автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Ультрафильтрационное разделение творожной сыворотки на аппаратах трубчатого типа

Скороходов Алексей Геннадьевич

УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ НА АППАРАТАХ ТРУБЧАТОГО ТИПА

Специальность05.18.04-Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств Специальность 05.18.12 -Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ОКТ 2009

Ставрополь - 2009

003479037

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Северо-Кавказский государственный технический университет» (ГОУ ВПО «СевКавГТУ»)

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Евдокимов Иван Алексеевич доктор технических наук, профессор Бабенышев Сергей Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бредихин Сергей Алексеевич

Защита состоится 30 октября 2009 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» по адресу: 355028 г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2, ауд. 308 К.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университета.

доктор технических наук, профессор Садовой Владимир Всеволодович

Ведущая организация: ОАО НИИ «Мир - Продмаш»

Автореферат разослан <_> сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

В. И. Шипулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Гармоничное развитие человеческого сообщества и отдельных государств, в конечном счете, связано с решением следующих основных внутренних проблем: обеспечение населения полноценными продуктами питания и водой, поддержание баланса между безопасностью проживания и сохранением окружающей среды. Постоянный прирост народонаселения обуславливает необходимость организации рационального использования природных ресурсов. Но по данным мировой статистики в настоящее время только 7-12% исходного сырья преобразуется в конечный продукт, а остальное на разных стадиях производства и потребления переходит в так называемые отходы. С точки зрения современной науки молочная сыворотка представляет собой вторичные сырьевые ресурсы, глубокая переработка которых на основе мембранной технологии может значительно повысить выход готовой продукции и, соответственно, снизить долю выбросов в окружающую среду.

Комплексному использованию сыворотки для производства молочного сахара, белковых концентратов и других ценных продуктов посвящены труды известных ученых: А.Г. Храмцова, П.Г. Нестеренко, И.А. Евдокимова, В.Е. Жидкова, С.А. Рябцевой, C.B. Василисина и многих других.

Курс правительства на развитие социальной сферы, повышение уровня общего образования людей привели к тому, что в настоящее время значительная часть населения нашей страны отдает предпочтение здоровому образу жизни и рациональному питанию, что косвенно подтверждается ростом потребления кисломолочных продуктов. Но одним из негативных последствий мирового экономического кризиса является удорожание молочного сырья, а если учесть, что в сыворотку переходит более 50 % сухих веществ, то вопрос глубокой ее переработки на основе мембранной технологии становится особенно актуальным.

Целью диссертационной работы является разработка технологии и процесса ультрафильтрационного разделения творожной сыворотки и реко-

мендаций по использованию ретентата и пермеата.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить физико-химические характеристики творожной сыворотки, как объекта ультрафильтрации на керамических мембранах трубчатого типа.

2. Определить влияние основных факторов (давление АР, скорость потока V, температура / и продолжительность процесса т) на проницаемость Q и селективность х керамических мембран трубчатого типа при ультрафильтрации творожной сыворотки.

3. Разработать конструкцию, изготовить полупромышленную ультрафильтрационную установку и провести экспериментальное исследование процесса ультрафильтрации творожной сыворотки.

4. Получить расчетные зависимости, описывающие процесс ультрафильтрации творожной сыворотки через керамические мембраны трубчатого типа.

5. Разработать способ повышения эффективности процесса ультрафильтрации творожной сыворотки через керамические мембраны трубчатого типа и определить рациональные режимы проведения процесса.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию технологического процесса переработки творожной сыворотки на основе применения ультрафильтрационных установок с керамическими мембранами трубчатого типа.

7. Разработать технологию переработки творожной сыворотки с применением процесса ее ультрафильтрации на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа.

8. Определить перспективные направления использования ретентата и пермеата творожной сыворотки.

Научная новизна

Научно обоснована целесообразность ультрафильтрации творожной сыворотки через керамические мембраны трубчатого типа. Получена математическая модель, адекватно описывающая зависимости проницаемости и селективности керамических мембран трубчатого типа от основных параметров

процесса при ультрафильтрации творожной сыворотки. Предложена методика определения эффективности работы ультрафильтрационного аппарата. Обоснованы основные пути глубокой переработки творожной сыворотки путем поэтапной стандартизации сырья. Разработаны организационные принципы технологии комплексной переработки творожной сыворотки с применением ее ультрафильтрационного разделения на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа. Практическая значимость По результатам проведенных исследований:

- обоснован выбор типа мембран для разделения творожной сыворотки;

- определены оптимальные параметры ультрафильтрации творожной сыворотки на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа;

- разработан способ повышения эффективности процесса ультрафильтрации творожной сыворотки через керамические мембраны трубчатого типа и определены рациональные режимы проведения процесса;

- разработан метод инженерного расчета эффективности работы ультафильт-рационного аппарата с керамическими мембранами трубчатого типа;

- разработаны технология и техническая документация на ТУ 9229-00200437062-2008 «Сыворотка молочная «Экстра», заключающаяся в ее поэтапной стандартизации. Опытно-промышленная апробация технологии осуществлена на ОАО Молочный комбинат «Ставропольский» и НПП ООО «БЕРТА» (Ставропольский край).

- определены основные направления использования ретентата и пермеата творожной сыворотки для производства готовой продукции.

Новизна технических решений представлена в патенте РФ № 2332252.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Ионный транспорт в органических и неорганических мембранах» (г. Краснодар, 2009); на научно-технических конференциях СтГАУ: Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники», Сборник материалов

68-69 - ой научно-практической конференции; Современные вопросы механизации и электрификации сельского хозяйства; Молодые аграрии Ставрополья; Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК (г. Ставрополь, 2003-2008). Материалы диссертации используются в учебном процессе подготовки специалистов факультета прикладной биотехнологии СевКавГТУ.

Автором получен диплом VI Московского международного салона инноваций и инвестиций «Международный фонд биотехнологий им. Академика И.Н. Блохиной» в 2006 г.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 10 публикациях, включающих 2 издания, рекомендованных ВАК РФ, а также в 1 патенте РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и приложений. Так же включает в себя аналитический обзор, методическую часть, анализ результатов собственных исследований, выводов и списка использованных литературных источников. Основной текст изложен на 140 страницах, содержит 9 таблиц и 35 рисунков. Список литературы насчитывает 137 наименований, в том числе 11 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность переработки творожной сыворотки и представлены основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 проведен анализ существующих методов разделения творожной сыворотки. Обоснована целесообразность ее переработки с применением ультрафильтрации. Рассмотрены основные способы интенсификации этого процесса. Проанализированы технологические аспекты переработки творожной сыворотки, акцентировано внимание на необходимости сохранения нативных свойств сывороточных белков, составляющих основу ретента-та. На основании анализа состояния проблемы определены научно-технические предпосылки для разработки технологии творожной сыворотки

на основе ее ультрафильтрационного разделения, сформулированы цель и задачи исследований.

В главе 2 представлены разработка, методология и выбор методик проведения исследований. Основная часть экспериментальной работы выполнена в международной научно-исследовательской лаборатории «Электро - и баромембранные технологии», в лабораториях кафедры «Прикладная биотехнология» СевКавГТУ, экспериментальном цехе факультета биотехнологии пищевых продуктов СевКавГТУ, в цехе творожных изделий ОАО «МКС Ставропольский» (г. Ставрополь), НПП ООО «БЕРТА» (г. Ставрополь).

Объектом исследований являлись образцы творожной сыворотки, отбор которых осуществлялся непосредственно в ходе производственного процесса в цехе творожных изделий ОАО «МК Ставропольский». Предметами исследований были определены процесс ультрафильтрационного разделения творожной сыворотки на керамических мембранах трубчатого типа и ее технология, осуществляемая с применением ультрафильтрации. В соответствии с планом исследований было подобрано стандартное лабораторное оборудование и изготовлен полупромышленный образец ультрафильтрационной установки трубчатого типа. Общая схема проведения исследований показана на

рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема проведения исследований.

