пресс из нержавеющей трубы 1 диаметром 0 20x2 мм (рисунок 6). Фильтр снабжен крышкой 2 и штуцером 3, служащим для подачи в фильгр сжатого воздуха, и перфорированным днищем 5 воронкообразного типа. Из рисунка 7 видно, что с ростом напряжения сжатия объем осадка стремится к некотороЛ асимптоте. Назовем это асимптотическое значение минимальной пористостью Можно допустить, что скорость изменения пористости пропорцио-

нальна разности текущего значения пористости и значения Тогда

Разделяя переменные в уравнении (47) и интегрируя в пределах: при а = О величина Б = е' ; при а —> а велич ии^д-и р л у ч и м

Уравнение (48) было использовано для идентификации модели сжатия, а именно для нахождения коэффициента К и величины £тш .

При обработке опытных данных получена величина коэффициента К = 0,4-Ю-5 М2/Н и соотношение между величинами пористости Ет1П И с'

Соотношение (49) использовалось при идентификации математической модели фильтрования яблочного сока.

Сопротивление филыровальной перегородки в качестие которой использовался бельтинг, было определено в опытах по фильтрации воды на лабораторном фильтр-прессе, поверхность фильтрованид которого составляла Р = 0,0491 м2. Фильтрование воды осуществлялось при перепаде давлений Др = (0,1...0,2)-105 Па. Замерягось время черел каждые 5 литров фильтрата Включение секундомера проводилось в момент появления фильтрата в мерном сосуде. Среднее значение составило Дфп =3-109 1/м.

В результате описанных выше прямых измерений определены три параметра модели: удельный объеи осадка при отсутствии напряжения сжатия Хц, коэффициент К в формуле зависимости пористости от напряжения сжатия и сопротивление фильтровальной перегородки а также соотношение пористо-

стей Е' и ет1П .

1 - нутч-фильтр;

2 - сосуд с суспензией V = 2 л;

3 - сборник фильтрата;

4 - пористое днище;

5 - капроновая сетка;

6 - крышка •-

Рисунок 5 - Схема лабораторной установки пс определению удельного объема осадка Хд при Ар - О

1 - корпус фильтра;

2 - крышка;

3 - штуцер;

4 - кран; 5-днище;

6 - мерный цилиндр;

7 - воронка;

8 - компрессор; -

9 - вентиль игольчатый; 10-манометр:

11 - бельтинг

Рисунок 6 - Схема лабораторной установки по определению коэффициента К

Остальные параметры, а именно: пористость осадка е', удельное сопротивление осадка i'q при равенстве нулю напряжения сжатия находились по опытным данным фильтрации с использованием математической модели фильтрования.

Опыты по фильтрации яблочного сока проведены для двух вариантов ведения процесса. В первом варианте поддерживался режим постоянного пг-репада давления на четы-

рех уровнях: 0,005; 0,02; 0,035; 0,05 МПа.

Во втором варианте устанавливался постоянный расход сока на двух уроь-иях: 30 литров в час и 60 литров в час. При этом скорость фильтрации W в экспериментальном фильтре составляла 17-10"" м/с и 34-Ю""5 м/с, соответственно.

Для проведения опытов использовался фильтр-пресс 4 (рисунок 8), имеющий внутренний диаметр 0 250 мм, в качестве фильтровальной перегородки служил бельтинг. Исходный яблочный сок с помощью винтового насоса 3 подавали в фильтр-пресс 4. Необходимое избыточное давление устанавливали с помощью регулирующего вентиля 10 и контролировали по манометру 6. Объем фильтрата измеряли в мерном бачке 5. Эксперимент проводился следующим образом: открывался вентиль 10, включался винтовой насос 3, медленно открывался вентиль 11 при положении трехходового крана 8, обеспечивающим выход воздуха из фильтра в атмосферу. Затем переключался кран 8 в положение измерения давления, и вентилем 11 поддерживался заданный перепад давления.

В результате определены параметры В качестве функции цели, ми-

нимум которой обеспечивался в ходе поиска, принята сумма квадратов отклонений расчетных значений удельного объема фильтрата от экспериментальных. При этом функция цели, т. е. сумма квадратов отклонений, зависит от двух параметров, степень влияния которых на нее не изучена. Поэтому предварительно был проведен численный эксперимент при различных значениях этих параметров: Для каждого значения величина Emin рассчитывалась из соотношения (49). Приближенная величина е' = 0,484 м3/м3 определена из экспериментально найденного соотношения (49) при условии

Рисунок 7 - Зависимость среднего объема осадка Кос(ср). от напряжения сжатия о

1 - сосуд с яблочным соком

V-50n;

2 - сосуд с водойг

3 - винтовой насос;

4 - модельный фильтр-пресс;

5 - мерные емкости

У = 60л(5л);

6 - манометр;

7,8- трехходовые краны,-

9 - кран;

10,11-вентили.

Рисунок 8 - Схема экспериментальной установки для модельного фильтрования яблочного сока

В результате этого эксперимента были найдены начальные значения этих параметров, при которых достигалось качественное совпадение результатов численного эксперимента с опытными данными, после чего поиск минимума функции цели проводился методом Зейделя-Гаусса. Найдены следующие значения

параметров идентификации:

с использованием которых проведен численный эксперимент на математической модели при тех же значениях перепадов давлений и времени фильтрации, которые наблюдались в лабораторном эксперименте. Результаты сравнения экспериментальных и расчетных данных представлены на рисунке 9.

Полученные значения параметров математической модели фильтрования проверены также сопоставлением экспериментальных к расчетных данных для случая постоянной скорости фильтрации Результаты замеров представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты замеров для режима W = const

W = 17-Ю"5, м/с т, мин 10 15 20 25 30 36 39

Ар, бар 0,3 0,6 0,9 1,3 1,8 2,4 3

W - 34-Ю-5, м/с х, мин 2,5 5 8 9

&р, бар 0,3 0,8 1,7 3,1

Сравнение экспериментальных и расчетных данных показывает удовлетворительное согласие теории с опытом (рисунок 10).

