CC BY
39
№ 2-3, 2001
определения Л.: Легкая и
люлазы мик-73.
гний / Под доп, — Л.:
І.С. Егорова.
іг А.Г. Руко-хроматогра-
тв
621.92:517
)Г0 процес-нной нами :ме ТигЬо >ко опреде-о корреля-смеситель, ры процесію, средне-дозирова-
Таблица 1
эр
шнековый 45-230 2,3-5,2
0,5-1,25
0,75
1,6x0,35x0,9
60
і функции (1)
Ь), (2)
ІЯ выходя-
1
той функ-
ативности, іь стабиль-ізучаемого
витальных
Таблица 2
Материал Коэффициенты уравнения для дозатора Погрешности дозирования
спирального I шнекового II
О А В О Л В I II
Сухое молоко 0,9405 . 0,2361 - 1,0006 ; 0,8446 1,4350 1,97. 3,58
Крупа пшено 0,9975 1,6598 - 0,9766 0,4221 -0,3883 1,98 3,03
Крахмал 1,0011 2,1356 - 0,9819 ! ,1134 Ґ - 1,50 3,23
Крупа манная 0,9567 0,3231 1,8196 0,9756 0,7168 - 1,54 3,74
Мука пшеничная 0,9282 0,2655 1,5126 1,0191 0,5246 -0,3170 2,04 2,73
Сахар-песок 0,9139 0,2878 0,7208 0,9945 1,6946 - ... 2,17 1,51
Сода пищевая 0,9993 2,4410 3,1527 0,9954 1,7797 3,1414 1.14 2,32
Соль поваренная 0,9826 0,8366 1,0529 0,9996 1,0399 1,2118 1,65 2,86
На рисунке представлена графическая интерпретация корреляционных функций входных сигналов спирального дозатора. По характеру эмпирических кривых можно провести качественный анализ. Поскольку корреляционная функция является мерой связи между случайными значениями^/,) И хи2), ее можно использовать для того, чтобы оценить, в какой мере процесс сохраняет свое значение в течение времени. Для случайной функции, плавно изменяющейся во времени, корреляционная функция (1) убывает медленно. Между ее сечениями с ростом интервала г = ?2 - связь значений ЛХ?,) и Х(г„) сохраняется (сухое молоко). Напротив, для случайной функции,подверженной частым и резким изменениям, эта связь, быстро сходит на нет (крупа манная, мука пшеничная). Так как степень затухания функции корреляции с увеличением интервала г зависит от скорости протекания процесса, то о.-ней судят по характеру функции корреляции (в данном случае: скорость протекания не физического процесса, а случайного изменения параметра X) [2Ь Таким образом, корреляционная функция может являться характеристикой степени стабильности стационарного процесса. Чем он стабильнее (однороднее) во времени по своим свойствам, тем медленнее спад корреляционной функции.
; Проведенный математический анализ работы смесительного агрегата, включающего СНД вибрационного типа с "внутренним” и ’’внешним” рециклами, успешно сглаживает выявленные нами
-9-Сухое имело -~Кру!«тчг>
Муая )виэо*«ы - Самір-чхч*
*- Кру 14 мемш
-Содашцям Соль пдудия;
экспериментально погрешности в работе шнекового и спирального дозаторов. Отсюда можно сделать вывод, что СНД, обладающие хорошей сглаживающей способностью, целесообразно укомплектовывать недорогими, простыми в изготовлении и надежными в эксплуатации шнековыми и спиральными дозаторами объемного типа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. —■ М.: Машиностроение, 1973. — 215 с.
2. Щупов Л.П. Математические модели усреднения. —■ М.: 1}едра, 1978. — 255 с.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступила 12.01.200! г.
' ' ‘ ' 663.443.4
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ В КАЧЕСТВЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА ПРИ НАМЫВНОМ ФИЛЬТРОВАНИИ ПИВА
С.И. ХОРУНЖИНА, Л.В. ПЕРіМЖОВА
Т.С. МИЛЕНЬКАЯ,
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Важными показателями качества готового пива являются его прозрачность и стабильность к образованию помутнений, что в последние годы осо-
бенно актуально в связи с необходимостью увеличения гарантийных сроков хранения продукции.
