Аннотация

Математическое моделирование является неотъемлемой частью современного научного исследования. Математическая модель представляет собой эффективный инструмент познания реального объекта и позволяет определить его характеристики, получить оценку показателей эффективности качества, осуществить поиск оптимальной структуры и параметров объекта. Математическое моделирование применимо к различным процессам, протекающим при переработке пищевых сред, - механическим, теплообменным, массообменным, мембранным и т.д. В основе математической модели процессов мембранной переработки, как правило, лежат показатели их эффективности - селективность и удельная производительность (проницаемость). Во многом снижение данных показателей обусловлено явлением «концентрационной поляризации», которое связано с накоплением слоя задерживаемых веществ на поверхности мембраны. Одним из эффективных способов борьбы с данным явлением является отвод диффузионного слоя, который позволяет интенсифицировать мембранные процессы. Моделирование и расчет аппаратов и установок составляют один из основных этапов внедрения технологического оборудования в производственный процесс. Простота методов моделирования и расчета сокращает время пуска технологической линии, что, в свою очередь, позволяет ускорить получение прибыли. Мембранное фильтрование осуществляется в аппаратах, которые комплектуются в установки. Установки можно классифицировать по различным признакам. Наиболее распространенной является классификация по организации процесса. В соответствии с ней различают одноступенчатые и многоступенчатые, прямоточные и циркуляционные. Проведен анализ схем мембранных установок на основе типовых аппаратов с отводом фильтрата. Предложены варианты мембранных установок, включающие мембранные аппараты с отводом диффузионного пограничного слоя. На основе результатов экспериментальных исследований мембранного оборудования с отводом диффузионного слоя разработаны программные комплексы, позволяющие производить рациональную компоновку мембранных установок непрерывного действия.

Ключевые слова

Мембранные аппараты, диффузионный пограничный слой, программный комплекс, технологические параметры, молочная сыворотка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лобасенко, Б.А. Ультрафильтрация: Теория и практика / Б.А. Лобасенко, А.Г. Семенов, Ю.Н. Захаров. - Новосибирск: Наука, 2015. - 204 с.
2. Котляров, Р.В. Моделирование процесса мембранного концентрирования молочных сред и разработка аппаратурных схем установок: автореф. дис.. канд. техн. наук: 05.18.12 / Котляров Роман Витальевич. - Кемерово, 2009. - 17 с.
3. Лобасенко, Б.А. Ультрафильтрация молока и молочных продуктов: монография / Б.А. Лобасенко, Р.Б. Лобасенко; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2006. - 117 с.
4. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: в 2 ч. Ч. 2: Массообменные процессы и аппараты / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1995. - 368 с.
5. Малыгин, Е.Н. Математические методы в технических расчетах / Е.Н. Малыгин. - Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - 80 с.
6. Kerger, F. Modeling flows in environmental and civil engineering / F. Kerger, B.J. Dewals, S. Erpicum, P. Archambeau, M. Pirotton. - Nova Science Publishers, Inc., 2010. - 151 p.
7. Chakraborty, D. Modeling and simulation of rotating disk-membrane module in ultrafiltration of bovine serum albumin / D. Chakraborty, D. Sarkar, C. Bhattacharjee // Separation science and technology. - 2013. - V. 48, №17. - P. 2549-2566.
8. LeCorre, D. Ceramic membrane filtration for isolating starch nanocrystals / D. LeCorre, J. Bras, A. Dufresne // Carbohydrate Polymers, 2011. - №86. - P. 1565-1572.