CC BY
23
108
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2—3, 19и
Учитывая, что скорость фильтрации жидкой фазы двухфазного пористого материала
исф = (1——й„),
уравнение (12) приобретает вид:
(£ч + исф) = 0. (13)
Учитывая свойство дивергенции, которая для постоянного числа равна нулю, из (13) получили:
■ . I |Ц;
где С — произвольный вектор, определяемый из начальных условий.
При ич = 0 вектор С равен скорости фильтрации жидкой фазы через неподвижный слой, а при отсутствии движенп_я жидкой фазы в неподвижном слое ЭТОТ вектор С — 1>сф = 0.
ВЫВОДЫ
Получено общее уравнение сплошности пористого материала для случая пространственной задачи, позволяющее установить взаимосвязь между соотношением фаз, плотностью вещества и скоростью движения каждой из них. Установлена зависимость скорости фильтрации жидкой фазы от скорости частиц двухфазного пористого материала.
Уравнения неразрывности сплошных материалов являются частными случаями уравнения сплошности
пористого материала. Уравнения неразрывности, приведенные в работе, могут быть использованы в механике пористых, в том числе сыпучих материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Герсеванов Н. М., Польшин Д. Е. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение.— М.: Стройиздат, 1948.— 107 с.
2. Тер ц а г и К. Теория механики грунтов.— М.: Гос-стройиздат, 1961.— 507 с.
3. Ф л о р и н В. А. Основы механики грунтов. Т. 1,— Л.-М.: Госстройиздат, 1959.— 357 с.
4. Ф л о р и н В. А. Основы механики грунтов. Т.2,— Л. М.: Госстройиздат, 1961.— 543 с.
5. Ц ы т о в и ч Н. А. Механика грунтов.— М.: Гос-
стройиздат, 1963.— 636 с.
6. Зарецкий Ю. К. Теория консолидации грунтов,— М.: Наука, 1967,— 270 с.
7. Гениев Г. А. Вопросы динамики сыпучей среды,— М.: Госстройиздат, 1958.— 121 с.
8. Псевдоожижение /Под ред. И. Ф. Девидсона и Д. X. Ха-рисоно: Пер. с англ./ В, Г. Айнштейн, Э. Н. Гальперин, В. Л. Новобратский; Под ред. д-ра техн. наук Г. И. Гальперина.— М.: Химия, 1974.— 72 с.
9. Н и г м а т у л и н Р. П. Динамика многофазных сред. Ч. I.— М.: Наука, 1987.— 464 с.
I
Кафедра технологического оборудования
зерновых производств Поступила 20.10.8Я
633.444.087
ЭЛЕКТРООБРАБОТКА ЗЕРНОВОГО СУСЛА ПЕРЕД ВАКУУМ-ВЫПАРИВАНИЕМ
Е. Д. ФАРАДЖЕВА, Ю. Н. АНЧЕКОВ Воронежский технологический институт
Одно из основных направлении развития пивобезалкогольной промышленности — специализация и концентрация производства на базе централизованного изготовления концентратов, в том числе и концентратов из зернового сырья.
Переход на производство напитков из концентратов будет способствовать повышению качества продукции, стабильности состава и- свойств изделий, снижению транспортных расходов и повышению производительности труда.
Наиболее распространенным методом концентрирования является вакуум-выпаривание [1].
Цель данной работы — повышение качества готового продукта и сокращение расхода пара за счет электрообработки упариваемого сусла [2].
Для этого зерновое сусло подвергается обработке постоянным током в электролизере с полупроницаемой мембраной. После включения постоянного электрического тока в отсеке с катодом скапливаются положительно заряженные частицы (щелочная фракция), в отсеке с анодом — отрицательно заряженные частицы (кислая фракция). Материал электродов — титан. Электроды питаются через полупроводниковый выпрямитель от сети переменного тока напряжением 220 В. Плотность тока при этом изменялась в пределах 2—6 А/м2 [3].
В результате обработки исходное сусло разделялось на кислую фракцию с pH 2,85—2,95 и щелочную с pH 8,75—8,92. Одновременно происходила коагуляция белков, дубильных веществ и других высокомолекулярных соединений, подлежащих уда-
лению из сусла для получения стабильного готового продукта. После отделения скоагулированных частиц каждая фракция отдельно подвергалась выпариванию при остаточном давлении 0,014—0,015 МПа.
