Математическое моделирование процесса микрофильтрации молочной сыворотки Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

66.067.1:637.344

8 9 10 XI

г*, недели

. -урных режимов >}:еного большое к-?я оценка. Све-> чистый кисло-чородный цвет, юму виду про-алось изменение мороженого, в иделях песчани-. Возникно-г-.шно с кисло-|.«еного. В ходе г» от белкового •у.гурный каркас е ;вязь с водной нежелательное

.уртного моро-иикробиологи-:> механические с 1яется темпе-2й нашли свое ■.а*«.- продукта, радовать сле-) мороженого: ;спее 6 недель

LKr и молочных

И. -344 с

W о о d A. F. extent of Ч'!о1. —1975,—

:,,'L'■га 07.01.&

Номер позиции на рисунке К1 к. С, С, Сз

Рис. 1:

кривая 1 0,980 0,961 0,319 1,817 1,793

кривая 2 0,995 0,990 2,435 6,616 1,793

кривая 3 0,993 0,986 1,780 6,473 3,506

кривая 4 0,898 0,806 0,070 1,481 1,475

кривая 5 0,988 0,979 0,043 0,936 0,927

Рис. 2:

кривая 1 0,986 0,973 0,078 2,033 1,990

кривая 2 0,901 0,812 0,069 1,582 1,580

кривая 3 0,993 0,986 1,780 6,473 3,506

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МИКРОФИЛЬТРАЦИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

А. Г. ХРАМЦОВ, И. А. ЕВДОКИМОВ, Е. Р. АБДУЛИНА Ставропольский политехнический институт

В настоящее время процессы мембранной фильтра- Таблица 2

Iции используются в многочисленных технологических схемах и сфера их применения постоянно расширяется. Это обусловлено конструктивной простотой, высокой эффективностью, малой материалоемкостью и энергоемкостью мембранных процессов.

Микрофильтрация — баромембранный процесс, использование которого в молочной промышленности позволит с новых позиций взглянуть на традиционные меч оды и приемы выработки молочных продуктов и создать гармоничные технические решения | технологических процессов.

I Целью исследования явилось выяснение основных закономерностей и построение математических моделей процесса микрофильтрации для различных значений технологических параметров.

В работе изучено влияние давления и размера пор мембран на скорость микрофильтрации подсыр-ной и творожной сывороток. Диапазон варьирования значений давления выбран с учетом прочностных характеристик мембран и необходимости уменьшения концентрационной поляризации и составил 0,05—0,37 МПа. Размер пор микрофильтрационных мембран рассматривался в интервале от 0,2 до 0,5 мкм.

Исследования проводили на установке «Агтпсоп-8400» в статических условиях. Использовали мембраны: МИФИЛ, разработанные в Институте физикоорганической химии АН БССР, с размером пор 0,2 мкм; МФА-А. выпускаемые Казанским производственным объединением «Тасма» им. В. В. Куйбышева с размером пор 0,5 мкм, фторопластовые, изготовленные в лабораторных условиях ВНИПИМ, с размером пор 0,3 мкм.

Оценочным показателем процесса принята скорость микрофильтрации в установившемся режиме.

Результаты эксперимента обработаны методами математической статистики на ЭВМ-1040 с использованием программ регрессионного анализа «ЬЯБУБ».

Уравнения регрессии для исследованных вариантов приведены в табл. 1. Точность описания процесса оценивали по множественному коэффициенту корреляции К\, множественному коэффициенту детерминации /Сг, стандартной ошибке оценки С средней относительной ошибке С-2, % средней

усредненной ошибке Сз, % (табл. 2).

Таблица /

Данные математического описания послужили основой для построения графиков зависимости скорости микрофильтрации от времени для различных видов исходного сырья и принятых в работе значений давления и размеров пор.