На основе анализа литературных данных и результатов собственных предварительных экспериментальных исследований было установлено, что для ультрафильтрации творожной сыворотки целесообразно использовать керамические мембраны трубчатого типа отечественного и импортного производства марок «ATECH» и «TRUMEM».

Обработка на ЭВМ полученных экспериментальных данных с использованием стандартных приложений прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 6.0, позволила получить математическую модель процесса в виде уравнений регрессии, адекватно описывающих зависимость проницаемости и селективности мембран при ультрафильтрации творожной сыворотки от основных параметров процесса. Оптимальные, в физических величинах, значения проницаемости и селективности мембран при ультрафильтрации творожной сыворотки определяли по общепринятой методике на основе анализа сечений поверхностей отклика выходного параметра при фиксированных значениях варьируемых факторов.

Глава 3 содержит исследования основных закономерностей процесса ультрафильтрации творожной сыворотки. Отсутствие в настоящее время единой общепринятой теории, позволяющей аналитическим путем рассчитывать проницаемость и селективность мембран обуславливает существование различных подходов к разработке математических моделей процесса. Однако их адекватность, с той или иной степенью достоверности подтверждается только совокупностью экспериментальных данных. Использование ПЭВМ, как инструмента научных исследований для обработки результатов экспериментов методами математической статистики, дает возможность решать практические инженерные задачи разработки процесса ультрафильтрации в любых частных случаях методом эмпирических корреляций. Метод основан на получении необходимых расчетных зависимостей в форме уравнений регрессии вида:

Q=f(Ap,V)^ и %=f(Ap,V)w Применение метода эмпирических корреляций для получения расчетных

зависимостей при разработке процесса ультрафильтрации творожной сыворотки имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с традиционными теоретическими. Во-первых, использование вычислительных возможностей современных компьютеров позволяет быстро и точно обрабатывать результаты эксперимента. Во-вторых, накопление базы данных о закономерностях процесса для частных случаев позволит путем их обобщения перейти на новый уровень научных исследований - разработку общих положений теории процесса ультрафильтрации различных жидких высокомолекулярных систем. В соответствии с этой методологией проведены исследования по определению зависимости проницаемости 2 и селективности / трубчатых керамических мембран при ультрафильтрации творожной сыворотки от основных параметров процесса: его длительности г, величины рабочего давления Ар, скорости циркуляции V в канале аппарата, температуры / разделяемой системы и содержания в ней сухих веществ С. Соответствующие зависимости представлены на рисунках 2-6.

(о- «АТЕСН-1» и Д-«Т1ШМЕМ») от длительности г процесса ультрафильтрации творожной сыворотки (¿=23-25"С, /)р=0,35-0,36МПа, У= 2,8-3,Ом/с, С=12-12,5%).

ОЩ)

тьт. майраны: о-«АИСН-1», Д-ЛШ1ЕМ»

■э'о.оошчозэз^зт-10,571 о-'.ппс,

-V

Ч

'ч. 4,

/ 1?=0.0007('-0,071г+2,95141-12,348 !?'=0.9507

ъ

V | | 1 | 1 1 1

5 10 15 20 25 30 35 40 <5 50 !с

5 10 15 20 25 33 35 40 45 50 1,°С

Рисунок 3 - Зависимость проницаемости и селективности мембран (о- «АТЕСН-1» и Д-«ТЯиМЕМ») от температуры I процесса ультрафильтрации творожной сыворотки (Лр=0,35-0,36МПа, у= 2,8-3,Ом/с, С=12-12,5%).

Рисунок 4 - Зависимость проницаемости и селективности мембран (о- «АТЕСН-1» и Д-«Т1ШМЕМ») от величины рабочего давления Ар при ультрафильтрации творожной сыворотки (/=23-25°С, К=2,8-3,Ом/с, С=12-12,5%).

Рисунок 5 - Зависимость проницаемости и селективности мембран (о- «АТЕСН-1» и Д-«Т1ШМЕМ») от скорости Гциркуляции творожной сыворотки в канале аппарата (<=23-25°С, Лр=0,35-0,36МПа, С= 12-12,5%).

Рисунок 6 - Зависимость проницаемости и селективности мембран (о- «АТЕСН-1» и Д—«ТЯиМЕМ») от содержания сухих веществ в творожной сыворотке при ее ультрафильтрации (,ф=0,35-0,36МПа, У=2,8-3,Ом/с, < =10-12°С).

Из анализа представленных зависимостей установлено, что скорость

снижения проницаемости с!()/(1т обеих мембран в начальный период ультрафильтрации (1-1,5 часа) составляет около 8-10кг/м2час. Затем значение этого показателя устанавливается на среднем уровне 2-Зкг/м2час и после 7,5-8 часов работы аппарата приближается к нулю. Такой характер изменения параметра dQ/dz обусловлен тем, что в начале процесса на мембранной поверхности происходит активное адсорбционное взаимодействие в системе «белок-мембрана». В результате этого формируется слой так называемых «первичных» отложений. Причем он находится в состоянии близком к динамическому равновесию и дальнейшее увеличение его толщины и плотности происходит с меньшей интенсивностью. О чем косвенно свидетельствует монотонное снижение линии тренда графика функции ()=/(т). Это объясняется тем, что сложный физико-химический состав разделяемой системы обуславливает постепенное уплотнение отложений на мембране.

Принято считать, что фактором, ограничивающим возможность использования той или иной мембраны для ультрафильтрации творожной сыворотки, является ее селективность по белку. Заданный минимальный уровень этого параметра^- 96% при использовании мембраны «АТЕСН-1» достигается к концу четвертого часа от начала процесса, а для «Т1ШМЕМ» - на 40-50 минут раньше. При этом выход за верхнюю границу параметра /=98% отмечен для «ТЛЦМЕМ» через 6-6,5 часов эксплуатации, что указывает на необходимость мойки и регенерации мембраны. Для «АТЕСН-1» уровень параметра ^=98% зафиксирован только после 8-8,5 часов. Соответственно это значение селективности керамических мембран трубчатого типа было принято как предельное.

Так как в ретентате творожной сыворотки необходимо сохранить на-тивные свойства белков, то рабочий диапазон температуры I процесса ультрафильтрации творожной сыворотки необходимо ограничить верхним пределом /ТОН=50-52°С. Анализ полученных при этом количественных зависимостей показал, что скорость увеличения проницаемости ¿О/Л для обеих мембран в температурном диапазоне 10-15°С составляет в среднем около 1,3-

1,5(кг/м2час)/градус. Проницаемость мембран в данном температурном диапазоне удовлетворительная, а селективность достигает 96-98%. Следовательно, значение /=10-15°С можно принять как нижнее граничное. Аналогичным образом установлено и предельное содержание сухих веществ в ретентате С= 12-12,5%.

Так как все параметры процесса, кроме Ар и V имеют соответствующие ограничения, то при таких условиях максимальная проницаемость мембран будет определяться оптимальными значениями Ар и V Необходимо отметить, что циркуляционный поток разделяемой системы существенным образом препятствует формированию только слабо закрепленных, «вторичных» слоев белковых отложений на мембране и не может непосредственно воздействовать на «первичные». Рабочее давление, являясь движущей силой процесса, обеспечивает трансмембранный перенос и, соответственно, под его действием находится весь комплекс «слои отложений-мембрана». Вместе с тем, зависимости проницаемости и селективности мембран от основных рабочих параметров процесса носят нелинейный характер. Это дает косвенные основания предполагать, что при ультрафильтрации творожной сыворотки возможно проявление межфакторного взаимодействия Ар и V Соответственно основной задачей данного этапа исследований являлась разработка математической модели, описывающей взаимное влияние параметров Ар и V на проницаемость и селективность мембран при ультрафильтрации творожной сыворотки. Анализ получаемых при этом количественных зависимостей позволяет определить оптимальные значения рабочего давления Ар и скорости циркуляции К разделяемой системы в канале баромембранного аппарата. Для решения поставленной задачи был спланирован и проведен полный факторный эксперимент. В качестве целевых функций были приняты V) и Х=/2(Ар, V), а варьируемые параметры соответственно - величины рабочего давления Ар и скорость циркуляции V разделяемой системы. При проведении эксперимента в трехкратной повторности определяли проницаемость Q и селективность х мембран «АТЕСН-1». Результаты обрабатывали на ПЭВМ в

30 БигГасе РЫ (На^е^са 6,0) % = 103,01-30,24'&р-0,53 -У+34,7Лрг-1,48-Др-У+0,128\'2

стандартных приложениях с использованием сертифицированной программы ЗТа11511са 6.0. Соответствующие поверхности отклика и их сечения представлены на рисунках 7 и 8.