Влияние режимов предварительной обработки сусла постоянным током оценивалось по изменению температуры кипения обеих фракций. Результаты представлены в табл. 1, согласно которым оптимальными условиями обработки являются плотность тока 3—5 А/м2, продолжительность 900—1200 с. Меньшие плотности тока растягивают процесс во времени до 1 800—2400 с, что приводит к увеличению цветности на 15—20%, ухудшению ароматических свойств продукта. Большие плотности тока не обеспечивают высокого уровня эффекта, но затруднительны в практическом воплощении и обеспечении необходимых требований по технике безопасности. При времени обработки менее 900 с образуются скоагулирован-ные частицы высокой степени дисперсности, что затрудняет их отделение и требует дополнительного оборудования. При обработке свыше 1 200 с наблюдается процесс дезагрегации, что увеличивает в сусле содержание высокомолекулярных веществ. Кроме того, за счет реакций меланоидинообразо-вания и окислительных процессов увеличивается цветность, снижается содержание изогумулона и других ароматических веществ, что ухудшает качество продукта.
Таким образом, предварительная обработка сусла постоянным током снижает температуру кипения при выпаривании. При остаточном давлении 0,014—
0,015 МПа температура кипения необработанной*
Фракции 2 / 12
Кислая ,|
Щелочная
Объем, см3 Массовая доля сух Кислотность, см3 МІ Щелочность, см3 мс Аминный азот, 10' Цветность, см3 0,1 , Содержание редуп Содержание сахароі Содержание декстрі Содержание изогум Общий азот, г Активная кислотное
сусла 57—58, кис —47—48° С.
Влияние предва] ных условиях на ка ного концентрата п ние основных покаї нятым в пивобеза; тодам [3].
ПокаД-ели на 100| концентрата
Массовая доля сухих^ ществ, %
Общий азот, 10~3 с Аминный азот, 10~3 г Редуцирующие вещества, г Сахара, г Декстрины, г Цветность, см3 0,1 моль/дм3 р-ра йода Изогумулон, 10~3 г
За счет снижения фракции на 7—8 и общего азота уменьц! го азота — на 5,21 ществ—на 11,24— 5,55%, изогумулона
ЭЛОГИЯ, № 2—3, 1990
У неразрывности, ыть использованы ше сыпучих мате-
ии Д. Е. Теорети-и их практическое 107 с. грунтов,—М.: Гос-
ки грунтов. Т. 1.___
с.
ики грунтов. Т.2.— грунтов,—М.: Гос-'лидации грунтов.— и сыпучей среды.—
видсона и Д. X. Ха-
Цейн, Э. Н. Галь-I ред. д-ра техн.
I, 1974,— 72 с. шка многофазных
с
Поступила 20.10.88 633.444.087
РЕД
Таблица 1
шльного готового фованных частиц ргалась выпари-014-0,015 МПа. [ьной обработки ;сь по изменению ций. Результаты торым оптималь-:я плотность тока -1200 с. Меньшие :с во времени до чению цветности ических свойств не обеспечивают труднительны в :ченни необходи-ости. При време-а скоагулирован-юперсности, что ,ет дополнитель-| свыше 1 200 с что увеличивает 1ярных веществ, аноидинообразо-| увеличивается изогумулона и •Э ухудшает ка-
эбработка сусла |уру кипения при .влении 0,014— ^обработанного
Плотность тока, А/м1 и продолжительность обработки, с
Фракции 2 А/м2, 2 А/м2, 3 А/м‘ 3 А/м2 3 А/м2, 3 А/м2, 5 А/м1 ев/ж2, 5 А/м2, 5 А/мІЛ 6 ІЙм1 5 А/м2 6 А/м1, 6 А/м1,
1200 с 1800 с 600 с 900 с 1200 г 1500 с 600 с 900 с 1200 с 1500 с 600 с 900 с 1200 с 1500 с
Кислая 55,2 53,2 51,9 51,5 51,0 50,9 50,7 50,5 50,2 50,0 50,4 50,0 49,8 49,6
Щелочная 53,8 52,9 50,7 49,2 48,3 47,9 47,6 47,5 47,1 46,9 47,3 46,8 46,7 46,7
Таблица 2
Показатели
Объем, см3
Массовая доля сухих веществ, %
Кислотность, см3 моль/дм3 р-ра NaOH на 100 см.6 Щелочность, см3 моль/дм3 р-ра HCL на 100 см3 Аминный азот, 10~3 г/100 см
Цветность, см3 0,1 моль/дм3 р-ра йода на 100 см3 Содержание редуцирующих веществ, г/100 см3 Содержание сахаров, г/100 см3 Содержание декстринов, г/100 см3 Содержание изогумулона, 10~3 г/100 см3 Общий азот, 10 г/100 см3
Активная кислотность, pH
сусла 57—58, кислой фракции 50—51, щелочной -47—48° С.