Проведенные эскперименты при условии: размер пор мембран — 0,2 мкм, í — 20° С позволяют установить влияние давления на оценочный показатель для микрофильтрационных мембран при обработке молочной сыворотки: кривая 1 — объект исследования — подсырная сыворотка, давление — 0,05 МПа\ кривая 2 — подсырная сыворотка, давление — 0,20 МПа\ кривая 3 — подсырная сыворотка, давление — 0,30 МПа\ кривая 4 — творожная сыворотка, давление — 0,30 МПа; кривая 5 — творожная сыворотка, давление — 0,37 МПа (рис. 1).

Номер позиции на рисунке Уравнения регрессии

Рис. 1:

кривая 1 у = 0,0119+2,7336/А', —59,8636/А-!

кривая 2 у=0.1119+ 16,4138/А, —846,474/Ат

кривая 3 у = £<>.0068+64.90/*, — 1237,9/Л';

кривая 4 у = 0,038—2,253-10-7А,

кривая 5 у = е°, 004 — 4,687- 10 -:*|

Рис. 2:

кривая 1 У = е—2,518—8,771 ■ КГ4*,

кривая 2 у = ¿,-3.104-2,262 • 10-%

кривая 3 у _ е0.0068 + 64,90/*| —12зДН

Из графика видно, что скорость микрофильтрации имеет тенденцию к возрастанию в изучаемом диапазоне давлений до 0,3 МПа. Оценочный показатель процесса при давлении 0,3 МПа в 2,14 раза выше, чем при давлении 0,05 МПа. Дальнейшее повышение давления не приводит к адекватному изменению скорости микрофильтрации в установившемся режиме. Это объясняется, по-видимому, закупоркой пор мембран и возрастанием величины концентрационной поляризации.

Анализ влияния размера пор мембран (рис. 3) I на скорость процесса микрофильтрации для сыворотки творожной (давление — 0,30 МПа, температура— 20° С): кривая / — размер пор мембран — | 0,2 мкм\ кривая 2 — размер пор мембран — 0,3 мкм; кривая 3 — размер пор мембран — 0,5 мкм показывает, что с увеличением размера пор значение | оценочного показателя возрастает.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны математические модели, описывающие зависимость скорости микрофильтрации от времени при значениях прилагаемого давления 0,05—0,37 МПа и размерах пор мембран 0,2— 0,5 мкм.

2. При обработке подсырной и творожной сывороток на микрофильтрационных мембранах с размером пор 0,2 мкм скорость процесса возрастает-пропорционально увеличению давления до 0,3 МПа.

3. Установлено, что скорость микрофильтрации молочной сыворотки повышается с увеличением размера пор мембран в диапазоне от 0,2 до 0,5 мкм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брок Т. Мембранная фильтрация.— М.: Мир, 1987.— 462 с.

2. Schulz G., Ripperger S. Concentration polarization in crossflow microfiltration // G.of membrane science.— 1989,—40.—175—178, 184.

Кафедра технологии молока и молочных продуктов

Поступила 16.12.№

КОЭФФИЦИЕНТ «ПРОЗРАЧНОСТИ» РИШТЫ

А. Г. МЕЛИКОВ Московский технологический институт пищевой промышленности

Производство ришты — полуфабриката восточных национальных кондитерских изделий ведется в условиях кустарного и полукустарного производства.

Для механ жена технолог ранее формуй но выбрать і ходимо опртд ришты.

Ширина ьиді с/нка полосок рованном форл/ іе, как и для вносится с пс ¡ИЖНОЙ — фо| іерхность, на к Наиболее - э определяющей | яым способом р «прозрачности» члощади, заняі ял о щади поверх

.•де F,

общ.

,

- общ, ным разн штрр той і

664.763.8.016.N

Ришта представляет собой тонкую сетчатую пластину, приготавливаемую отливкой из жидкого теста на основе рисовой муки.

ко

вымора;

Эксперименты го сусла вымор содержания сахаі производства по^ вин, приведены Ні на Тбилисском за схема которой пр теплообменника і ния сусла — /, си рывного действия ском политехниче затора — 3, центру