Аннотация

Разработка научных основ выделения компонентов сыворотки пищевых предприятий флокулянтами – актуальная задача, позволяющая решать вопросы охраны окружающей среды и утилизации содержащихся в сыворотке ценных продуктов (белков, жира, лактозы). Целью данной работы являлось изучение свойств модифицированных флокулянтов, таких как набухание и светопоглощение, влияющих на полноту выделения компонентов молочной сыворотки. Объектами исследований в работе являлись: флокулянты на основе полиакриламида – Магнафлок 156, Магнафлок 24 и Магнафлок 919; модификаторы – пропиленгликоль, этиленхлоргидрин, пропиленхлоргидрин, аминокислоты серин и глицин, а также молочная сыворотка. Исследования проводились в Кемеровской области. Из полученных данных следует, что при близких значениях степени набухания время набухания для исходных и модифицированных флокулянтов убывает от Магнафлока 24 до Магнафлока 919. Наиболее оптимальным по скорости набухания является среднеанионный полиэлектролит Магнафлок 156 со средней степенью развертывания макромолекул. Доказано, что в результате модификации молекулярная масса флокулянтов возрастает в 1,4–2,4 раза. Установлено, что среднестатистическое расстояние между концами макромолекул увеличивается в 1,3–1,8 раза; наблюдается незначительное снижение гибкости; гидродинамический объем повышается в 1,33–9,9 раза. Экспериментально установлено, что пики поглощения в ультрафиолетовой области для модифицированных флокулянтов сдвигаются в более длинноволновую область, по сравнению с исходными полиэлектролитами, что указывает на образование крупных агрегатов частиц за счет процесса модификации. На основании эксперимента для выделения компонентов молочной сыворотки получены следующие технологические параметры: концентрация флокулянта – 0,05 %; доза флокулянта – 6 г/м3; температура – 25–30 °С; время флокуляции – 10–20 мин; способ подачи – непрерывный; время отстоя – 60 мин; угловая скорость перемешивания – 30–40 об/мин. Предложена технологическая схема выделения компонентов молочной сыворотки. Доказано, что модифицированные флокулянты значительно полнее выделяют ценные компоненты сыворотки, чем немодифицированные.

Ключевые слова

Флокулянт, модификация, макромолекулярные свойства, набухание, вязкость, светопоглощение, молекулярная масса

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рациональные технологии переработки кислой молочной сыворотки / И. А. Евдокимов [и др.] // Молочная промышленность. – 2007. – № 11. – С. 45–48.
2. Соколова, З. С. Технология сыра и продуктов переработки сыворотки / З. С. Соколова, Л. И. Лакомова, В. Г. Тиняков. – М. : Агропромиздат, 1992. – 335 с.
3. Revealing the characteristics of a novel bioflocculant and its flocculation performance in Microcystis aeruginosa removal / P. Sun [et al.] // Scientific Reports. – 2015. – Dec. 2. – P. 5. https://doi.org/10.1038/srep17465.
4. Ульрих, Е. В. Концепция очистки молочных смывных вод / Е. В. Ульрих // Молочная промышленность. – 2011. – № 6. – С. 85–86.
5. Свойства деструктивно модифицированных флокулянтов / Е. В. Ульрих [и др.] // Журнал прикладной химии. – 2010. – Т. 83, № 3. – С. 522–524.
6. High performance polymeric flocculants based on modified polysaccharides – Microwave assisted synthesis / S. Pal [et al.] // Carbohydrate Polymers. – 2012. – Vol. 87, iss. 1. – P. 336–342. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.07.052.
7. Liu, M. Effect of modified sludge on the particles flocculation and swelling slurry stability in the co-slurry of sludge and petroleum coke / M. Liu, X. Zhang, L. Zhao // International Journal of Chemical Reactor Engineering. – 2017. – Vol. 15, iss. 3. – P. 1–10. https://doi.org/10.1515/ijcre-2016-0120.
8. Modified modifiers water treatment energy residual as flocculant for Microcystis aeruginosa removal and water purification / H.-Q. Wang [et al.] // International Journal of Environmental Science and Technology. – 2017. – Vol. 14, № 11. – P. 2543–2550. https://doi.org/10.1007/s13762-017-1381-4.
9. Divakaran, R. Flocculation of algae using chitosan / R. Divakaran, V.N.S. Pillai // Journal Applied Phycology. – 2002. – Vol. 14 (5). – P. 419–422. https://doi.org/10.1023/A:1022137023257.
10. Феофанов, Ю. А. Коагуляционная очистка сточных вод предприятий молочной промышленности / Ю. А. Феофанов, Н. Л. Литманова // Переработка молока: технология, оборудование, продукция. – 2006. – № 11. – С. 54–55.