30 ЭигГасе РШ (ЗШгайсэ 8Д) О = -23.71+120.0873* Ар-ИО. 196'У-101,057«.Ар24,6567У-Ар-1 Да95Уд

Рисунок 7 - Зависимости проницаемости и селективности мембран «АТЕСН-1» от рабочего давления и скорости циркуляции творожной сыворотки в канале ультрафильтрационного аппарата.

Рисунок 8 - Сечения поверхностей отклика, выражающих зависимости проницаемости и селективности мембран «АТЕСН-1» от рабочего давления и скорости циркуляции сыворотки в канале ультрафильтрационного аппарата.

Анализ полученных зависимостей показывает, что при ультрафильтрации творожной сыворотки на проницаемость и селективность мембран в

сравнении со скоростью циркуляции, превалирующее влияние оказывает величина рабочего давления разделяемой системы в канале баромембранного аппарата. Это подтверждается и результатами анализа соответствующих сечений поверхностей отклика, представленных на рисунке 8. При ультрафильтрации творожной сыворотки оптимальное значение селективности, в пределах 96-98% может быть получено при Л/?=0,46-0,48МПа и У=3,0-3,3м/с.

Анализ литературных данных и результатов собственных экспериментальных исследований позволил выдвинуть гипотезу о возможности повышения эффективности процесса ультрафильтрации за счет снижения интенсивности адсорбционного взаимодействия в системе «белок-мембрана» путем модификации мембранной поверхности частицами молочного жира. Ультрафильтрацию творожной сыворотки проводили на мембранах «АТЕСН-1», предварительно обработанных по специальной методике. Результаты эксперимента представлены на рисунке 9.

0Ь (Ш ь 100 99 939? 85 95 94 93 92 91 90' т

мь 45 40' 35 30' 25' 201510' 50- 11111 ^■0,962

¿=0,9531 т " ¿\

1 V ¿у

С .V

^ I

// М012Г+М1/. 3,732 и-еда 7 Н^-ОДО/Ч1М+98;651

1 5 10 15 20 25 30 35 4С 45 1,С —1—1—1—1—1—!—1— 5 10 15 23 25 30 35 4 0 4 5 (с

Рисунок 9 - Зависимости проницаемости и селективности мембран (о- «АТЕСН-1» и Д-«АТЕСН-1» модифицированной) от температуры / процесса ультрафильтрации творожной сыворотки (¿1р=0,46-0,48МПа и К=3,0-3,3м/с, С= 12-12,5%).

Из анализа зависимостей ()=/(0, полученных экспериментальным путем, для обеих мембран следует, что проницаемость модифицированных

мембран выше, чем контрольных образцов в среднем на 5-8% во всем диапазоне варьирования температуры процесса. Что касается селективности мембран, то этот параметр монотонно снижается с ростом параметра / и находится в приемлемых с позиций технологии творожной сыворотки диапазонах. На основе результатов этого этапа исследований нами был разработан и запатентован способ модификации керамических мембран, позволяющий увеличить показатель проницаемости мембран типа «АТЕСН-1» и их прямых аналогов при сохранении селективности на требуемом уровне.

Глава 4 посвящена решению задачи комплексной переработки творожной сыворотки на основе ее ультрафильтрационного разделения.

Анализ экспериментальных данных, полученных при исследовании процесса ультрафильтрации творожной сыворотки, показал, что соответствующее оборудование нормально функционирует в достаточно узких диапазонах эксплуатационных параметров на сырье с постоянными физико-химическими характеристиками. Обеспечение высоких качественных показателей творожной сыворотки возможно путем их поэтапного приближения к требуемым параметрам, начиная с первой стадии ее получения, рисунок 10.

Рисунок 10 - Технологическая схема производства творога Принятое молоко нормализуют, пастеризуют и направляют на микрофильтрацию, в результате получается концентрированная казеиновая фракция белков и пермеат, т.е. «идеальная сыворотка», поскольку для нее не тре-

буется последующая пастеризация, а сывороточный белок присутствует в ней в нативном виде. Ретентат сквашивают, а образовавшийся сгусток отделяется от сыворотки. Для дальнейшей и более глубокой переработки сыворотку и пермеат направляют на районный сборный пункт (рисунок 11). Здесь она проходит входной контроль и направляется для дальнейшей обработки. В результате этого сырье должно быть приведено по своим физико-химическим характеристикам в соответствие с требованиями уже регионального предприятия по переработке творожной сыворотки. Для снижения транспортных расходов на районных пунктах сырье могут частично концентрировать на нанофильтрационных и обратноосмотических установках. Это позволяет частично отделять чистую воду, как продукт глубокой переработ-

ки сыворотки.

Рисунок 11 - Общая технологическая схема приемки и переработки творожной сыворотки в условиях районного приемного пункта

В сравнении с гормолзаводами относительно большие производственные мощности районных пунктов дают возможность привлекать и с максимальной эффективностью использовать трудовой потенциал высококвалифи-

цированных специалистов. Окончательное приведение сырья к жестким требованиям стандарта происходит на региональном специализированном предприятии, там же осуществляется его комплексная переработка (рисунок 12).

Рисунок 12 - Общая технологическая схема приемки переработки творожной сыворотки в условиях регионального предприятия

Крупное региональное предприятие по переработке молочной сыворотки осуществляет свой входной контроль физико-химических параметров сыворотки. Здесь очередной раз смешиваются потоки поступающего сырья и, при необходимости, может проводиться «доводка» его физико-химических параметров до требуемых норм. Таким образом, постепенная, в несколько стадий, обработка творожной сыворотки позволит получить сырье, пригодное для глубокого его фракционирования на современном мембранном оборудовании.

Конечной целью подготовки творожной сыворотки к глубокому ее фракционированию следует считать получение продукта, отвечающему оп-

ределенным, единым требованиям - СанПиН 2.3.2.1078, ОСТ 10 213-97 и другим документам, регламентирующим требования к безопасности и качеству пищевых продуктов. Для этого творческий коллектив совместно с автором данного исследования разработал ТУ 9229-002-00437062-2008 сыворотка молочная «Экстра».

По основным показателям сыворотка полностью соответствует требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1 - Органолептические и физико-химические показатели сыворотки.

Наименование Норма

Консистенция Однородная жидкость

Вкус и запах Чистый кисловатый вкус без посторонних привкусов и запахов

Цвет Зеленоватый

Плотность не менее 1023 кг/м3

Кислотность не более75°Т

Массовая доля: -сухих веществ -жира не менее 5,0% не более 0,5%

Технология сыворотки, получаемой путем термической или микрофильтрационной обработки, состоит из следующих этапов: приемка сырья, отделение сырной пыли, термическая или микрофильтрационная обработка, пастеризация и охлаждение, направление полученных продуктов на дальнейшую глубокую переработку. В качестве одного из наиболее перспективных вариантов следующего этапа такой переработки предлагается ее ультрафильтрация на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа (рисунок 13). Кроме высоких эксплуатационных характеристик такие мембраны позволяют проводить концентрирование сыворотки до значений 10-14 % сухих веществ за счет возможности создания высокоскоростного циркуляционного потока в аппарате.