Основным технологическим приемом осветления пива является фильтрование [1]. При этом наряду с механическим отделением взвесей с, помощью некоторых фильтрующих средств осуществляется адсорбция микроорганизмов и веществ — потенциальных образователей мути (полифенолов
64
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2001
и полипептидов), что оказывает положительное влияние на прозрачность напитка и его стойкость к помутнениям биологического и коллоидного характера.
Перспективными фильтрующими материалами и сорбентами естественного происхождения являются природные цеолитсодержащие туфы ЦТ.
Термо- и гидростабильность кристаллической структуры, высокая активность и селективность действия, стабильность к отравлению органическими соединениями, содержащими азот и серу, возможности сохранения металлов в высокодисперсном состоянии в пористой структуре ЦТ и введения сильнокислотных центров без коррозии конструкционных материалов — все эти и многие другие свойства цеолитов способствуют их широкому применению в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, в области охраны окружающей среды [2,3,4].
Все свойства ЦТ могут быть реализованы в производстве напитков [3]. Использование ЦТ в качестве вспомогательного фильтрующего вещества ВФВ при намывном фильтровании пива практически не изучено.
т
Чк}-
4*3-
и
'%•
э1й>-
Рис. 1
Ряд исследователей применяли клиноптилоли-ты различных месторождений Грузии и Закарпатья для намывного фильтрования продуктов переработки винограда [5, 6]. Размер частиц минералов при этом составлял в одном случае 40-100 мкм [6], в другом — 140-350 мкм [4, 5], при расходе ЦТ для намыва слоя на картон 30-50 и 20-25 г/м2 соответственно. Такая обработка соков и вин позволила существенно повысить сроки их хранения и улучшить качество. «■
Кубанскими учеными предложен фильтрующий материал, изготовленный из целлюлозы багассы с добавлением местных цеолитов [7] и предназначенный для тонкой фильтрации ромов и ликеров. Он обеспечивает высокое качество фильтрования, при этом не происходит перехода в продукт из ЦТ ионов кальция и магния.
В данной работе изучен процесс намывного фильтрования пива с применением в качестве ВФВ как диатомитов, так и цеолитов.
В качестве объектов исследования использовали ЦТ Пегасского (Кемеровская область) и Холинско-го (Республика Бурятия) месторождений (размер частиц 50-140 мкм), а также диатомит сортов А и
Продолжительность фильтрования, с
Рис. 2
Б Инзенского завода фильтровальных порошков. Выбранные туфы по своим физическим свойствам в большей степени приближаются к диатомиту.
Изучение процесса фильтрования пива производили на лабораторной установке (рис. 1).
Намыв слоя ВФВ и фильтрование пива через этот слой осуществляли в следующей последовательности. Собранный фильтр заполняли водой для проверки герметичности и вытеснения воздуха. В сборнике 2 с мешалкой >3 готовили водную суспензию ВФВ. Намыв слоя проводили путем циркуляции насосом 4 суспензии ВФВ из сборника 2 через фильтрационную камеру 5. Формирование слоя ВФВ идет до тех пор, пока выходящая из фильтра жидкость не будет прозрачной. После нанесения фильтрующего слоя фильтр переключали на сборник нефильтрованного пива 1. Смесь пива и воды собирали в отдельную емкость, отфильтрованное пиво без примеси воды направляли в сборник 6. Процесс фильтрования вели при постоянном перепаде давления (контролировали по манометрам 7), равном 0,05 МПа.
Для намыва применяли порошки в дозировках, рекомендуемых в практике фильтрования пива: диатомит сорта А 600 г/м2 фильтрующей поверхности и сорта Б 700 г/м2. Дозировки ЦТ были
Количес г&о фильтра га, дм3
Рис. 3
ЮШКОВ.
1ЙСТВЭМ
литу.
