Мазняк Захар Олександрович. Дослідження процесу ультрафільтраційного концентрування сколотин та його апаратурне оформлення

brief description

Мазняк Захар Олександрович. Дослідження процесу ультрафільтраційного концентрування сколотин та його апаратурне оформлення: дисертація канд. техн. наук: 05.18.12 / Харківський держ. ун-т харчування та торгівлі. - Х., 2003

Мазняк З.О. Дослідження процесу ультрафільтраційного концентрування сколотин та його апаратурне оформлення. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. Харківський державний університет харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України, Харків, 2003.
Дисертацію присвячено дослідженню процесу ультрафільтрації сколотин з використанням напівпроникних мембран другого покоління типу ГР та розробці його апаратурного оформлення.
Отримано відомості про структуру і властивості мембран ГР81ПП та ГР61ПП, запропоновані найбільш раціональні баричні, температурні та хімічні параметри процесу ультрафільтрації з їх використанням.
Визначені раціональні технологічні параметри процесу УФ сколотин в тупиковому режимі та в режимах із застосуванням інтенсифікуючих заходів з вібраційним перемішуванням рідини над поверхнею мембрани та з пульсуючою подачею вихідної сировини.
Розроблено дослідно-експериментальні зразки ультрафільтраційних модулей з перфорованими вібруючими пластинами та з пульсуючою подачею вихідної сировини. Здійснено комплекс заходів із впровадження результатів досліджень в практику.

1. На підставі аналізу науково-технічної літератури, комплексних патентних досліджень було зроблено висновок про те, що використанню мембранних технологій в харчових галузях промисловості України перешкоджає відсутність комплексних наукових досліджень процесів мембранної обробки харчових систем, зокрема УФ, та їх апаратурного оформлення. Це зумовлює необхідність проведення досліджень технічних характеристик сучасних напівпроникних мембран, визначення раціональних параметрів технологічного процесу ультрафільтраційного концентрування окремих видів сировини, розробки невеликих за продуктивністю ультрафільтраційних модулей для забезпечення потреб харчових підприємств малої та середньої потужності.
2. Отримано відомості про структуру та властивості ультрафільтраційних мембран другого покоління типу ГР. Визначено вплив тиску, температури, рН середовища на продуктивність мембран, запропоновані найбільш раціональні баричні, температурні та хімічні параметри процесу ультрафільтрації з їх застосуванням. Встановлено, що величина коефіцієнта усадки мембран, який враховує нестабільність їх продуктивності в початковий період експлуатації, складає для мембрани ГР 61 ПП 0,40...0,45, для мембрани ГР 81 ПП 0,20...0,25.
3. Доведено, що за швидкістю фільтрації, селективністю по білку і лактозі, іншими характеристиками мембрани типу ГР є перспективними для здійснення процесу УФ сколотин. Визначені раціональні технологічні параметри процесу УФ сколотин в тупиковому режимі. Встановлено, що робочий тиск процесу повинен дорівнювати 0,4...0,5 МПа, температура фільтрації 40...500С.
4. Підтверджено, що ефективність експлуатації ультрафільтраційних установок під час концентрування молочної сировини (сколотин) знижує утворення на поверхні напівпроникної мембрани поляризаційного шару високомолекулярних сполук. Запропоновано для запобігання утворення поляризаційного шару проводити процес УФ сколотин з їх вібраційним перемішуванням над поверхнею мембрани та з пульсуючою подачею вихідної сировини.
5. Визначені раціональні технологічні параметри процесу УФ сколотин з використанням заходів його інтенсифікації. Встановлено, що процес УФ сколотин з вібраційним перемішуванням необхідно проводити за значень тиску 0,4...0,5 МПа, температури 40...500С, швидкості пульсуючих потоків 1,5...1,7 м/с; процес УФ з пульсуючою подачею вихідної сировини за значень тиску 0,5...0,6 МПа, температури 40...500С, частоти пульсуючої подачі 90...100 хв-1. Доведено, що зазначені конструктивні особливості та технологічні режими дозволяють інтенсифікувати процес ультрафільтраційного концентрування сколотин порівняно з УФ в тупиковому режимі відповідно в 2,0 та 1,6 рази.
6. Розроблені дослідно-експериментальні зразки ультрафільтраційних модулей з плоскими фільтрувальними елементами: з вібраційним перемішуванням рідини над поверхнею мембран та з пульсуючою подачею вихідної сировини. Визначені основні техніко-економічні показники роботи модулей, створений комплект конструкторської документації на їх виробництво.
7. Здійснено комплекс заходів із впровадження результатів досліджень в практику. Дослідно-промислові зразки ультрафільтраційних модулей пройшли промислову апробацію в умовах ВАТ Галактон”, м. Київ, комплект конструкторської документації на їх виробництво передано на АТВТ Донецький завод Продмаш”. Розроблені та затверджені практичні рекомендації Підвищення продуктивності промислових ультрафільтраційних установок при ультрафіль- траційному розділенні сколотин та їх використання в технологіях м’якого морозива на молокопереробних підприємствах середньої та великої потужності. Економічна ефективність від впровадження результатів досліджень складає 80,24 тис. грн. на рік.