Аннотация

Разработка оборудования для производства продуктов питания, содержащих комплекс необходимых для жизнедеятельности организма компонентов (в частности, аминокислот), является достаточно актуальной задачей. Ряд незаменимых аминокислот содержится в молочных и сывороточных белках, которые, находясь в растворенном состоянии, легко усваиваются организмом. Поскольку белковые вещества термолабильны, для их концентрирования в настоящее время успешно применяется мембранная технология. Концентрирование смесей мембранными методами производится без фазовых превращений и обычно при температуре окружающей среды. Молочный белок в процессе концентрирования продукта не претерпевает изменений и сохраняет натуральную форму и, соответственно, полезные свойства, чего нельзя отнести к белковым концентратам, полученным стандартными методами. В ряде случаев мембранные методы оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию, т.е. существует возможность переработки вторичного сырья и отходов. Автором разработана конструкция мембранного аппарата, включающая вставку, на боковой поверхности которой расположены отверстия, в котором снижение толщины слоя задерживаемых веществ на мембране осуществляется гидродинамическим способом. Экспериментальные исследования мембранного аппарата при концентрировании молочной (творожной) сыворотки показали, что конструкция является работоспособной. Полученные регрессионные модели позволили определить рациональные значения конструктивных (L = 2 мм, N = 13 рядов, D = 1 мм) и технологических (Т = 60 ºС, Р = 0,18 МПа) параметров, при которых достигается максимально возможная производительность, равная 8,8·10-6 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 1,4 раза.

Ключевые слова

Мембранный аппарат, концентрирование, молочная (творожная) сыворотка, технологические параметры, конструктивные параметры, 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 аппараты / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1995. - 368 с.
3. Котляров, Р.В. Моделирование процесса мембранного концентрирования молочных сред и разработка аппаратурных схем установок: дис. канд. техн. наук: 05.18.12 / Котляров Роман Витальевич. - Кемерово, 2009. - 161 с.
4. Патент РФ на полезную модель № 152198, МПК B01D 63/06 от 21.01.2014. Аппарат для мембранной фильтрации / А.Е. Стефанкин, Р.В. Котляров; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)». - заявл. 24.01.2014. - М.: Роспатент, 2014.
5. Хачатрян, Л.Р. Исследование технологических режимов работы мембранного аппарата при концентрировании крахмального молока / Л.Р. Хачатрян, Р.В. Котляров, Б.А. Лобасенко // Техника и технология пищевых производств. - 2015. - № 2(37). - С. 61-66.
6. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 587 с.
7. Anil K. Pabby, Syed S.H. Rizvi, Ana Maria Sastre Requena / Handbook of Membrane Separations: Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnologi-cal Applications - CRC Press, 2008. - 1184 p.
8. Hinkova, A. Potentials of separation membranes in the sugar industry / А. Hinkova, Z. Bubnik, P. Kadlec, J. Pridal // Separation and Purification Technology, 2002. - № 1 (26). - P. 101-110.
9. Nath Kaushik / Membrane Separation Processes - PHI, 2008. - 589 p.
10. Chota, Y. Advanced reverse osmosis process with automatic sponge ball cleaning for the reclamation of municipal seawage / Y. Chota, M. Kenji // Water life: Proc. Int. Congr. Desalin. and Water Re-Use K. C. Channalasappa Mem. - 1980. - V. 3. - P. 391-398.