Проведено экспериментальное исследование процесса фильтрации на модельном фильтре с намывным слоем вспомогательного вещества (рисунок 8). В сосуд с мешалкой 1 было залито 23 литра воды и 150 г кизельгура-700. На фильтровальной перегородке был намыт слой вспомогательного вещества расчетной толщиной 4 мм. После чего вода была слита, а в сосуд 1 загружен предварительно профильтрованный через бельтинг яблочный сок. Концентрация примеси в яблочном соке составляла 0,15 об. %. Результаты опытов представлены в таблице 2. Результаты расчетов по разработанной и представленной в главе 2 математической модели приведены в таблице 3.

Таблица 2 - Результаты фильтрования на модельном фильтре

Рисунок 9- Зависимость объема Рисунок 10 - Зависимость перепада давлений

фильтрата от продолжительности от продолжительности фильтрации

фильтрации при различных значениях tip при W = const

Таблица 3 - Результаты расчетов на математической модели

Сравнение результатов моделирования с данными эксперимента свидетельствует об удовлетворительном согласии экспериментальных и опытных данных.

В четвертой главе разработана методика проектного расчета. Взадании на проектирование даются: производительность линии по фильтрованному соку запас производительности установок фильтрации з, %. Заказчик предоставляет для модельного фильтрования образец сока. Согласовывается состав установки. Например, фильтрование в две стадии: на первой используется обычный фильтр с бельтингом в качестве фильтровальной перегородки, на второй -намывной фильтр. В качестве фильтрующего вспомогательного вещества рекомендуется кизельгур-700.

1) На основе модельного эксперимента идентифицируется математическая модель фильтрации и определяется приемлемая скорость фильтрации IV, м3/(м2с),

а также максимальное давление, при котором обеспечивается получение сока заданного качества.

2) Вблизи этого значения «РТ» проводится численный эксперимент на модели при нескольких величинах

3) По данным эксплуатации аналогичных установок определяется время вспомогательных операций мин.

4) Для каждого значения скорости WJ•, м3/(м2-с), на математической модели находится рабочее время фильтрования мин.

5) Рассчитывается общее время процесса т,, мин

6) Определяется производительность насоса Qя, м3/ч

7) Рассчитывается требуемая поверхность фильтрации , м2

^=0И/(36ОО-С,.).

Принимается вариант, при котором поверхность фильтрации минимальна. Это связано с ограниченными инвестиционными возможностями и высокой ценой закупаемого фильтровального оборудования. Принципиально может быть использована другая целевая функция, например, приведенный доход..

По приведенной методике выполнен проект системы фильтрования для линии производства 3 м3/ч яблочного сока (бл = 3 м3/ч).

На предоставленном для модельного эксперимента яблочном соке выполнена идентификация математических моделей фильтрации, т.е. найдены параметры идентификации. Проведен численный эксперимент при четырех скоростях фильтрации IV, м3/(м'-с) (4-Ю*5; б,2-10"5; 8-Ю"5; 17-Ю"5) по следующим исходным данным: давление под слоем Рр1 = 105Па; отношение объема осадка к объему фильтрата в начальный момент фильтрования х'0 = 0,06 м3/м3; пористость

осадка в начальный момент фильтрования коэффициент

з.

минимальная пористость осадка сопротивле-

ние фильтровальной перегородки Лф„ =3-109 1/м; удельное сопротивление

осадка в начальный момент фильтрования При перепаде

давлений выше 3-Ю5 Па начинала снижаться скорость фильтрации из-за зависимости производительности насоса 0/рт перепада давлений йр в соответствии с его характеристикой.

По пунктам 6) и 7) методики проектирования рассчитывается производительность насоса (2н и поверхность фильтрования Л Выбран следующий вариант: скорость фильтрации (V = 6,2-10"5 м3/(м2-с); насос производительностью высота подъема жидкости м; фильтр с поверхностью

рабочее время фильтрации мин; время одного цикла

Тц = Тр + твс = 300 +120 = 420 мин;

Технологическая схема первой стадии фильтрования приведена на рисунке 11. Аналогично выполнено проектирование намывного фильтра. Максимальное давление фильтрации - 0,2 МПа. При превышении этого давления снижается качество конечного продукта. Это установлено при проведении опытов на модельном фильтре.

Определение времени вспомогательных операций твс.

Время заполнения фильтра с дозированием вспомогательного вещества 10 мин

Время загрузки намывной ванны и подготовительныхмероприятий параллельно

Время намыва 15 мин

Переключение на контур и кратковременная циркуляция 5 мин

Автоматическая чистка фильтра 30 мин

Стерилизация фильтра 20 мин

Охлаждение фильтра 5 мин

Итого 85 мин

1 - сито; 2 - емкость-сборник; 3 - насос неосветленного сока; 4 - подогреватель; 5 - охладитель; 6 - сборник; 7 - насос нефильтрованного сока; 8 - фильтр-пресс; 9 - емкость; 10 - насос сока первой стадии фильтрования, 11 - намывной фильтр; 12 - аэратор; 13 -дозатор; 14 - мембранный насос; 15 - резервуар дезинфицирующих средств; 16 - насос.

Рисунок 11 - Принципиальная технологическая схема фильтрации яблочного сока

Время вспомогательных операций т,^ составляет 1 ч 25 мин. В результате расчета на матемагнческой модели приняты следующие параметры: скорость фильтрации ?К = 17-10~5 м3/(м2-с); насос производительностью ()и = 6 м3/ч;раоочее время фильтрации тр =150 мин; время одного цикла тц = тр+твс =150 + 85 = 235 мин;

расчетная поверхность фильтрации Г = 0Н /(3600- ^) = 6 /(збОО-17• 10~5) = 9,8 м2. Принята поверхность Г = Юм2. Объем намывной ванны Ун =ЗС0; Количество загружаемого кизельгура-700

Скиз =^ 0,004 (1-е,)рв =10-0,004• (1 - 0,7)•2300 = 27,6 кг Принимаем Сц,,, = 30 кг, т. е. 3000 г/м2.

Время намыва при кратности циркуляции г —5.

тн=К„.г/(1000 ел)= 300-5 /О 000 • 6) = 0,25 ч = 15 мин.

Это учтено при расчете времени вспомогательных мероприятий. Полученные результаты внедрены на предприятии ООО «СТАТУМ».

22

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель процесса фильтрования соков с образованием сжимаемых осадков, свойства которых изменяются по высоте слоя.