Технологическая схема производства молочной сыворотки «Экстра»

Рисунок 13 - Блок-схема технологии переработки сыворотки «Экстра» Результаты реализации блок-схемы представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Составы творожной сыворотки и продуктов ее ультрафильтрационного разделения на аппарате с керамическими мембранами трубчатого типа

Наименование Белок, % Жир, % Лактоза, % Соли, % Сухие в-ва, %

Сыворотка 0,6-0,8 0,1-0,2 4,5-5,1 0,5-0,6 5,7-6,7

Ретентат 3,6-4,8 0,6-0,9 4,5-5,1 0,5-0,6 12-14

Пермеат 0,2-0,25 0 4,5-5,1 0,5-0,6 5-5,5

Одним из возможных путей дальнейшей еще более глубокой переработки сыворотки является электродиализная обработка ретентата для выделения из него лактозы и минеральных веществ с последующим его направлением на распылительную сушку. Получаемый в результате сухой концентрат сывороточных белков находит широкое применение для производства про-

дуктов детского, диетического и питания лиц, чей труд сопряжен с повышенными физическими и психо-эмоциональными нагрузками. Кроме того, такие концентраты могут быть использованы для нормализации молока по белку при производстве различных видов сыров.

Особый интерес представляет использование выделяемого при электродиализе минерального комплекса творожной сыворотки. Он представляет собой концентрированный прозрачный солевой раствор, содержащий практически весь природный, идеально сбалансированный, минеральный комплекс молока. Возможности варьирования параметрами электродиализного процесса позволяют при необходимости целенаправленно регулировать ионный состав таких концентратов. Полученные концентраты солей отличаются высокими органолептическими показателями. Они имеют значительно меньшую горечь, чем раствор хлорида калия при одинаковой его концентрации и приближаются по вкусовым показателям к поваренной соли. Это значительно расширяет возможности их использования для получение напитков, идентичных по минеральному составу природным минеральным водам. Такие напитки могут употребляться как дополнение к обычному рациону питания, а также для восполнения потерь различных макроэлементов в процессе занятий спортом, выполнения тяжёлой физической работы, а также людям, живущим в жарких климатических условиях. Обогащение напитка кальцием может восполнять дефицит этого макроэлемента в рационе питания населения многих стран. Кальций является одним из важнейших макроэлементов в питании детей и пожилых людей. Детям он необходим для нормального развития костной ткани, а недостаток кальция у пожилых людей приводит к развитию остеопороза.

Полученный при ультрафильтрации творожной сыворотки пермеат может быть обработан на обратноосмотической установке в целях выделения технологической воды. Концентрат пермеата вполне пригоден для выработки особо чистых дрожжей, этилового спирта, молочной кислоты или для изготовления молочного сахара.

22

ВЫВОДЫ

1. На основе изучения основных физико-химических показателей творожной сыворотки обоснована необходимость и целесообразность ее ультрафильтрации через керамические мембраны на аппаратах трубчатого типа.

2. Определены и обоснованы оптимальные значения рабочего давления АР, скорости циркуляции V, температуры I, продолжительности процесса г и содержания сухих веществ в ретентате при ультрафильтрации творожной сыворотки на аппаратах трубчатого типа.

3. Изготовлен опытный образец полупромышленной ультрафильтрационной установки, который был использован для проведения экспериментальных исследований процесса ультрафильтрации творожной сыворотки через керамические мембраны трубчатого типа.

4. Получены аналитические выражения, адекватно описывающие зависимости проницаемости и селективности керамических мембран трубчатого типа от основных параметров процесса ультрафильтрации творожной сыворотки.

5. Разработан и запатентован способ повышения эффективности процесса ультрафильтрации творожной сыворотки и определены рациональные режимы проведения процесса.

6. Установлены основные технологические параметры переработки творожной сыворотки с применением процесса ее ультрафильтрации на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа.

7. Разработаны технология и техническая документация на ТУ 9229-00200437062-2008 «Сыворотка молочная «Экстра», заключающаяся в ее поэтапной стандартизации. Опытно-промышленная апробация технологии осуществлена на ОАО Молочный комбинат «Ставропольский» и НПП ООО «БЕРТА» (Ставропольский край).

8. Определены основные направления комплексной переработки творожной сыворотки на основе глубокого мембранного фракционирования ее ретентата и пермеата.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Бабенышев, С.П. Экологические и экономические вопросы применения мембранной технологии производства сывороточных белковых концентратов / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 68-й научно-практической конференции «Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники» - Ставрополь, 2003 - С. 10-12.

2. Бабенышев, С.П. Технологические и экологические предпосылки применения мембранной технологии в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 68-й научно-практической конференции «Повышение эффективности использования с/х техники» - Ставрополь: СтГАУ, 2003, - С. 23-24.

3. Бабенышев,С.П. Использование керамических фильтров в пищевой промышленности / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 69-й научно-практической конференции «Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники» - Ставрополь 2004.

4. Бабенышев, С.П. Ситовая модель массопереноса при мембранном разделении подсолнечного масла / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 69-й научно-практической конференции посвященной 55 -летию факультета механизации с/х Ставропольского ГАУ «Совершенствование технологий и технических средств в АПК» -Ставрополь: СтГАУ , 2005, - С. 58- 59.

5. Бабенышев, С.П. Теоретическое обоснование процесса мембранного разделения неочищенного подсолнечного масла / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 69-й научно-практической конференции, посвященной 55 -летию факультета механизации с/х Ставропольского ГАУ «Совершенствование технологий и технических средств в АПК» - Ставрополь: СтГАУ, 2005, - С. 60- 61.

6. Бабенышев, С.П. Теоретическое обоснование процесса микрофильт-

рации неочищенного в поле центробежных сил подсолнечного масла по полупериодической схеме работы мембранной установки / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Сборник материалов 69-й научно-практической конференции посвященной 55 -летию факультета механизации с/х Ставропольского ГАУ «Совершенствование технологий и технических средств в АПК» - Ставрополь: СтГАУ, 2005, - С. 83-84.

7. Патент РФ № 2332252. Способ подготовки керамической мембраны для ультрафильтрации молочной сыворотки// Корякин И.В., Скороходов А.Г., Бабенышев С.П. Приоритет изобретения от 02.05.06 г. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 27.08.08 г.

8. Бабенышев, С.П. Определение давления в канале баромембранного аппарата / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г.Скороходов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 7 - С. 9-10, Москва 2007.

9. Бабенышев, С.П., Расчет радиальной скорости частицы дисперсной фазы в канале баромембранного аппарата со спиралевидным турбулизатором потока / С.П. Бабенышев, Г.А. Витанов, А.Г. Скороходов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 7 - С. 9-10, Москва 2007.

10. Гордиенко, JI.A. Перспективы использования концентратов сывороточных белков в технологии пищевых продуктов / И.А. Евдокимов, М.С. Золотарева, А.Г.Скороходов // Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. - Ставрополь: - 2008, - № 2.

11. Sergey Babenyshev, Alexey Skorohodov, Sergey Sergeev, Ivan Evdokimov, Viktor Chervezov, Application of the Darsi law for a permeate whey stream (thesis) International conference «Ion transport in organic and inorganic membranes» Kuban State University., Kurnakov institute of general and inorganic chemistry, ras., "Membrane technology", Innovation enterprise European membrane house fp7 project, Book of Abstracts 11 May-16 May 2009 Krasnodar, -p. 19.

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать 12.05.2009 Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. - 1,5 Уч.-изд. л. - 1,0 Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ №232 Тираж 100 экз. ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» 355028, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2 Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета Отпечатано в типографии СевКавГТУ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1 .Методы разделения творожной сыворотки

1.2.Способы интенсификации процесса ультрафильтрации жидких высокомолекулярных систем

1.3.Технологические аспекты ультрафильтрации творожной сыворотки

1.4. Обоснование выбранного направления исследований, его цель и задачи.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 30 2.1.Общая схема проведения экспериментов и используемое оборудование

2.2. Методы исследований

2.3. Планирование и математическая обработка экспериментальных данных

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ 47 ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ

3.1. Теоретическое обоснование целесообразности эмпирического подхода к описанию основных закономерностей процесса ультрафильтрации творожной сыворотки

3.2. Разработка методики определения эффективности работы ультрафильтрационного аппарата.

