Захарченко Тетяна Миколаївна. Інтенсифікація процесу екстрагування сахарози із бурякової стружки шляхом електромембранної підготовки екстрагента

brief description

Захарченко Тетяна Миколаївна. Інтенсифікація процесу екстрагування сахарози із бурякової стружки шляхом електромембранної підготовки екстрагента : Дис... канд. наук: 05.18.12 2009

Захарченко Т.М. Інтенсифікація процесу екстрагування сахарози із бурякової стружки шляхом електромембранної підготовки екстрагента. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 процеси й обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.
Робота присвячена підвищенню ефективності бурякоцукрового виробництва шляхом інтенсифікації процесу екстрагування сахарози. В дисертаційній роботі представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо закономірностей екстрагування сахарози із застосуванням електромембранної підготовки реагента електроактивованого водного розчину (ЕАВР).
Встановлено ефективність застосування ЕАВР, та визначено, що добавка в екстрагент збільшує чистоту дифузійного соку. Визначено ефективність бактерицидної дії ЕАВР відносно мікрофлори живильної води та дифузійного соку. Визначено, що використання біполярної мембрани МБ-3 з покращеними електрохімічними характеристиками і удосконалених гідродинамічних режимів
забезпечує підвищення ефективності процесу електромембранної підготовки екстрагента і економії витрат електроенергії. Використання електромембранної
обробки дозволяє знизити в'язкість та підвищити електропровідність розчинів. Досліджено механізм інтенсифікації процесу екстрагування сахарози із бурякової стружки. Запропоновані вдосконалення технології і обладнання та розроблена апаратурно-технологічна схема дифузійного відділення. Проведені випробування запропонованої електротехнології переробки бурякової сировини, які пройшли у промислових умовах.

На основі огляду науково-технічної літератури; теоретичних, експериментальних та промислових досліджень, впливу електромембранної обробки на технологічні, фізико-хімічні, дифузійні властивості екстракту і бурякової сировини та механізму активації технологічних середовищ за рахунок утворення сольватованих електронів, удосконалено електромембранні
15
процеси та установки для підготовки живильної води, які дозволяють інтенсифікувати процес екстрагування сахарози із бурякової стружки.
1. Встановлена ефективна густина струму (40-50А/м2) електромембранного процесу регулювання рН водних середовищ з використанням біполярних мембран МБ-3 і взаємно перпендикулярним проходженням розчинів.
2. Показано, що добавка в екстрагент ЕАВР концентрацією до 3% отриманого з електролітом NaCl дає можливість збільшити чистоту дифузійного соку на 0,61,9%, при зменшенні вмісту ВМС на 25-30% та білків на 0,2%.
3. Досліджено, що для усіх видів екстрагентів ефективне значення концентрації ЕАВР знаходиться в межах 1,5...2,5%, причому приріст чистоти дифузійного соку зростає в ряду екстрагентів: дистильована вода > вода з відкритого водоймища > жомопресова вода > барометрична вода.
4. В результаті математичної обробки експериментальних даних, встановлена оптимальна добавка ЕАВР в живильну воду і бурякову стружку, яка складає 1,6% у співвідношенні 20 : 80;
5. Встановлено зниження мікробіологічної забрудненості стружки і екстрагента. Процес дифузії протікає в більш стерильних умовах, знезаражуючий ефект для мезофільних аеробних і факультативно анаеробних
мікроорганізмів (МАФАМ) складає 94,32%, а для пліснявих грибів і дріжджів 96,18%.
6. Досліджено, що очищений сік отриманий з використанням електромембранної обробки екстрагента, має вищу чистоту на 1,11,4%, при цьому кольоровість знижується на 15%, масова доля ВМС на 30% в порівнянні з типовою технологією, що дозволяє рекомендувати цей процес для впровадження у виробництво цукру.
7.Використання електромембранної обробки дозволяє знизити вязкість розчинів в середньому на 1015%, підвищити електропровідність розчинів на 1822%, та збільшити коефіцієнт дифузії сахарози в середньому на 1520%, що свідчить про інтенсифікацію масообмін них процесів.
8.Вперше науково обґрунтований механізм інтенсифікації процесу екстрагування сахарози із бурякової стружки при використанні електромембранної обробки екстрагента, за рахунок утворення сольватованих електронів, результатом яких є утворення часток реакційно здатних до окисно-відновних та кислотно-основних перетворень , наявність яких підтверджена даними електронної ЕПР та ЯМР спектроскопії.
9. Запропонований вдосконалений електромембранний апарат для екстрагента з використанням біполярних мембран МБ-3 з покращеними електрохімічними характеристиками і взаємно перпендикулярним проходженням розчинів крізь прокладки-турбулізатори, що призводить до покращення ефективної роботи всієї поверхні мембран і суттєвого зменшення габаритів установки
16
10. Запропонована апаратурно-технологічна схема дифузійного відділення з нахиленим екстрактором та використанням електромембранної технології підготовки реагента, що дозволяє регулювати рН живильної води та
інтенсифікувати процес екстрагування сахарози із бурякової стружки. Розроблений спосіб підготовки живильної води для екстрагування сахарози із бурякової стружки, на який отримано деклараційний патент України №200505961 від 15.12.2005р.
11. Проведені виробничі випробування запропонованих електротехнологічних процесів переробки бурякової сировини на ЗАТ «Новомиргородський цукор». Економічний ефект при переробці 100 тис.т буряків складає 396,600 тис.грн.