2. Разработана математическая модель фильтрования через намывной слой вспомогательных веществ, использующая адсорбционный механизм осветления.

3. Разработана методика совмещенного физического и математического моделирования процесса фильтрования для решения проектных и производственных задач в условиях изменяющихся параметров и свойств осадков, получаемых из яблочных соков.

4. На основе совмещенных методов математического и физического моделирования созданы экспериментальные и программные средства адаптации системы фильтрования к изменяющимся сзойствам яблочного сока.

5. Доказано, что при сжатии осадка его удельное сопротивление обратно пропорционально пористости осадка в квадрате.

6. Получено выражение связи пористости осадка с напряжением сжатия. Разработано математическое обеспечение обоснования режимов фильтрования сока.

7. Показано, что слои осадка сжаты по высоте не одинаково, напряжение сжатия возрастает в зависимости от высоты слоя в направлении движения фильтрата. Разработана методика расчета напряжения сжатия осадка в любом поперечном сечении его.

8. Модель фильтрации в слое сжимаемого осадка проверена на основе эксперимента по фильтрации яблочного сока.

9. Разработаны рекомендации по режимам прюцессов фильтрации в две стадии: на фильтр-прессе с бельтингом и на фильтре с намызным слоем вспомогательного вещества.

10. Разработана методика проектного расчета системы фильтрации яблочного сока и выполнен проектный расчет фильтров для линии производительностью 3 м3/ч яблочного сока.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Малышев Д.В., Коротнова Т.Г., Константинов КН. Определение параметров процесса окончательной очистки сока на намывном слое вспомогательного вещества: Материалы четвертой Всероссийской яаучно-практич. конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука - XXI веку» (первая сессия) -Майкоп, 22-24 апр. 2003.-С.161-162.

2. Малышев Д.В., Короткова Т. Г., Константинов Е.Н. О моделировании процесса фильтрации суспензии с вспомогательными веществами при образовании сжимаемых осадков: Тез. докл. Межлунар. на}чно-практич. конф. «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств».-Краснодар, 24-26 сент. 2002 -С.207-208.

3. Малышев Д.В., Асланов В.С, Константинов ЕЛ. Фильтрация сжимаемых осадков с вспомогательными веществами при фильтрации виноматериалов: Материалы Между нар. конф. молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиям. Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технолопш».-Тверь -Вып. 2-15 ноября 2002 -С.95-96.

4. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов Е.Н. Зависимость удельного сопротивления сжимаемого осадка от концентрации вспомогательных веществ и примеси: Тез. докл. IV Междунар научно-т ехнич. конф. «Техника и технология пищевых производств».-Могилев, 26-28 марла 2003.

5. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов КН. Фильтрация яблочного сока с применением вспомогательного вещества // Журнал РАЕ «Успехи современного естествознания», 2ООЗ.-№ 7.-С.62.

6. .Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов Е.Н. Соотношение между пористостью сжимаемого осадка и его удельным сопротивлением в процессе фильтрования // Известия вузов. Пищевая технологкя.-2003.-№ 2-3.-С.82-85.

7. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов КН. Процесс окончательной очистки сока на намывном слое вспомогательного вещества при постоянной скорости фильтрования // Известия вузов. Пищевая технология.-2003.-№ 4.-С.70-72.

8. Малышев Д.В., Константинов Е.Н., Короткова Т.Г. Зависимость удельного сопротивления осадка от свойств примеси и вспомогательного вещества при фильтровании слабоконцентрированных суспензий // Технологии и техника пищевых производств: итоги и перспективы развития на рубеже XX и XXI веков: Сб. науч. тру-дов.-С.-Пб., 2003. (Принято к опубликованию).

9. Асланов B.C., Малышев Д.В., Константинов КН., Короткова Т.Г. Особенности фильтрации вин через фильтр-картон при постоянной скорости фильтрования // Материалы междунар. научно-практич. конф. «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», Воронеж, 2003. (Принято к опубликованию).

Обозначения: Ар - перепад давлений на фильтрующем слое, Па, (бар); W - скорость фильтрования, м3/(м2-с); F, i"J,0p — поверхность фильтрования, поровых каналов (капилляров) М2; X — время фильтрования, Лф^ - сопротивление фильтровальной перегородки, 1/м; Ц - вязкость фильтрата, Па-с; h, hx - высота слоя, высота осадка, м; Т - сила, вызванная касательным напряжением, - нормальное напряжение. Па,

(бар); - скорость жидкости в поровых каналах, м/с; - средний диаметр капилляра, м; /- средняя длина канала, м; \|/ - коэффициент извилистости пор; л - число каналов на единице поверхности, - коэффициент, м2/Н; А, - константа Козени-Кармана; Sq - удельная поверхность осадка, 1/м; С, е', Emi0, Бв, е^, - пористость осадка, несжатого осадка, минимальная, вспомогательного вещества, в начальный момент фильтрования, в конце фильтрования, - удельное сопротивление осадка, несжатого осадка, вспомогательного вещества, в конце фильтрования, 1/м2; У, У,, У„, К„ор, Уе, yccf К^р,, Vmf, Уп,, У„ - объем фильтрата, вспомогательного вещества, примесных частиц, пор, суспензии, осадка, средний объем осадка, твердых частиц, объем намывной ванны, - отношение объема осадка к объему фильтрата, несжатого осадка, вспомогательного вещества,

- концентрация примесных частиц, вспомогательного вещества, кг/м3;

- перепад давлений на фильтрующем слое в начале и конце фильтрования, Па, (бар); - плотность примесных частиц, вспомогательного вещества, кг/м3; т0, тк, Тн, Ти, Тр, Твс - начальное время фильтрования, конечное, намыва вспомогательного вещества, цикла, рабочее, вспомогательных операций, с, (мин); Q, QH - производительность насоса, М3/ч; Qn — производительность линии производства яблочного сока, - высота подъема жидкости, м; - запас производительности,

- количество загружаемого кизельгура, кг.

Адрес e-mail: Konstantinov@kubstu.ru

»-1168

РНБ Русский фонд

2004-4 25884

Отпеч ООО «Фирма Тамзи» Зак №26 тираж 100 экз ф А5, г Краснодар, ул Пашковская, 79 Тел 55-73-16

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Теоретические основы процесса фильтрования соков.