Влияние предварительной обработки в оптимальных условиях на качественный состав сусла и упаренного концентрата приведено в табл. 2 и 3. Определение основных показателей проводилось по общепринятым в пивобезалкогольной промышленности методам [3].
Таблица 3
Необработанное сусло 1 Фракции сусла после обработки
МіІ^ІЗЇІ щелочная
3900—4500 1926—2200 1930—2220
11,0—11,2 11,0—11,2 11,0—11,2
0,65—0,80 3,65—4,55 —
— — 0,80—0,95
29,40—32,65 31,15—33,05 26,60—27,95
1,56—1,65 1,05—1,22 2,50—2,75
7,99—8,23 8,47—8,63 7,92—8,21
6,50—6,72 6,63—6,81 6,37—6,49
2,77—2,95 2,77—2,93 2,72—2,90
2,54—2,62 1,71 — 1,97 3,29—3,33
88,3—87,2 88,2—92,3 82,5—86,1
5,45—5,67 2,85—2,95 8,75—8,92
Показатели на 100 г концентрата
Массовая доля сухих ществ, %
Общий азот, 10~3 г Аминный азот, 10~3 г Редуцирующие вещества, г Сахара, г Декстрины, г Цветность, см3 0,1 моль/дм3 р-ра йода Изогумулон, 10-3 г
Концентрат, по^ лученный ва-куум-выпари-ванием
71,5 -72,0
508,9—525,4 173—192
46,5—47,2
42,4—43,2 17,1 — 18,1
14,3—15,1
15,2—17,1
Концентрат, полученный ва-куум-выиари-ванием с предварительной обработкой постоянным током
71.8—7ЖЇЇ
538,4—546,4
185-202
51.8—52,7
44,2—45,6
16.9—17,8
13,0—13,9
15,8-17,9
За счет снижения температуры кипения кислой фракции на 7—8 и щелочной на 10—11° С потери общего азота уменьшаются на 4,07—5,79%, аминно-го азота — на 5,20—5,79%, редуцирующих веществ— на 11,24—11,65%, сахаров—на 4,12—
5,55%, изогумулона — на 4,10—4,67%. Цветность Кафедра биотехнологии
концентрата уменьшается на 7,95—8,90%, декстринов— на 1,01 —1,65%.
Проведенные тепловые расчеты позволяют сделать вывод о сокращении пара на выпаривание с 5527 до 5096 кг на 1000 кг получаемого концентрата.
ВЫВОДЫ
1. Предложен способ обработки сусла постоянным током плотностью 3—5 А/м2 в течение 900—1200 с, обеспечивающий снижение температуры кипения кислой фракции на 7—8, щелочной на 10—11° С.
2. Изучено влияние электрообработки на основные показатели сусла и экстракта. Отмечено положительное влияние на сохранение ценных веществ, таких как аминный азот, редуцирующие сахара и изогумулон, уменьшение цветности. Ухудшения ароматических свойств не замечено.
3. Электрообработка позволяет сократить расход пара при вакуум-выпаривании на 7,8%,
ЛИТЕРАТУРА
. Казанцева Э. Н., Киреева Т. И. Производство концентратов безалкогольных напитков в СССР и за рубежом.— М.: ЦНИИТЭИПищепром,
1985,— Вып. 2,— С. 20.
2. Б а г о ц к и й В. С., Основы электрохимии.— М.: Химия, 1988.—399 с.
Я А. с. 4268656/31 —13 СССР. Способ получения концентрата из зернового сусла / Анчеков Ю, Н., Фа-раджева Е. Д.
А Колчева Р. А., Калунянц К. А., Херсоне в а Л. А., С а д о в а Л. И. Химикотехнологический контроль пивобезалкогольной промышленности.— М.: Агропромиздат, 1988.— 271 с.
Поступила 13.11.8
