Обратиоосмотическая очистка водной массы паточной барды спиртовых производств от растворенных веществ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Рис. 3

Анализ зависимостей показывает, что для обеспечения нормируемых потерь с бардой необходимо снижать производительность аппаратов почти на 25% (например, при 1н = 50“С в первом варианте). Аналогично и при других температурах во всех рассматриваемых вариантах компоновки. Особенно сильно сказывается недогрев виноматериала при понижении расхода пара.

Отсюда можно сделать практические выводы по влиянию недогрева и ориентироваться на них при выборе режима работы установки.

ВЫВОДЫ

1. При проектировании и установке перегонных колонн в целях упрощения направленного регулирования крепости и качества получаемого продукта необходимо предусматривать укрепляющую

50

60

ТО

Ж

90 ”С №

Рис. 4

часть в брагоперегонной колонне (две-три тарелки). Количество тарелок и высоту исчерпывающей части нужно рассчитывать на удельный расход пара, превышающий значение минимального удельного расхода не более чем на 10-15%.

2. Следует организовать подачу исходного сырья при температуре, близкой к температуре кипения, за счет установки дополнительного подогревателя на линии подачи виноматериала.

' ЛИТЕРАТУРА

1. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. — Киев: Техника, 1970. — 207 с.

2. Любченков П.П., Рябченко Н.П., Суручан П.Т. Получение коньячного спирта на вихревом перегонном аппарате / / Виноделие и виноградарство СССР. — 1985. — № 2. — С. 33.

3. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Паука. 1974. — 831 с.

Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 30.03.95

I

м л р:-‘ Р1КТ

ел-!'

р=ф

II \ У.

их 11

П[.Й=

1Т ■ : Ll.lt*

г£г'1

нж,

10.

663.543.067.532.71

ОБРАТНООСМОТИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ВОДНОЙ МАССЫ ПАТОЧНОЙ БАРДЫ СПИРТОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ ОТ РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

С.И. ЛАЗАРЕВ, В.Б. КОРОБОВ, М.Б. КЛИОТ

Тамбовский государственный технический университет Аи "Синтез"

Утилизация в спиртовых производствах больших объемов водной массы паточной,барды предела ал я-ет существенные трудности [1, 21. Использование барды на корм скоту и в качестве'удобрений |2| ограничено: в первом случае — из-за большого-содержания калия, вредно влияющего на здоровье животных, во втором — из-за содержания в барде минеральных солей, что приводит к снижению и прекращению роста растений. Кроме того, при разложении паточной барды выделяются отравляющие воздух продукты с неприятным запахом.

Более прогрессивные способы утилизации паточной барды основаны на ее разделении на твердую и'водную массы.

Нами исследован обратноосмотический метод очистки водной массы паточной барды Новолядин-ского спиртового завода (Тамбовская область) с целью дальнейшего ее использования во вторичных производствах.

Состав различных партий исходной паточной барды приведен в табл. 1.

Предварительно водную массу паточной барды очищали от нерастворимых веществ гравитационным и центробежным отстаиванием. Дальнейшую очистку осуществляли на лабораторной обратноос-мотическои установке с мембранной ячейкой плоскорамного типа [3]. Использовали мембраны МГА-100, МГА-95К, МГА-95Л и ОПМ-К.

Таблица I

Номер партии Массовая доля, %

вода растворенные вещества перастворенные вещества

1 87,05 2,35 10,6

2 87,75 2,35 9,9

3 88,08 2,42 9,5

4 87,71 2,59 9,7

5 87,33 2А7-- ■ 10,2

Очистку проводили следующим образом. После предварительной суточной отмывки мембран в многократно меняемой дистиллированной воде от раствора глицерина и примесей сорбционного, характера собирали разделительную ячейку и подсоединяли ее к установке. Выведя установку на рабочий режим и проверив герметичность отдельных узлов, оставляли ее в заполненном раствором состоянии на 12 ч. После этого в течение 4 ч проводили предварительный опыт, в ходе которого устанавливалась постоянная производительность и селективность мембран. Затем выполняли основные эксперименты, в течение которых отбирали пробы исходного раствора и пермеата, измеряли объемный расход пермеата, контролировали давление, температуру и расход исходного раствора. Анализ растворенных веществ в водной массе осуществляли по окисляемости (ХПК) 14].

Таблица 2

Номер партии Тип мембраны Объем пермеата У-10'\ м* .Массовая доля растворенных веществ, кЬ/м'

^•11«.

1 М ГА-100 0,105 26,3 2,61

ОПМ-К 0,079 26,3 4,97

М ГЛ-95 К 0,115 26,3 3,95

МГА-95Л 0.132 26.3 1,067

2 М ГА-100 0.108 26,1 2.5

’ ОПМ-К 0,082 26,1 4,8

МГА-95К 0,118 26,1 3,85

МГА-95Л 0,122 26,1 0,99

3 МГА-100 ■ 0,098 26,7 2,8

ОПМ-К 0,072 26,7 5,16

МГА-95К 0,108 26,7 4,18

М ГА-95 Л 0,126 26.7 1.356

4 МГА-100 0,085 2К.7 4.12

ОПМ-К 0,061 28,7 6,51

М ГА-95 К 0.096 28,7 5,6

МГА-95Л 0,1 12 28.7 2,35

5 МГА-100 0,093 27,5 3.61

ОПМ-К 0.068 27.5 5,81

МГА-95К 0.103 27,5 4.93

МГА-95Л 0,119 27,5 1,82

100 %,

По результатам, представленным в табл. 2 (Р = 4,0 МПа, ? = 20°С, г = 5,4-10:' с), рассчитывали удельную производительность и селективность мембран:

0^

V,

(1-т)

исх

где V — объем пермеата;

5 — рабочая площадь мембраны; г — время;

С„„р — концентрация растворенного вещества в исходном растворе и в пер-меате соответственно.