3.3. Экспериментальное определение основных рабочих параметров процесса ультрафильтрации творожной сыворотки

3.4. Оптимизация процесса ультрафильтрации творожной сыворотки с учетом межфакторного взаимодействия.

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ 91 КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ.

4.1. Общая технологическая схема комплексной переработки творожной сыворотки на основе ее баромембранного разделения.

4.2. Перспективы использования ретентата, пермеата и минерального комплекса творожной сыворотки.

Гармоничное развитие человеческого сообщества и отдельных государств, в конечном счете, сводится к необходимости каждодневного решения следующих основных внутренних проблем: обеспечение населения полноценными продуктами питания и водой, поддержание баланса между безопасностью проживания и сохранением окружающей среды [9]. Обе проблемы могут быть сведены к необходимости организации рационального, а в идеале безотходного, использования природных сырьевых ресурсов. Следует отметить, что при современном высоком ритме жизни, неблагоприятной экологической обстановке решающее значение имеет не столько энергетическая составляющая питания, сколько его высокая пищевая и биологическая ценность [45].

По данным мировой статистики в настоящее время только 7-12% исходного сырья преобразуется в конечный продукт, а остальное на разных стадиях производства и последующего потребления переходит в отходы [7]. Это относится и к незаменимым продуктам питания, используемым человеком во все периоды его жизни - молоку и молочным продуктам. С точки зрения современной науки любые отходы, в том числе и пищевого производства, представляют собой вторичные сырьевые ресурсы. И в большинстве случаев их переработка может быть в несколько раз рентабельней, чем исходного сырья. Развитие на-нотехнологий, в частности мембранной, позволяет значительно увеличить степень переработки вторичного сырья пищевой промышленности и одновременно способствовать снижению доли выбросов в окружающую среду.

В настоящее время во многих странах мира отмечается значительный рост потребления кисломолочных продуктов. Еще в древности были известны их уникальные оздоровительные свойства при назначении диетического питания больным, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями и ожирением [6, 26, 27, 30, 31, 46, 69, 108]. В качестве распространенных лечебных молочных продуктов давно используются молочная сыворотка, обезжиренное молоко и пахта. Особое значение в лечебном питании имеет молочная сыворотка. Этот наименее энергетически ценный молочный продукт обладает выраженным свойством возбуждать секрецию желез желудочно-кишечного тракта. В сыворотку переходит более 50% сухих веществ, в том числе 30% белков. В пересчете это составляет примерно 10 тыс. т молочного жира, 160 тыс. т молочного сахара и 30 тыс. т белка. Кроме того, 1 тонна молочной сыворотки, сливаемой в канализацию, загрязняет водоемы так же, как 100 тонн хозяйственно-бытовых стоков [42, 93]. Комплексному использованию сыворотки для производства молочного сахара, белковых концентратов и других ценных продуктов посвящены труды известных ученых: А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Нестеренко, В.Е. Жидкова, С.А. Рябцевой, С.В. Василисина и многих других.

Традиционно одним из наиболее денных компонентов молока являются сывороточные белки, содержание которых в сыворотке составляет около 1% [105, 108]. Они обладают ценнейшими биологическими свойствами, а с позиций физиологии питания практически «идеальны», поскольку содержат оптимальный набор жизненно необходимых для организма человека аминокислот. Развитие мембранной технологии, позволяющей в нативном состоянии выделять все компоненты дисперсной фазы сыворотки, открыло новые возможности в области производства кисломолочных продуктов питания. Важным событием в области конструирования мембранных аппаратов можно считать создание в 80-х годах первой отечественной установки А1 ОУС плоскорамного типа для ультрафильтрации подсырной сыворотки. Перспективность ее использования определялась в значительной степени потребностью страны в высококачественном молочном сахаре и развитием технологии использования нативных белковых сывороточных концентратов в производстве новых диетических продуктов [102, 110]. Однако созданная по аналогии с зарубежными образцами установка так и не смогла обеспечить эффективное проведение процесса из-за относительно быстрого выхода из строя полупроницаемых мембран. Причиной этого послужило с одной стороны недостаточно полное соответствие самих мембран задачам разделения молочной сыворотки. А с другой стороны - отсутствие опыта и культуры эксплуатации баромембранного оборудования. К тому же выпуская установку только одной модификации, невозможно в полной мере удовлетворить потребности молочной промышленности в таком оборудовании. Это же обстоятельство во многом предопределило и отношение к первой отечественной ультрафильтрационной установке А1 ОУС для разделения сыворотки. Созданная специально для выделения нативных сывороточных белков, она чаще всего заменялась сепаратором с центробежной периодической двухэтапной выгрузкой осадка, в виде скоагулированного белкового комплекса. Это и ряд известных объективных причин привели к тому, что в серийных масштабах установки для ультрафильтрации сыворотки сейчас в нашей стране практически не выпускаются.

Следует отметить, что при ультрафильтрациоином разделении творожной сыворотки до сих пор остается пока не до конца решенной проблема концентрационной поляризации. Это известное явление характеризуется, в первую очередь, формированием в примембранной зоне аппарата слоя повышенной концентрации частиц дисперсной фазы разделяемой системы. Уровень их концентрации оказывает определяющее влияние на проницаемость и селективность мембран. Количественное определение уровня концентрационной поляризации достаточно сложно, поскольку для этого требуется, как правило, уникальное и дорогостоящее исследовательское оборудование. Представляет определенные трудности и теоретический расчет основных параметров процесса ультрафильтрации творожной сыворотки. Прежде всего, это связано с необходимостью проведения достаточно большого объема предварительных экспериментальных исследований. В существующих на сегодняшний день экономических условиях материальные затраты на проведение необходимых научных исследований даже для крупного промышленного предприятия по переработке молока могут оказаться слишком высокими. Исходя из этого можно считать, что дальнейшая разработка теоретических основ и совершенствование процесса ультрафильтрационного разделения творожной сыворотки, как одного из самых больших по объему видов жидких высокомолекулярных систем молочной промышленности является актуальной научной задачей.

Непрерывный рост, как мировых, так и внутренних цен на основные виды энергоносителей, повышение требований к качеству готовой продукции стали объективной реальностью всего современного перерабатывающего производства. А если принять во внимание и ужесточение конкуренции с импортируемыми продовольственными товарами [60], проблема разработки и внедрения новых энергосберегающих технологий в молочной промышленности становиться особенно острой. На большинстве перерабатывающих предприятий, производящих молочную продукцию, достаточно эффективная в условиях промышленного производства мембранная техника не применяется по ряду объективных причин. Во-первых, из-за отсутствия адаптированного для большинства малых предприятий технологического регламента и технических условий невозможно наладить выпуск сертифицированной продукции. Во-вторых, отечественное машиностроение не выпускает серийных образцов соответствующего оборудования, позволяющего скомпоновать высокоэффективные технологические линии комплексной переработки творожной сыворотки. Недостаточное материально-техническое обеспечение, а часто и практически полное отсутствие научно-исследовательского подразделения даже на передовых перерабатывающих предприятиях молочной отрасли, не позволяет им самостоятельно решить эти задачи. Таким образом, есть все основания полагать, что в настоящее время назрела острая необходимость в разработке и внедрении новейших технологий, которые позволят решить эти проблемы.

Целью диссертационной работы является разработка технологии и процесса ультрафильтрационного разделения творожной сыворотки и рекомендаций по использованию ретентата и пермеата.

На защиту выносятся следующие основные положения работы:

- обоснование целесообразности ультрафильтрации творожной сыворотки через и выбор типа мембран;

- описание зависимости проницаемости и селективности керамических мембран трубчатого типа от основных параметров процесса при ультрафильтрации творожной сыворотки;

- методика определения эффективности работы ультрафильтрационного аппарата;

- обоснование основных путей глубокой переработки творожной сыворотки путем поэтапной стандартизации сырья;

- разработка организационных принципов технологии комплексной переработки творожной сыворотки с применением ее ультрафильтрационного разделения на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа.

