Аннотация

Технологии разделения и очистки веществ нашли широкое применение во многих отраслях промышленности,где требуются выделение компонентов из смеси, концентрирование и получение высокочистых веществ, водоочистка и переработка отходов производства и т.д. Особое внимание при организации технологических процессов уделяется созданию безотходных технологий и замкнутых производственных схем. Одной из разновидностей технологии разделения и очистки жидких и газообразных сред являются мембранные методы. Переработка сырья мембранными методами в отличие от широко применяемых методов производится без фазовых превращений. Мембранные методы в ряде случаев оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию. Несмотря на преимущества мембранных методов, их использование в промышленности в настоящее время недостаточно. Это обусловлено невысокой производительностью мембранного оборудования вследствие образования в процессе переработки сред на поверхности мембраны слоя, содержащего задерживаемые вещества в концентрации выше, чем в основном потоке. В связи с этим разработка мембранного оборудования, в котором предусмотрено снижение толщины слоя задерживаемых веществ различными способами, является актуальной задачей. Разработана новая конструкция мембранного аппарата, включающая вставку, состоящую из несущего стрежня и конических элементов, в котором снижение толщины слоя задерживаемых веществ на мембране осуществляется гидродинамическим способом. Экспериментальные исследования мембранного аппарата при концентрировании крахмального молока показали, что конструкция является работоспособной. Полученная регрессионная модель позволила определить рациональные значения параметров технологического режима работы мембранного аппарата (Т = 45 °С, Р = 0,25 МПа), при которых достигается максимально возможная производительность, равная 490∙10-6 м3/(м2∙с). В результате сравнительных экспериментальных исследований новой конструкции мембранного аппарата и прототипа установлено, что использование вставки в составе мембранного аппарата позволяет повысить его производительность по фильтрату в 1,6 раза.

Ключевые слова

Мембранный аппарат, концентрирование, крахмальное молоко, технологические режимы, регрессионный анализ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов / Ю.П. Грачев, Ю.М. Плаксин. - М.: ДеЛи Принт, 2005. - 296 с.
2. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: в 2 ч. Ч. 2: Массообменные процессы и аппара- ты / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1995. - 368 с.
3. Положительное решение о выдаче патента РФ на полезную модель по заявке №2014105407/05(008622), МПК B65D88/68 от 13.02.2014. Мембранный аппарат / Л.Р. Хачатрян, Р.В. Котляров; заявитель и патентообладатель Федеральной государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» - заявл. 13.02.2014. // М.: Роспатент, 2014.
4. Технология переработки продукции растениеводства / под ред. Н.М. Личко. - М.: Колос, 2000. - 552 с.
5. Технология пищевых производств / под ред. А.П. Нечаева. - М.: КолосС, 2005. - 768 с.
6. Хачатрян, Л.Р. Математическая модель гидродинамических условий при обтекании жидкостью конической по- верхности в цилиндрическом канале / Л.Р. Хачатрян, Р.В. Котляров, А.А. Крохалев // Техника и технология пищевых производств. - 2015. - № 1. - Т. 36. - С. 92-96.
7. BeMiller, J.N. Starch - Chemistry and Technology / J.N. BeMiller, R.L. Whistler. - Academic Press, 2009. - 894 p.
8. LeCorre, D. Ceramic membrane filtration for isolating starch nanocrystals / D. LeCorre, J. Bras, A. Dufresne // Carbohy- drate Polymers. - 2011. - Vol. 86. - P. 1565-1572.