1.2 Зависимость между удельным сопротивлением осадка и его пористостью.

1.3 Характеристика и классификация соков.

1.4 Реология пищевых осадков.

1.5 Фильтрующие материалы.

1.6 Применение вспомогательных веществ для осветления соков

1.7 Механизм фильтрования с применением вспомогательных веществ.

1.8 Общая характеристика вспомогательных фильтрующих веществ.

1.9 Требования, предъявляемые к вспомогательным веществам.

1.10 Методы использования вспомогательных веществ.

1.11 Типы фильтровальных перегородок при фильтровании с применением вспомогательных веществ.

1.12 Фильтры, применяемые в консервной промышленности для осветления соков с применением вспомогательных веществ.

1.13 Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Соотношение между пористостью сжимаемого осадка и его удельным сопротивление.

2.2 Зависимость удельного сопротивления осадка от концентрации вспомогательного вещества и примеси.

2.3 Математическое моделирование фильтрации через намывной слой вспомогательного вещества.

2.4 Анализ процесса фильтрования с образованием сжимаемого осадка.

2.5 Алгоритм расчета процесса фильтрования яблочного сока для режима фильтрования Ар = const

2.6 Обсуждение уравнений сжатия.

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ФИЛЬТРАЦИИ ЯБЛОЧНОГО СОКА.

3.1 Определение удельного объема осадка при нулевом перепаде давления.

3.2 Определение зависимости степени сжатия осадка яблочного сока от напряжения сжатия.

3.3 Определение сопротивления фильтровальной перегородки.

3.4 Экспериментальное исследование процесса фильтрования яблочного сока.

3.5 Экспериментальное исследование процесса фильтрации на модельном фильтре с намывным слоем вспомогательного вещества.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ФИЛЬТРАЦИИ ЯБЛОЧНОГО СОКА И ЕЕ ВНЕДРЕНИЕ.

ВЫВОДЫ.

Специфика развития отрасли консервной промышленности, производящей фруктовые соки, в том числе яблочный сок, заключается в том, что в соответствии с потребностями рынка обеспечиваются высокое качество и длительные сроки хранения, в течение которых не должны изменяться потребительские свойства, в частности, недопустимо образование в соках осадка. В этой связи увеличивается производство яблочного сока высшего сорта, изготовленного из культурных сортов. Последний должен быть прозрачным, без осадка. Это обеспечивается расширением внедрения процессов осветления соков фильтрованием. При фильтрации соков образуются сжимаемые осадки, что затрудняет получение сока высокого качества при обычной фильтрации в одну стадию. На второй стадии часто применяют дорогостоящий фильтр-картон. Более перспективным является использование вспомогательных веществ (ФВВ).

Теория сжимаемых осадков не учитывает изменения свойств осадка по высоте его слоя, а широкий ассортимент яблочных соков с разными свойствами затрудняет непосредственное применение теории и требует адаптации на модельных фильтрах, т. е. использования совмещенных методов математического и физического моделирования. В этой связи актуальным является дальнейшее развитие математических моделей процессов фильтрования с образованием сжимаемых осадков и с использованием вспомогательных веществ, создание средств их адаптации к изменяющимся свойствам сока по данным модельного эксперимента и разработка методики проектного расчета системы фильтрации.

Диссертационная работа выполнялась в рамках федеральной научно-технической программы Минобразования РФ «Разработка теории фазового равновесия в системах «жидкость - капиллярно-пористое тело», типичных для пищевого возобновляемого сырья» (№ гос. регистрации 01200103156).

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состоит в разработке математических моделей фильтрования с образованием сжимаемых осадков и фильтрования с использованием вспомогательных веществ, методики проектного расчета фильтрования, а также в совершенствовании системы фильтрования яблочного сока.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. экспериментальное определение и описание зависимости пористости осадка яблочного сока от напряжения сжатия;

2. определение соотношения между пористостью осадка и его удельным сопротивлением;

3. вывод зависимости удельного сопротивления осадка от концентрации вспомогательного вещества и примеси;

4. развитие теории фильтрации через намывной слой вспомогательного вещества и разработка математической модели процесса;

5. анализ процесса фильтрования яблочного сока с образованием сжимаемого осадка и разработка его математической модели;

6. разработка методики экспериментального определения удельного объема осадка при нулевом перепаде давления;

7. разработка методики совмещенного математического и физического моделирования процесса фильтрования и средств адаптации математической модели к изменяющимся свойствам сока;

8. совершенствование системы фильтрования яблочного сока.

Научная новизна работы заключается в том, что

- разработана математическая модель процесса фильтрования яблочного сока с образованием сжимаемых осадков, учитывающая изменение их свойств;

- разработана математическая модель фильтрования через намывной слой вспомогательных веществ, использующая адсорбционный механизм осветления;

- разработана методика совмещенного физического и математического моделирования процесса фильтрования для решения проектных и производственных задач в условиях изменяющихся параметров и свойств осадков, получаемых из яблочных соков.

Достоверность и надежность результатов подтверждается проверкой теории по собственным экспериментальным данным. Конкретные технологические режимы предложено определять путем сочетания методов модельного (физического) и математического моделирования.

Практическая значимость работы заключается в том, что усовершенствован процесс фильтрации яблочного сока; определены параметры и свойства осадка яблочного сока, необходимые для моделирования процессов его фильтрования; на основе эксперимента по фильтрации яблочного сока подтверждена достоверность модели фильтрации; выполнен проектный расчет системы фильтрования для линии производительностью 3 м /ч по яблочному соку.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной конференции молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиям. Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии» (г. Тверь, 2002 г.); на международной научно-практической конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (г. Краснодар, 2002 г.); на четвертой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука - XXI веку» (г. Майкоп, 2003 г.); на международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Воронеж, 2003 г.), на IV международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ /138 - 146/.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 126 страницах, содержит 25 рисунков и 24 таблицы.