роизво-
а через ледова-водой [ возду-водную путем :борни-лирова-[щая из После жлюча-Смесь :ть, от-
1ЭВЛЯЛИ
пи при [ровали
ровках, 1 пива: поверх-Т были
Таблица. 1
Кислотность. Цвет, см3 Сте- Тани-
Массо- см3 пень Анто- новыи Фракция
Образец вая 1М/дм3 0,1 М/дм3 pH освет- циано- показ. А белка, мг/ 100см3 Органолептическая
доля КаОН на йода на 100 ления, гены, ед. оценка
СВ, % 100 см3 пива см3 воды усл.ед. мг/дм3 опт. плотн.
Хорошо выраженный
Пиво до фильтрования 3,60 3,00 1,00 4,50 1.0 69,0 0,40 16,1 чистый аромат; полный вкус; чисто хмелевая горечь, грубоватая; слабо опалесцирующее
Пиво после фильтрования:
диатомит сортов ' (А+В) . 3,50 2,98 1,00 4,50 2,8 64,0 0,38 15,3 Вкус тоньше; аромат чистый; хмелевая горечь более мягкая; кристально-прозрачное с блеском
пегасин холинский ЦТ диатомит А+пегасин 3,35 3,39 3,20 2,94 2,97 2.9.3 0,95 0,95 0,93 4,48 4,50 4,45 1,8 1,9 2,1 56.0 57.0 53.0 0,36 0,37 0,35 14.8 14.9 14,5 Вкус менее полный, аромат и хмелевая горечь менее выраженные, прозрачное без блеска
диатомит А+холинский ЦТ 3,25 2,92 0,94 4,46 2,0 53,5 0,35 14,5 Вкус, аромат, хмелевая горечь слабо выраженные, прозрачное без блеска
такими же. Для осветления использовали пиво сорта ’’Адмиралтейское”.
Фильтрование пива осуществляли через слои диатомита сортов А и Б; пегасина; холинского ЦТ; диатомита сорта А и пегасина; диатомита сорта А и холинского ЦТ.
До и после фильтрования в напитке контролировали массовую долю сухих веществ, кислотность, цвет, pH известными методами [8], содержание антоцианогенов определяли по методу Штайнера и Штокера [9], таниновый показатель — по методу ВНИИПБП. По величине танинового показателя рассчитывали фракцию А белка [9]. Степень осветления находили как отношение показателя оптической плотности нефильтрованного и осветленного пива.
На рис. 2 и 3 представлены зависимости скорости фильтрования пива соответственно от продолжительности процесса и от объема осветленного продукта (1 — пегасин; 2 — холинский ЦТ; 3 — диатомит сортов (А + Б); 4 — диатомит сорта А + пегасин; 5 — диатомит сорта А -I- холинский ЦТ). Применение для намыва однокомпозиционных слоев пегасина и холинского ЦТ способствовало увеличению скорости фильтрования на 23 и 19% соответственно в сравнении с использованием двухкомпозиционного слоя диатомита сортов А и Б. Однако степень осветления пива в первом случае была недостаточной (табл. 1) в силу того, что размер частиц мути меньше размера частиц ВФВ. В процессе фильтрования часть тонкодисперсных частиц пива проникает в поры фильтрующего слоя и в фильтрат, а часть накапливается на поверхности и образует сжимаемый осадок.
Если для фильтрования пива применяли композиционные слои, состоящие из диатомита А и цеолитов, то степень осветления продукта возра-
стала, но скорость фильтрования резко снижалась по сравнению с величиной этого показателя для диатомитов А и Б, причем в большей степени для холинского туфа (на 80% против 77% снижения для пегасина). Фильтрование пива осуществлялось при постоянном перепаде давления. В производственных условиях процесс идет в режиме возрастающего перепада давлений. Вероятно, в последнем случае может произойти еще большее снижение скорости фильтрования при использовании в качестве ВФВ цеолитовых порошков.