Графики зависимости селективности и удельной производительности мембран от концентрации представлены на рис. 1, 2 соответственно.

т

90

8й

70

26

2.7

1’ис. 1

& %

<:,.о

'О

а

7 Ч

гь

&

Рис. 2

Селективность по растноренному веществу на мембране МГА-100 (кривая /) с повышением концентрации падает. Аналогичные зависимости наблюдали и на мембранах ОПМ-К, МГА-95К и МГА-95.П (кривые 2, 3 и 4). Снижение селективности с ростом концентрации растворенных веществ в водной массе вызвано уменьшением доли воды в пограничном слое (51, а также, вероятно, обезвоживанием рабочего (селективного) слоя мембраны 161

Селективность зависит и от вида мембраны. Например, на мембране МГА-95Л она выше, чем на мембране ОПМ-К (кривые 4 и 2), при прочих равных условиях (концентрация, температура, давление и т.д.). В этом случае селективность, вероятно, зависит от вида полимера, из которого изготовлен рабочий слой мембраны, толщины рабочего слоя, порозности и характера распределения пор по радиусу активного слоя мембраны [7].

Удельная производительность с ростом концентрации снижалась на всех мембранах, (рис. 2), что вызвано рядом причин: обезвоживанием активного слоя мембраны, повышением вязкости раствора, уменьшением движущей силы в связи с увеличением осмотического давления в растворе |5).

Проведенные исследования показали, что водная масса паточной барды спиртовых производств может быть очищена с высоким качеством обратноосмотическим методом. Наиболее предпочтительной мембраной является МГА-95Л.

ЛИТЕРАТУРА

!. Маринченко В.А., Смирнов В.А., Устинников Б.А., Цыганков П.С., Швец В.Н., Яровенко В.Л. Технологии Спиры. — Легкая и пищевая прим-т ь, 1981. — 410 с.

2. Фукс А.А. Технология спиртового производства. — М.1

Питепромиздат.'19.51. — 583 с.

3 Лазарев С.И., Коробов В.Б., Клиот М.Б., Пирогов П.А. Очистка сточных под производств сульфенамила II обратим осмосом // И.чн, вузов, Химия и хим. технологии. — 1993. — 36. — Вып. ;>. — С., 7й

4. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа под. — М.: Химии. 1973. — 37Ь с.

5. Дытнерский Ю.И. Папомембранные процессы. Теория и расчет. — М.: Химии, :986. — 278 с.

С). Николаев Н.И. Диффу.чин и мембранах. — М.: Химия, 1981). — 232 с.

7. Брык М.Т., Цапюк Е.А. Ультрафильтрации. — Киев: Паукова думка, 1989 — ‘288 е.

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Поступила 17.06.91

637.344.002.3:663.5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБРАЖИВАНИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

B.Ц. ШВЕИ, Л.Д. ИВАНОВА, Е.В. ГРЕК,

C.А. ДВОРНИК, С Р. ТОДОСИЙЧУК. С.П. ЦЫГАНКОВ

Украинский государственный университет ■' пищевой технологии

В процессе производства ряда молочных продуктов образуется молочная сыворотка, составляющая 90% и более от объема перерабатываемого молока. В ее составе до 6,5% сухих веществ СВ. в том числе около 4,5% лактозы, 0,5-1,1% белка, 0,3-0,8% минеральных веществ [1, 2].

Молочная сыворотка может бЬггь дополнительным источником для получения этилового спирта. Хотя она не является самым дешевым сырьем для производства алкоголя, необходимые технологические затраты могут быть снижены при производстве большого количества этанола, а также путем добавления к сыворотке глюкозного сиропа или мелассы |3].

Ранее нами установлено, что для сбраживания лактозы, содержащейся в молочной сыворотке, наиболее эффективны дрожжи рода Шиуьеготусеь, вид К. 1асНз 42К, ОеЬагуотусез и Сгур1осассиз обладают низкой бродильной- активностью. При сбраживании молочной сыворотки дрожжами первого вида выделялось около 1,5 г на 100 мл диоксида углерода, крепость бражки составляла 2,55 об%.

Цель данной работы — оптимизация условий сбраживания (температура, pH и состав питательной среды) нативной молочной сыворотки дрожжами КЫуьеготусеь 1асИз 42К.

Сыворотку сбраживали при 30, 32, 34, 36 и 38°С. Исходное содержание СВ 6,1%, в том числе реду-

цирующих РВ 2,7%, pH 4,45. pH молочной сыворотки изменяли введением раствора серной кислоты или гидроксида натрия. Источником азота служила мочевина в количестве 0,1-0,6%, фосфор вводили в виде ортофосфорной кислоты в количестве 0,1-0,3%, магний — сульфата магния (0,05— 0,15%).

и

V' і & 36 г. ~с

Рис. 1

Влияние температуры на химико-технологические показатели брожения показано на рис. 1. Оптимальная Л'мпература сбраживания молочной сыворотки дрожжами К. Іасіі5 42К — 30~33°С. При ее повышении уменьшается количество образующегося диоксида углерод;', снижается крепость