1. Разработана математическая модель процесса фильтрования соков с образованием сжимаемых осадков, свойства которых изменяются по высоте слоя.2. Разработана математическая модель фильтрования через намывной слой вспомо гательных веществ, использующая адсорбционный механизм осветления.3. Разработана методика совмещенного физического и математического моделирова ния процесса фильтрования для решения проектных и производственных задач в условиях изменяющихся параметров и свойств осадков, получаемых из яблочных >^ соков.4. На основе совмещенных методов математического и физического моделирования созданы экспериментальные и программные средства адаптации системы фильт рования к изменяющимся свойствам яблочного сока.5. Доказано, что при сжатии осадка его удельное сопротивление обратно пропорцио нально пористости осадка в квадрате.6. Получено выражение связи пористости осадка с напряжением сжатия. Разработано математическое обеспечение обоснования режимов фильтрования сока.m 7. Показано, ^гто слои осадка сжаты по высоте не одинаково, напряжение сжатия воз растает в зависимости от высоты слоя в направлении движения фильтрата. Разра ботана методика расчета напряжения сжатия осадка в любом поперечном сечении

8. Модель фильтрации в слое сжимаемого осадка проверена на основе эксперимента по фильтрации яблочного сока.9. Разработаны рекомендации по режимам процессов фильтрации в две стадии: на фильтр-прессе с бельтингом и на фильтре с намывным слоем вспомогательного \Ч вещества.10. Разработана методика проектного расчета системы фильтрации яблочного сока и выполнен проектный расчет фильтров для линии производительностью 3 м /ч яб лочного сока.

1. Абарышев В.М. Современные способы фильтрования пива.-М.: ЦНИИТЭИпи- щепром, 1971.

2. Абарышев В.М. Исследование процесса фильтрования пива через намывной слой диатомита / Ферментная и спиртовая промышленность, 1972.-№ 7.-С.40-43.

3. Абарышев В.М., Паничева Н.П. Влияние концентрации диатомита в пиве на скорость фильтрования. ЦНИИТЭИпищепром.-Пивоваренная и безалкогольная промышленность, 1972.-№ 2.

4. Абарышев В.М. Сборник «Достижения в технологии солода и пива».-М.: Пищевая промышленность, 1980.

5. Абарышев В.М. Фильтрование пива // Пивоваренная и безалкогольная промыш- ленность.-М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1984.

6. Абарышев В.М. Теоретические и практические аспекты фильтрования пива // Фермегггная и спиртовая промышленность, 1985.-№ 1.-С. 13-15.

7. Абарышев В.М. Некоторые особенности расчета намывных фильтров для пива // Ферментная и спиртовая промышленность, 1985.-№ 5.- 9-10.

8. Абарышев В.М., Афанасьев В.К. Новые фильтрующие материалы для пиво- безалкогольной промышленности // Фepмe^ггнaя и спиртовая промышленность, 1987.-№2.-С.16-18.

9. Абрамов В.П., Зарецкий Б.Ф., Сороцкин И.М. О решении уравнения фильтрования с учетом сжимаемости осадка и фильтровальной перегородки: Тр. НИИ-химмаша.-М.: 1975. Вып. 70.-C.24.

10. Абрамов И.Д., Малеев Г.И., Яценко В.И. Установка для отделения соков и ви- номатериалов от дрожжевых и гущевых осадков.-Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии, 1978.-№ 4.-С.ЗЗ-35.

11. Авакянц СП., Бойцова В.И. Удаление микровзвесей вина с помощью титанового фильтра // Виноделие и виноградарство СССР, 1982.-№ 4.-С. 28-29.

12. Авакянц СП., Балинов О.В. Новые способы и современное оборудование для фильтрования виноматериалов с применением вспомогательных веществ М.: Аг-роНИИТЭИПП, 1990, Серия 15. Винодельческая промышленность, обзорная информация, выпуск 2.-28 с.

13. Аграноник Р.Я. Выбор оптимального давления процесса фильтрования // ТОХТ, 1982.-ТОМ XVI.-№ 4..С.519-523.

14. Азаров Б.М., Назаров Н.И. Реология пищевых масс.-М.: МТИПП, 1970.-89 с.

15. Аношин И.М., Мержаниан А.А. Физические процессы виноделия.-М.: Пищевая пром-сть, 1976.-375 с.

16. Ахмедов А.П. Изменение дисперсности осадка яблочного сока при фильтровании //Пищевая промышленность, 1981.-№7.-С. 31.

17. Барсегова Л.С., Портнова Р.Д., Храмеева Н.П. Параметры фильтрования вин при постоянной скорости фильтрата // Техника и технология, ПП, 1990.-№ 9.-С.33-34.

18. Бежошидзе И.З., Гоциридзе Д.М. Аппараты для ультрафильтрации соков // Пищевая промышленность, 1991.-№ 1.-С. 52.

19. Белкин А.Г. Фильтрация суспензий // ЖПХ, 1946.-№ 7, № 8.

20. Бобко М.М., Таран Н.Г., Фан-Юнг А.Ф. Фильтрование виноградного сока через слой таманских бентонитовых глин // Известия вузов. Пищевая технология, 1970.-№ 6.-С. 69-70.

21. Борисоглебский Б.Н., Кобяшова Т.В., Гришина Л.С. Фильтры для жидкостей: Каталог-справочник.-М.: НИИхиммаш, 1965.-Ч. 1-92 с ; Ч. 11-351 с.

22. Брега В.Д., Коган Р.С., Йорга Е.В. Исследование цвета яблочного сока, осветленного методом ультрафильтрации // Садоводство и виноградарство Молдавии, 1989.-№10.-С. 27-29.

23. Брук О.Л. Графический метод расчета многоступенчатой фильтрационной промывки осадков//ТОХТ, 197О.-Вып.4.-С.540-547.

24. Брук О.Л. Фильтрование угольных суспензий.-М.: Недра, 1978.

25. Брук О.Л. Вопросы теории и расчета процессов промышленного фильтрования суспензий с образованием сильно сжимаемых осадков // ТОХТ, 1989.-Том XXIII.-№ 4.-С.495-498.

26. Брук О.Л. К расчету параметров процессов промышленного фильтрования // ТОХТ, 1992.-Т0М 26.-№ 6.-С.867-871.

27. Бурачевский И.И., Ракова Н.В., Хлапова А.Р. Фильтрация ликсро-наливочных изделий через фильтр-картон с намывным слоем из диатомита и асбеста // Ферментная и спиртовая промышленность, 1971.-№ З.-С. 9-12.