- методика инженерного расчета эффективности работы ультрафильтрационного аппарата, с керамическими мембранами трубчатого типа;

- определение основных направлений использования ретентата и пермеата творожной сыворотки для производства готовой продукции.

1. На основе изучения основных физико-химические показателей творож ной сыворотки обоснована необходимость и целесообразность ее ультра фильтрации через керамические мембраны на аппаратах трубчатого типа.2. Определены и обоснованы оптимальные значения рабочего давления АР, скорости циркуляции V, температуры t, продолжительности процесса г и со держания сухих веществ в ретентате при ультрафильтрации творожной сы воротки на аппаратах трубчатого типа.3. Изготовлен опытный образец полупромышленной ультрафильтрационной установки, который был использован для проведения экспериментальных исследований процесса ультрафильтрации творожной сыворотки через кера мические мембраны трубчатого типа.4. Получены аналитические выражения, адекватно описывающие зависимо сти проницаемости и селективности керамических мембран трубчатого типа от основных параметров процесса ультрафильтрации творожной сыворотки.5. Определены рациональные режимы проведения процесса ультрафильтра ции творожной сыворотки на аппаратах трубчатого типа, разработан и запа тентован способ повышения его эффективности.6. Установлены основные технологические параметры переработки творож ной сыворотки с применением процесса ее ультрафильтрации на аппаратах с керамическими мембранами трубчатого типа.7. Разработаны технология и техническая документация на «Сыворотка мо лочная «Экстра» ТУ 9229-002-00437062-2008, заключающаяся в ее поэтапной стандартизации. Опытно-промышленная апробация технологии осуществле на на ОАО Молочный комбинат «Ставропольский» и НЛП ООО «БЕРТА» (Ставропольский край).8. Определены основные направления комплексной переработки творожной сыворотки на основе глубокого мембранного фракционирования ее ретентата и пермеата.

1. А. с. 908305 СССР, МКИ5 A23J1/20, А23С21/00. Способ очистки творожной сыворотки от белковых веществ Текст. / А.Г. Храмцов, Г.И. Холодов, А.И. Чеботарев, Т.А. Камышкова (СССР). - 2892703 ; заявл. 07.03.80, опубл. 2802.82.-2с.

2. А. с. 1722382. Способ ультрафильтрации молочной сыворотки / А. Г.Храмцов, И. А. Евдокимов, П. Бабенышев и др. [Текст]; опубл. 1992, Бюл. № 12.

3. А. с. 1646533. Способ ультрафильтрации молочной сыворотки / А. Г.Храмцов, И. А. Евдокимов, П. Бабенышев и др. [Текст]; опубл. 1991, Бюл. № 17.

4. Аветисян, М.Г. Процесс ультрафильтрации пахты на аппаратах с плоскимифильтрующими элементами Текст.: Д'ис. .. канд. техн. наук. - М., 1987. 151 с.

5. Ахназарова, Л. Статистические методы планирования и обработки экспериментов Текст. / Л. Ахназарова., В.В. Кафаров//- М.: Издательство МХТИ, 1972.-215с.

6. Артюхова, СИ. Молочная сыворотка в функциональных продуктах / А.А.Макшеев, Ю.А. Гаврилова // Молочная промышленность. - 2008г. - №12 63.

7. Бабенышев, СП. Баромембранное разделение жидких полидисперсныхсистем : монография Текст. /СП. Бабенышев, И. А. Евдокимов // - СевКавГТУ. - Ставропль. - 2007. - 123с.

8. Бабенышев, С П. Экологические аспекты развития промышленностиТекст./ Г.А. Витанов, А.Г. Скороходов// Сборник студенческих научных работ «Современные вопросы механизации и электрификации сельского хозяйства». - Ставрополь. — Аргус. - 2004г.

9. Бабенышев, С П . Экономические аспекты применения мембранной техники в производстве пива Текст. / Г.А. Витанов, А.Г. Скороходов// Пятая межрегиональная научная конференция «Студенческая наука - экономике России». - Ставрополь. - СевКавГТУ. - 2005г.

10. Бабенышев, С П . Баромембраннос разделение отработанного моторногомасла на аппаратах трубчатого типа Текст./ Г.А. Витанов, А.Г. Скороходов// Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007г. - № 7 - 6-8.

11. Бабенышев С П . Определение давления в канале баромембранного аппарата Текст./ Г.А. Витанов, А.Г. Скороходов// Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. — № 7 - 9-10.

12. Брок, Т. Д. Мембранная фильтрация Текст./ Т. Д. Брок ; пер. с англ. - М.: Мир, 1987.- 464 с.

13. Березовский, Ю.М. Вискозиметрия как метод исследования структурыжиросодержащих сред Текст. // Молочная промышленность. - 2008. - №10. -С.61.

14. Бондаренко В.М. Ранние этапы развития инфекционногопроцесса и двойственная роль нормальной микрофлоры Текст./ В.М. Бондаренко, В.Г. Петровская// Вестник Российской академии наук. - 1997. - №3. - 7-10.

15. Волкова Т.А. И снова о сыворотке Текст./ Т.А. Волкова, Э.Ф. Кравченко// Молочная промышленность. - 2008. - №12. - с.34.

16. Воробьев, А.А. Дисбактериозы - актуальная проблема медицины Текст. /А.А. Воробьев, Н.А. Абрамов, В.М. Бондаренко, Б.А. Шендеров // Вестник РАМН. - 1997. - № 3 . - сб.

17. Витанов, Г. А. Микрофильтрационная очистка послепрессового подсолнечного масла Текст.: дис. .. канд. техн. наук / Г. А. Витанов. - Ставрополь, - 2005. - с.151.

18. Воробьев, Е.С. Углеводы в рационах молодняка крупного рогатого скотаТекст./ Е.С. Воробьев, Н.П. Волков // Животноводство. - 1986. - №1, - 38-40.

19. Гаврилова, Н.Б. Производство молочных продуктов по мембранным технологиям Текст. / Н.Б. Гаврилова, М.А. Игнатьев, В.Д. Мирончиков // Молочная промышленность. - 2008. - №11. - 66.

20. Голубева, Л.В. Мягкое мороженое с использованием продуктов мембранной технологии Текст. / Л.В. Голубева // «Холод - народному хозяйству» : тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. - Ленинград. - 1991. — 286.

21. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментовТекст. - М.: Пищевая промышленность. - 1979. - 210.

22. Дытнерский, Ю. И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю. И ДытнерскийТекст. - М. : Химия, 1978. - с.351.

23. Дытнерский, Ю. И. Баромембранное разделение методом обратного осмоса Текст. / Ю. И. Дытнерский, Г. В. Поляков, Л. Лукавый // ТОХТ. 1972.-№4.-С.628-641.

24. Дытнерский, Ю. И. Баромембранные процессы. Теория и расчет Текст. /Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, - 1986. - 272.

25. Дытнерский, Ю. И. Влияние поверхностно-активных веществ на разделение бинарных растворов неорганических солей методом обратного осмоса Текст. / Ю. И. Дытнерский, Е. П. Моргунова // Журнал прикладной химии. 1975. - Т. 48, - №5. - 1123-1128.

26. Дытнерский, Ю. И. Концентрационная поляризация в мембранных процессах Текст. / Ю. И. Дытнерский, Е. А. Дмитриев // ТОХТ. - 1984. - Т. 18, №2.-С.241-243.

27. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесейТекст. / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, - 1975. - 253.

28. Евдокимов, И.А. Экологичность и экономичность переработки лактозосодержащего сырья Текст. / И.А. Евдокимов, А. Рябцева, И.К. Никульникова, и др.// матер, науч-теор. конф- Углич, - 1995.

30. Евдокимов, И.А. Ультрафильтрация неосветленной молочной сывороткиТекст. / И.А. Евдокимов. СП. Бабенышев // - Изв.ВУЗов. - Пищевая технология. - 1995. - №8. - 93-97.