28. Валуйко Г.Г., Зинченко В.И., Мезухла Н.А. Стабилизация виноградных вин /Под общей ред. Г.Г. Валуйко.-М.: Агропромиздат, 1987.

29. Валуйко Г.Г., Калдаре И.Г. Процессы осветления в винодельческой и консервной промышленности - реальность и перспективы.-М.: АгроНИИТЭИПП, 1991, Серия 15. Винодельческая промышленность, обзорная информация, выпуск 4.-40 с.

30. Веницианов Е.В., Сенявин М.М. Методы количественного описания и расчета фильтрационного осветления суспензий // ТОХТ, 1980.-Т. XIV.-№ З.-С. 405-417.

31. Виноградов В.А. и др. Сетчатые фильтры для очистки сусла от взвесей.- М.: 1989.-21 с- / Пищевая промышленность. Обзорная информация /ВНИИТЭИАгропром: АгроНИИТЭИПП. Сер. 15. Винодельческая промышленность: Вып. 2 ИССИ 0208-36121.

32. Воробьев Е.И., Федоткин И.М. О фильтровании пищевых суспензий со сжимаемыми осадками // Ред. ж. «Изв. вузов СССР. Пищ. технол.». Краснодар, 1982. 12 с , ил. Библиогр. 8 назв. (Рукопись дсп. в ЦНИИТИпищепроме 27 апр. 1983 г.; №

33. Воробьев Е.И. Модель процесса фильтрования суспензий со сжимаемыми осадками // ТОХТ, 1983.-Т0М XVII.-№ 2.-С.247-253.

34. Воробьев Е.И., Федоткин И.М.//ЖПХ, 1987.-Т.60.-№4.-С.793-797.

35. Воробьев Е.И., Шинкарик М.Н. Математическая модель разделения жидкой и твердой фаз спкиманием //ЖПХ, 1988.-Т.22.-№ 2.-С.226.

36. Воробьев Е.И. Модель динамики процесса фильтрования с учетом перераспределения давлений между сжимаемыми осадком и фильтровальной перегородкой // ТОХТ, 1992.-Т0М 26.-№ З.-С. 397-405.

37. Воробьев Е.И. Особенности расчета процесса вакуум-фильтрования с образованием сжимаемого осадка на сжимаемой фильтровальной перегородке // Журнал прикладной химии, 1992.-Т.65.-Вып.2.-С.346-351.

38. Гайворонская З.И. Применение диатомитов для фильтрации виноградных вин и соков.-Симферополь: Крым, 1965.-31 с.

39. Гуськов К.П., Мачихин Ю.А., Мачихин А., Лунин Л.Н. Реология пищевых масс.-М.: Пищевая пром-сть, 1970.-208 с.

40. Гриченко А.А. Уравнения фильтрования с учетом перераспределения давлений между сжимаемым осадком и фильтровальной перегородкой // Теор. основы хим. технол., 1975.-Т.1Х.-№4.-С.627-630.

41. Гриченко А.А. Оптимизация промышленных процессов фильтрования суспензий. Автореф. докт. дисс. Новополоцк, 1979.-40 с.

42. Дьери И.И. Уплотнение и обезвоживание хлопьевидных осадков // ТОХТ, 1971.- ВЫП.5.-С.451. ^ 46. Дьери И.И., Пмошкин А., Романков П.Г. К теории центробежной фильтрации //ТОХТ, 1971.-Вып. 1.-С. 102-107.

43. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты.-М.: Химия, 1995.-Ч. 1.-400 с.

44. Ельшин А.И. Сжимаемость осадка при промежуточном виде фильтрования // Известия вузов. Пищевая технология, 1986.-№ 4.-С.111-113.

45. Жданович Г.А., Герасимов Ю.К., Ковас В.К. Фильтры для винодельческой про- щ^, мышленности.-М.: Пищевая пром-сть, 1977.-33 с.

46. Жужиков В.А. Фильтрование.-М.: Химия, 1968.

47. Жуков А.В., Арбитман СП., Федотов Н.М. Фильтровальный перлитовый порошок и его применение в сахарной промышленности.-М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1969.

48. Зайчик Ц.Ф. Технологическое оборудование винодельческих предприятий.-М.: Агропромиздат, 1988.-351 с. • 102

49. Зеленская М.И. Использование инзенских кизельгуров для фильтрации яблочного сока // Пищевая промышленность, 1992.-№ 4.-С.5.

50. Зигель В. Фильтрация: Пер. с нем. / Под ред. А.В. Воронцова.-М.: ГОНТИ, 1939.- 171с.

51. Зинченко В.И., Карелина Л.Т. Повышение эффективности фильтрации вин // Виноделие и виноградарство СССР, 1980.-№ З.-С. 19-23.

52. Зинченко В.И., Таран В.А. Практика применения фильтровальных порошков // Виноделие и виноградарство СССР, 1985.-№ 5.-С. 34-35.

53. Зинченко В.И., Таран В.А., Курбанов Н.А. Регулирование степени осветления виноматериалов при использовании фильтровальных порошков // Современные методы регулирования технологических процессов виноделия.-М.: Агропромиз-дат, 1986.

54. Идельчик И.Е. Формулы расчета раздачи потока вдоль контактных фильтрующих и других аппаратов и коллекторов z-образной формы // ТОХТ, 1970.-Вып.2.-С.253-260.

55. Каглер М., Воборский Я. Фильтрование пива.-М.: 1986.

56. Карелина Л.Т., Аваков Э.Г., Остроухова А.Н. и др.Об оценке асбестсодержа- щих и безасбестовых фильтровальных пластин // Виноделие и виноградарство СССР, 1985.-№6.-С. 35-37.

57. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.: Химия, 1971.-784 с.

58. Кирш А.А. Влияние внешнего электрического поля на осаждение частиц в волокнистом фильтре // ТОХТ, 1971.-Том V.-№ 4.-С.760-763.

59. Кондратов Г.А., Кондрашова Р.Г. Микро- и ультрафильтрация фруктовых соков // Известия вузов. Пищевая технология, 1996.-№ 1-2.-С. 42-43.

60. Красовицкая К.А., Ермолаев М.И., Идельчик И.Е., Пустыльник Е.И. Об использовании однофакторного дисперсионного анализа при изучении аэродииами-ческих характеристик металлокерамических фильтрующих элементов // ТОХТ, 1971.-ToM.V.-№ 1.-С.108-112.

61. Курганова Г.В., Нагайчук В.В., Кожанова Х.Г., Аваков Э.Г. Фильтр-картон улучшенного качества для фильтрования вин // Виноделие и виноградарство СССР, 1985.-№6.-С. 33-35.

62. Лазаренко Л.Н. Удаление железосодержащих примесей из вина электромагнитным фильтром // Садоводство и виноградарство Молдавии, 1984.-№ 7.-С, 50-52.

63. Лейчкис И.М., Аксельрод Л.С., Жужиков В.А. Исследование фильтрования с применением вспомогательных веществ // ТОХТ, 1972.-T.VI/-№ 2.-С.310-313.

64. Лейчкис И.М. Фильтрование с применением вспомогательных веществ. Киев, TEXHIKA, 1975-192 с.

65. Лейчкис И.М. Исследование механизма очистки жидкостей при фильтровании с применением вспомогательных веществ // ТОХТ, 1978.-T.XII.-№ 6.-С. 882-888.

66. Лейчкис И.М., Вентцель А.Д. Фильтрование с намывом тонкого слоя вспомогательного фильтрующего вещества // ТОХТ, 1987.-Т. ХХ11.-№ 6.-С. 832.

67. Максименко Я.И. Технология получения плодовых и ягодных соков, Пищепро- миздат, 1940.

68. Малиновская Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического син- теза.-М.: Химия, 1971.

69. Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С., Рейнфарт В.В. Разделение суспензий в химической промышленности.-М.: Химия, 1983.-264 с.

70. Мальский А. Н., Розенбаум Т.Я. Исследование работы фильтрпресса при фильтрации виноградного сока и вина через слой зеленой глины // Труды ОТИПиХП.-Т.У.-Вып.2, 1953.

71. Мальский А. Н., Розенбаум Т.Я., Фанг-Юнг А.Ф. Использование зеленой гли- ущ, ны при фильтрации виноградного сока // Виноделие и виноградарство СССР, 1954.-№1.

72. Масликов В.А. Технологическое оборудование производства растительных масел.-М.: Пищевая пром-сть, 1974.-440 с.

73. Мачихин Ю.А., Мачихин А. Инженерная реология пищевых материалов.-М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981.-216 с. # {Щ ноделии.-М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1975.-20 с.

74. Мелитц А. Производство натуральных соков, Пищепромиздат, 1939.

75. Мошинский А.И. О фильтровании суспензий с образованием сжимаемого осадка //Журн. прикл. химии, 1986.-Т. 59.-№ 7.-С. 1520.

76. Мустяцэ Г.Ф., Кальян Б.Н., Китий Ф.Д. Влияние ультрафильтрации на содержание и фракционный состав белков в винах // Садоводство виноградарство и виноделии Молдавии, 1983.-№ 11.-С. 35-37.

77. Навроцкая М.А. Исследование технологической эффективности и разработка состава фильтрующих материалов для виноградных вин. Автореф.... канд. техн. на-ук.-Краснодар, КПИ, 1975.-26 с.

78. Николаевский В.Н. Механика пористых сред.-М.: Недра, 1984.

79. Панасюк А.Л., Карелина Л.Т., Канарский А.В. Новые марки фильтровального картона//Виноград и вино России, 1995.-№3.-С. 14-15,

80. Пентковский М.В. Монография.-М.-Л.:Гостехиздат, 1949.-280 с.

81. Пономарев В.Д., Ни Л.П. Зависимость удельного сопротивления при фильтрации от диаметра частиц и пористости // Известия АН Казахской ССР, 1953.-№ 118.

82. Пономарев В.Д., Ни Л.П. К теории фильтрации // ЖПХ.-Т. XXV.-№ 7.-С.730-739.

83. Разуваев Н.И. Комплексная переработка вторичных продуктов виноделия.-М.: Пищевая промышленность, 1975.

84. Редько Ф.А. Теория фильтрации Г.М, Знаменского. Труды КТИППа, 1956.-№ 16.

85. Риберо-Гайон Ж., Пейно Э., Риберо-Гайон П., Сюрдо П. Теория и практика виноделия. Т.4. Осветление и стабилизация вин. Оборудование и аппаратура. Пер. с франц..-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-416 с.

86. Рогачев В.И., Балясная И.М. Изменение коллоидно-химических свойств виноградного сока при различных способах его осветления // Труды ВНИИКП.-Вып. III, Пищепромиздат, 1954.

87. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической тех- нологии.-Л.: Химия, 1974.-288 с.

88. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.-Л.: Химия, 1982.

89. Сабуров Н.В., Антонов М.В. Хранение и переработка плодов и овощей. Сельхоз- гиз, 1963.

90. Седякина Т.Н. Осветление вина ультрафильтрацией.-М.: Пищевая и перерабатывающая промыщленность: Обзорная информация / АгроНИИТЭИПП, ИССН 0208 3612, Сер. 15. Винодельческая промышленность; 1995.-Вып 2.-35 с.

91. Скриплев В.Е. Фильтрующие порошки и их использование в сахарном производ- стве.-М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1963.-48 с.

92. Соколов В.И., Семенов Е.В., Белов В.П. К методике расчета «обратного отжима» сжимаемого осадка // 1977.-№ 4.-С.801-805.

93. Сорока А.А., Скриплев В.Е. Фильтровальные порошки и их применение в сахарной промышленности, 1975.-40 с. (ЦНИИТЭИПИЩЕПРОМ). Обзорная информация.

94. Сорокин П.Г. Хранение и переработка плодов и овощей. ОГИЗ, Сельхозгиз, 1947.

95. Стабников В.Н., Попов В.Д., Лысянский В.М., Редько Ф.А. Процессы и аппараты пищевых производств.-М.: Пищевая пром-сть, 1976.-663 с.

96. Тресслер Д., Джослин М. Химия и технология плодоягодных и овощных соков. Пищепромиздат, 1957.

97. Троян З.А. Применение ультрафильтрации для осветления яблочного сока // Пищевая промышленность, 1986.-№ 11.-С. 38.

98. Троян З.А., Корастилева Н.Н., Юрченко Н.В. Проницаемость и селективность микро- и ультрафильтрационных мембран при осветлении яблочного сока // Хранение и переработка с/х сырья, 1998.-№ 12.-С. 26-27.