31. Евдокимов, И.А. Современное состояние переработки молочной сыворотки Текст. / И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко // Молочная промышленность. - 2008. -№11. — 36.

32. Емельянов, А. Бактериальная санация молочной сыворотки Текст. /С.А. Емельянов, А.Г. Храмцов, Д.Н. Лодыгин, А.Д. Лодыгин, Е.Р. Смирнов, И.Ф. Горлов, М.И. Солженицина, З.В. Стребкова, И.В. Водяников // Молочная промышленность. - 2008. - №12. - 37.

33. Зябрев, А.Ф. Производство творога с применением ультрафильтрацииТекст. / А.Ф. Зябрев, Т.А. Кравцова // Переработка молока. - 2008. - №10. 46-47.

34. Канунникова, Е. Очистка керамических мембран в установке ультрафильтрации Текст.// Молочная промышленность. - 2008. - № 1 1 . - 69.

35. Кравченко, Э.Ф. Исследование процессов очистки молочной сывороткиТекст. / Э.Ф. Кравченко // Сыроделие. - 2000. - №2. - 28-29.

36. Кунижев, СМ. Использование сывороточных белков в производстве продуктов детского питания Текст. / СМ. Кунижев, В.А. Шуваев, Н.Н. Недайвозова, Г.П. Шаманова // Молочная и мясная промышленность. - 1990. - № 3.-С.31-32.

37. Конаныхин, А.В. Мембранная технология производства белковоуглеводных концентратов Текст. / А.В. Конаныхин, В.В. Мурашов // Молочная промышленность. - 1993. - № 2 . - с.32.

38. Калашникова, Л. П. Исследование ультрафильтрационной обработки подсырной сыворотки Текст. / Л. П. Калашникова, Л. В. Андреевская // Молочная промышленность. - 1970. - № 11. - 16-18.

39. Карбахш, М. Мембранные процессы в медицине и биотехнологии Текст./ М. Карбахш, X. Перль // Научно-технический журнал по химии и химической технологии. - 1987. - Т.32. - №6. - 669-673.

40. Кретов, И.Т. Машины и аппараты пищевых производств Текст./ 2 кн./СТ. Антипов, А.Н. Остриков и др.// Под ред. Акад. РАСХН В.А. Панфилова. -М:.Высш. шк.-С.2001-703.

41. Крусь Г.Н., Шалыгина A.M., Волокитина З.В. Методы исследования молокам молочных продуктов Текст. / Г.Н. Крусь, A.M. Шалыгина, З.В. Волокитина II. - М.: Колос, - 2000. - 368.

42. Лафишев, А.Ф. Разработка технологии белково-жирового продукта на основе цельного молока и несепарированной подсырной сыворотки Текст. /: автореферат дис. .. канд. техн. наук. : -Ставрополь, - 2003. - С . 19.

43. Липатов, Н.Н. Мембранные методы разделения молока и молочных продуктов Текст. / Н.Н. Липатов, В.А. Марьин, Е.А. Фетисов. - М.: Пищевая промышленность. - 1976. - 168.

44. Лабинов В.В. Состояние молочного рынка: факты и прогнозы Текст.//Переработка молока. - 2009. - №5. - 48-50.

45. Лялин, В. А. Классификация и математическое моделирование режимовультрафильтрации Текст. / В. А. Лялин, В. М. Старов, А. Н. Филиппов // Химия и технология воды. - 1990. - Т. 12. - № 5. - 387-393.

46. Липатов, Н. Н. Моделирование процесса образования четвертичныхструктур белковыми фракциями мясных систем Текст. // Известия вузов. Пищевая технология. -1986.- №3.- 66-71.

47. Мусина, О.Н. Сыворотка и продукты из нее: анализ патентной ситуацииТекст. / О.Н. Мусина, П.А. Лисин // Молочная промышленность. - 2008. №3 - 79.

48. Малиновская, Л.М. Закономерности модифицирования поверхноститвердых тел белками Текст.: Автореф.дис..канд.хим.наук.-М.,1984.- с.6-14.

49. Максимов, В.И. Углеводные стимуляторы бифидобактерий Текст.// Биотехнология. - 1991. - №6. -С.3-7.

50. Максимов, В.И. Лактулоза и микро экология толстой кишки Текст. / В.И.Максимов, В.Е. Родоман, В.М. Бондаренко // Микробиология. - 1996. - №5.С.101-107.

51. Максимов, В.И., Родоман В.Е. Кислотность кишечника как защитный факторорганизма Текст. / В.И. Максимов, В.Е. Родоман // Микробиология. - №4, 1998.-С.96-100.

52. Нестеренко, П.Г. Исторические аспекты использования и переработкимолочной сыворотки Текст. / П.Г. Нестеренко, И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов // Молочная промышленность. - 2008. - № 1 1 . - 32.

53. Новиков, В.Б. Ультрафильтрация молока на керамических фильтрахТекст. / В.Б. Новиков, СВ. Зверев, Е.А. Юрова //Переработка молока. 2009.-№5.-С.58-59.

54. Овчарова, Г.П. Электродиализ сыворотки: практика применения на Брюховетцком МКК Текст. / Г.П. Овчарова, П.В. Галат //Молочная промышленность. - 2008. - № 1 1 . - 62.

55. Остроумов, Л.А. Использование сывороточных белков в продуктах питания Текст. / Л.А. Остроумов, Ю.В. Леоненко, И.С. Разумникова, В.П. Емелин //Молочная промышленность. - 2008. - № 1 1 . - 76.

56. Панова, Н.М. Концентраты «Прфилакт - Б» на основе молочной сыворотки Текст. / Н.М. Панова, А.Г. Храмцов, О.В. Меркулова, А.Д. Лодыгин //Молочная промышленность. - 2008. - № 1 1 . - 52.

57. Павлов, В.А. Новые методы переработки молочной сыворотки Текст. /В.А. Павлов - М.: Агропромиздат, - 1990. - 148.

58. Полянский, К.К. Применение обратного осмоса в молочной промышленности Текст./ К.К. Полянский, А.В. Долниковский: обзор, информ. / - М.: АгроНИИТЭИММП, сер. Молоч. пром. - 1990. - 48.

59. Павлов, В.А. Проблема рационального использования белковоуглеводных компонентов молока Текст. / В.А. Павлов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 1989. - № 3 . - С П .

60. Пчелин, В. А. Поверхностные свойства белковых веществ Текст. / В. А.Пчелин.-М. : Гизлегпром, - 1951.-С. 146.

61. Молочная индустрия мира и Российской Федерации (Ежегодник-2005)Текст. 1С.А. Пластинин, В.Д. Харитонов, В.Б. Лабинов и др.:-М. - 2005.

62. Переработка молока, №4, 2004

63. Пат. 541296 USA МКИ C07G7/00, A23J3/08. Способ приготовления белкаиз осветленной молочной сыворотки Текст. - РЖ Химия: Разд. Р. - 1997. сб.

64. Пат. 2119378. Аппарат для мембранного разделения Текст. / Б. А. Лобасенко. В. Н. Иванец, Ю. В. Космодемьянский и др.// - Опубл. 27.09.98, Бюл. №27.

65. Родный, А.А. Определение тяжелых металлов в молочной сыворотке ипродуктах ее переработки Текст./ А.А. Родный, Э. Хорошилова // Молочная промышленность. - 2008. - №12, - с 44.

66. Рябцева, СА. Микрофлора сыворотки и продуктов ее переработки Текст./ С А Рябцева, О.В Кузнецова, Ю.Г Гетман //Молочная промышленность. 2008. - № 1 2 . - С 3 8 .

67. Раманаускас, Р.И. Применение ультрафильтрации на сыродельном заводеТекст. // Экспресс-информация. Мол. пром-ть. - М.: 1984. - Вып. 8. - 1014.

68. Рябцева, А. Получение и применение лактулозы Текст.// Обзорная информация. Сер. Молочная промышленность. - М. Агро НИИТЭ ММП, - 1990. 28.