99. Троян З.А., Корастилева Н.Н., Юрченко Н.В. Стабильность осветленного ультрафильтрацией яблочного сока при длительном хранении // Хранение и переработка с/х сырья, 1998.-Х2 П.-С. 8.

100. Троян З.А. Русанова Л.А., Юрченко Н.В. Влияние ультрафильтрации на микробиологические показатели яблочного сока // Хранение и переработка с/х сырья, 1998.-№ Ю.-С. 18-19.

101. Тябин Н.В., Балашов В.А., Кондакова Л.А. Дискретная модель фильтрации вязкой жидкости // Теоретич. основы химич. технологии, 1977.-Т. Х1.-№ 2.-С.258-264. V»'

102. Фан-Юнг А.Ф. О фильтрации плодовых соков и вин // Виноделие и виноградарство СССР, 1944.-№3.

103. Фан-Юнг А.Ф. Фильтрация плодовых и ягодных соков. Обмен опытом в области консервного производства СССР и стран народной демократии. Сб. 1, ГОС-ИНТИ, 1959.

104. Фан-Юнг А.Ф. Осветление и фильтрование плодовых соков.-М.: Пищевая промышленность, 1967.

105. Фан-Юнг А.Ф., Нгуен Ван Тхоа Сопротивление при фильтровании виноградного сока // Известия вузов. Пищевая технология, 1970.-№ 1.-С. 150-152.

106. Фан-Юнг А.Ф., Нгуен Ван Тхоа Изменение химического состава виноградного сока при фильтровании // Известия вузов. Пищевая технология, 1971.-№ 2.-С.173-175.

107. Фан-Юнг А.Ф., Ахметов А.А. Закономерности фильтрования неосветленных плодовых соков//Известия вузов. Пищевая технология, 1982.-№3.-С.131-132.

108. Федоров А.А., Ларионов А.И., Ушаков В.А. Пористые фильтрующие мате- риалы.-М.: НИИТЭхим, 1984.-61 с.

109. Федорович А.Г. Подбор фильтрующих сред и перегородок для фильтрации плодово-ягодных соков и вин.-М.: ГОСИНТИ, 1959.-15 с.

110. Федоткин И.М., Воробьев Е.И. Задача Стефана в фильтровании с учетом сжимаемости осадка и ускорения жидкой фазы // ТОХТ, 1982.-Том XVI.-№ 1.-С.70-77.

111. Фильтры для жидкостей. Каталог-справочник.-ЦИНТИхимнефтемаш, 1965.- Ч.1,11.-С. 244-310.

112. Фомичев В.И., Борисоглебский Б.Н. Особенности расчета процесса нанесения намывного слоя в промышленном фильтре под давлением с нижним отводом фильтрата // Химическое и нефтяное машиностроение, 1977.-№ 3.-С.14-15.

113. Фомичев В.И., Борисоглебский Б.Н. О расчете процесса нанесения намывного слоя из сжимаемого осадка на листовых фильтрах // Химическое и нефтяное машиностроение, 1978.-№ 7.-С.12-15.

114. Хатиашвили Т.Ш. О фильтровании яблочного сока // Известия вузов. Пищевая технология, 1971.-№4.-С.159-160.

115. Чагаровский А.П., Гришин М.А., Лысогор Т.А., Павлюков Л.А. Ультрафильтрационное осветление яблочного и виноградного соков // Известия вузов. Пищевая промышленность, 1988.-№4.-С.92-96.

116. Шарафутдинов В.Ф., Марченко Г.Н., Ильясов К.И. Расчет процесса разделения суспензии с учетом сжимаемости осадка //ТОХТ, 1990.-Том 24.-№ 3.-С.419-423.

117. Шилов А.В., Диордик В.В., Кушнирюк В.В. Влияние температуры на производительность трубчатых ультрафильтров при осветлении виноградного сока // Садоводство и виноградарство Молдавии, 1988.-№ 9.-С. 45-47.

118. Эрдели Б.В. Производство фруктово-ягодных соков и концентратов в США. Пищепромиздат, 1940.

119. Юрченко Б.Д. Закономерности прессования различных материалов // Порошковая металлургия, 1963.-№ 6.-С.З-5.

120. Brennan, J.G., Butters, J.R., Cowell, N.D., and Lilly, A. E. V. 1976. «Food Engineering Operations», 2"*^ Ed. Appl. Sci. Publ., London.

121. Perry, R.H., and Chilton, C.H. 1973. «Chemical Engineers' Handbook,» 5th Ed. McGraw-Hill, New York.

122. Schenk Filterbau G m b H , Schwa bisch. Gmu nd, BRD: Firemni literature, 1974, 1977.

123. Schenk Filterbau G m b H , Kreuznach, BRD: Firemni literature, 1975.

124. Tiller P.M., Cooper H.R. The roleof porosity in filtration. IV. Constant pressure filtration // AIChE Journal. 1960. V.6. No. 4. P. 595.

125. Troost, G.: Technologic des Weines. Verlag E. Ulmer, Stuttgart, 1972.

126. Wilke, H.: Entkeimungsfiltration, Verfahren stechnisches Laboratorium der Seitz - Werke, В 70283,1975. >•

127. Ruth В. Studies in Filtration // Industrial and Engineering Chemistry, 1935, 27; 1946, 38, №6.

128. Ruth B, Montillon G., Montonna R. Studies in Filtration // Industrial and Engineering Chemistry, 1933, № 25.

129. Sperry D. Analyses of Filtration data // Industrial and Engineering Chemistry, 1944, April.

130. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов Е.Н. Фильтрация яблочного сока с применением вспомогательного вещества // Журнал РАЕ «Успехи современного естествознания», 2003.-№ 7.-С.62.

131. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов Е.Н. Соотношение между пористостью сжимаемого осадка и его удельным сопротивлением в процессе фильтрования // Известия вузов. Пищевая технология.-2003.-№ 2-3.-С.82-85. I » •^»

132. Малышев Д.В., Короткова Т.Г., Константинов Е.Н. Процесс окончательной очистки сока на намывном слое вспомогательного вещества при постоянной скорости фильтрования // Известия вузов. Пищевая технология.-2003.-№ 4.-С.70-72.