69. Ребиндер, П. А. Структурообразование в белковых системах Текст./ П.А. Ребиндер, В. Н. Измайлова // - М. : Наука, - 1974. - 276.

70. Ребиндер, П.А., Поверхностные явления в жидкостях и жидких растворахТекст. / П. А. Ребиндер, В. Н. Измайлова //.- Л. :Изд.ЛГУ, - 1972, - в.1, - 4159.

71. СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

72. Свириденко, Ю.Я. Использование молочной сыворотки и локальная очистка стоков Текст. /. Ю.Я. Свириденко, Э.Ф. Кравченко, О.А. Яковлева// Молочная промышленность. - 2008, - №11. - 58.

73. Семенихина, В.Ф. К вопросу о производстве кисломолочных пробиотических продуктов Текст. / В.Ф. Семенихина, И.В. Рожкова //Переработка молока, №5, 2009, с 22-24.

74. Стабников, В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств / В. Н.Стабников, В. Д. Попов и др. [Текст]. - М.: Пищевая промышленность, 1976.- 663 с.

75. Суворов, М. А. Эксплуатация опытно-промышленного образца ультрафильтрационной установки А1-ОУС на Владимирском молочном комбинате: информация Текст. / М. А. Суворов. - М., 1984. - Вып. 8. - 17-23.

76. Толстогузов, В.Б. Новые формы белковой пищи Текст. // - М.: Агропрмиздат. - 1987.-С.303.

77. Тарасевич, Ю.И. Адсорбция альбумина на кремнеземе Текст./ Ю.И. Тарасевич, В.А. Смирнова, Д.И. Монахова// -Коллоидный журнал. - 1978. т.40. -В.6.-С.1244.

78. Фетисов, Е. А. Ультрафильтрационная обработка молочного сырья итенденции дальнейшей его переработки Текст.//. Сер. Молочная промышленность : обзорная информация. - М. : ЦНЖГЭИ мясомолпром, - 1986. 56.

79. Бабенышев, СП. Ультрафильтрация неосветленной молочной сыворотки Текст./ СП. Бабенышев, И.А. Евдокимов// Пищевая технология. - 1995. №1.-С.93-97.

80. Филатов, Ю.И. Сушка молочной сыворотки Текст./ Ю.И Филатов, П.В.Кузнецов, В.Т Габриелова, Е.В. Смокотин, Павел Мертин //Молочная промышленность. - 2008. - №12. - С58.

81. Фетисов, Е. А. Основные направления в создании оборудования для гиперфильтрации : обзор Текст. / Е. А. Фетисов, В. А Лялин// - М. : ЦНИИТЭИ-легпищемаш, - 1976. - 44.

82. Храмцов, А.Г. Реализация инновационных технологий переработки молочной сыворотки Текст.//Переработка молока. - 2009. - №5. - 8-11.

83. Храмцов А.Г. Инновационные приоритеты использования молочной сыворотки на принципах логистики безотходной технологии Текст./ А.Г Храмцов, И.А. Евдокимов, П.Г. Нестеренко //Молочная промышленность. 2008.-№11.-С28.

84. Храмцов, А.Г. Мировая тенденция в переработке сыворотки Текст./А.Г. Храмцов, СА. Рябцева, И.А. Евдокимов //Переработка молока. - 2009. № 5 . - С . 18-20.

85. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: учеб. пособ.Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко// - М.: ДеЛи принт, - 2004. - 587.

86. Храмцов, А.Г. Микрофильтрация молочного сырья Текст. : обзор, информ. / А.Г. Храмцов, Е.Р. Абдулина, И.А. Евдокимов// - М.: АгроНИИТЭИММП ; сер. Молоч. пром., - 1991. - 40.

87. Храмцов, А.Г. Молочная сыворотка Текст. / А.Г. Храмцов. - М.: Агропромиздат. - 1990. - 240.

88. Храмцов, А.Г. Производство и использование концентратов молочнойсыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, Д.Н. Лодыгин, И.А. Евдокимов, П.Г. Нестеренко//- М.: АгроНИИТЭИММП, - 1990. - 32.

89. Храмцов, А. Г. Молочная сыворотка Текст.// А. Г. Храмцов. - М. : Пищевая промышленность, 1979. - 272.

90. Хванг, Т. Мембранные процессы разделения Текст./ Т. Хванг, К.Каммермейер. - М. : Химия. - 1981. - 464.

91. Храмцов, А. Г. Технологические особенности переработки ультрафильтрафильрата на молочный сахар : обзорная информация Текст./ А. Г. Храмцов, И. А. Евдокимов, В. В. Костина, В. А. Павлов//- М.: АфоНИИТЭИММП, 1991.-44 с.

92. Чагаровский, А. П. Ультрафильтрационная обработка молочного сырьяи тенденции дальнейшей его переработки. Молочная промышленность : обзорная информация Текст. // - М. : ЦНИИТЭИ мясомолпром. - 1986. - 57.

93. Черкасов, А.Н. Мембраны и сорбенты в биотехнологии Текст. // Химия,Ленинград. - 1991.-С.241.

94. Чагаровский, А. П. Исследование технологического процесса производства домашнего сыра из концентрата обезжиренного молока, полученного ультрафильтрацией Текст. : автореф. дис. .. канд. техн. наук / А. П. Чагаровский. - М. - 1979. - 25.

95. Eykamp W. Fouling of membranes in food processing Text.// Symp. ser. —1987. - Vol. 74. - Nol72. - P. 233-235.

96. Etzel, M.R. Whey protein isolation and fractionation using ion exchangers :1.: Biosepa-ration processes in foods Text. / M.R. Etzel (eds. R.K. Singh and S.H. Rizvi) // Marcel Dekker, New York. - 1995. - p. 389-415.

97. Hahn, R. Bovine whey fractionation based on cation-exchange chromatography Text. / R. Hahn, P.M. Schulz, С Schaupp et al. // Journal of Chromatography A 795.-1998.-p. 277-287.

98. Green G. Fouling of ultrafiltration membranes Text. / Desalination. 1980.No35.P. 129-147.

99. Lonsdale H.K. Theory and Practics of Reverse Osmosis and Ultrafiltration in1.dastrial Processing with Membranes / Wiley-Intersience, New York. 1974. P.154.

100. Porter M.C. Concentration Polarisation with Membrane Ultrafiltration Text.// Ind. Engng. Chem. Prod. Res. Dev. - 1978. - Vol. 11. - No 3. - P. 234.

101. Porter M.C. Ultrafiltration and Revers Osmosis Text. // AJCHE, Symp. ser.1983. - Vol. 68. - No 120. - P. 21-30.

102. Potts D.E., Ahlert R.C., Wang S.S. Membrane filtration Text. // Desalination. - 1981. - Vol.24. - N o 3. - P. 235-264 .

103. Mason E. A., Wendt R.P., Bresber E.H. Similarity relations (dimensionalanalysis) for membrane transport. J. Membrane Sci. 13,6 (1980), p. 283.

104. Wendt R.P., Klein E. Membrane heteroporosity and the probability functioncorrelation. J. Membrane Sci. 17,2 (1984), p. 161.

105. Dullien F.A.L. Porous media: Fluid transport and Porous structure. AcademicPress, (1979).

106. Tomas D.G. Ultrafiltration of suspensions // Ind. Eng. Chem. Fundamentals1987.-Vol. 12 . -No 4 . - P . 396-422.

107. Brynda E., Houska M., Pokorna Z., Katal j.-Irreversible adsorption of humanserum albumin onto a polyethilen film.-In:Medical Polymers: Chemical Problems 1.th microsymposium on macromolecules Prague 1977.-',p. 61.

108. Brynda E., Houska M., Pokorna Z., Cepalova N.A. Moiseev Yu.V., Katal j .Adsorption of human serum albumin and fibrinogen onto a polyethilen film.j.Bioengng. 1978, v. 2,N5, p. 411.

109. United States Patent 5780094 U.S. Pat. No. 4,038,421