Применение для намывного фильтрования ЦТ и композиционных смесей диатомит + ЦТ приводит к более существенному изменению отдельных химических показателей отфильтрованного пива в сравнении с использованием только диатомита сортов А и Б (табл. 1). Так, например, если в первом случае снижение антоцианогенов по отношению к исходной величине составляет 17-23%, то в последнем — 7%. Сорбция высокомолекулярных белков при фильтровании пива через слой ЦТ составляет в среднем 9%, через диатомит — 5%.
С одной стороны, эти изменения могут положительно сказаться на коллоидной стойкости пива, с другой — являются нежелательными с точки зрения органолептики напитка. Дегустационная оценка анализируемых образцов пива показала, что наибольшее количество веществ, обусловливающих вкус и аромат напитка, выводится из него при фильтровании через ВФВ, в состав которого входят цеолиты.
Стойкость образцов пива,отфильтрованных как через одно-, так и двухкомпозиционные цеолито-вые слои, к возникновению помутнений была в 1,3-2,8 раза выше (в зависимости от температуры), чем при использовании для намыва только диатомита (табл. 2).
Таблица 2 1.
Фильтруемый материал тойкость пива, сут, при температуре, °С 2.
0 22 3.
-диатомит сортов (А+В) 6 9 4.
пегасин 8 15 5.
холинский ЦТ 9 18
диатомит А+пегасин 10 20 6.
диатомит А+холинский ЦТ 12 26
ВЫВОДЫ
Проведенные исследования позволяют говорить о принципиальной возможности применения в качестве вспомогательного средства при намывном фильтровании пива цеолитсодержащих туфов. Наиболее приемлемым с этой точки зрения по качеству процесса фильтрования, а также по осветлению и стабилизации пива является цеолит Пегас-ского месторождения.
9.
ЛИТЕРАТУРА
Каглер., Воборский Я. Фильтрование пива. — М.: Агро-промиздат, 1986. — 279 с.
Природные цеолиты / Г.В. Цицишвили, Т.Г. Андроникаш-вили и др. — М.: Химия, 1985. — 224 с.
Хорунжина С.И., Позняковский В.М. Природные цеолиты в производстве напитков. — Кемерово: АО Кузбасс-вузиздат, 1994. — 240 с.
Геология, физико-химические свойства и применение природных цеолитов / Под ред. Г.В. Цицишвили. — Тбилиси, 1985. — 384 с.
Стабилизация соков и вин природными цеолитами / Н.А. Кудряшов и др. // Виноделие и виноградарство СССР, 1987. — № 5. — С. 38-40.
Гонджилашвили Т.Г. Способ применения цеолитовых сорбентов при производстве продуктов переработки винограда: Дис. ... канд. техн. наук. — Тбилиси, 1991. — 203 с.
”(Зштт(Г 90: 1 Бутр. М. согго$. рго1:. 1гор: Ьа НаЬапа, 9-12. тауо,1990: кезишепе5. — \л НаЬапа, 1990, с. 197. Химико-технололяеский контроль производства солода и пиза / Под ред. П.М. Мальцева. — М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 447 с.
Покровская Н.В., Каданер Я.Д. Биологическая и коллоидная стойкость пива. — М.: Пищевая пром-сть, 1978. — 272 с.
Кафедра технологии бродильных производств Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 07.04.2000 г.
Решен
конвектк
носителе
ламинар
ЄТСЯ 0СН'
как пере, кулярнси вуют раз подслоя: термичеі ниє шир аппарат) использс увеличеі сводится
НИЮ В03|
ления, 1 гии на п Конст ских тур ческого стью, по
ВОЗМОЖЇ
стание \ с ростом
о,
664.036.2.002.2
НАГРЕВА ..
С
V . ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ
СВЕКЛОВИЧНОГО СОКА ' '
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТУРБУЛИЗАТОРОВ
А.П. ЩЕРЕНКО
Московский государственный университет пищевых производств ■'
В настоящее время очень остро стоит проблема снижения себестоимости отечественного сахара, особенно ее энергозатратной составляющей. Сравнивая удельные расходы топлива по отношению к 100 кг перерабатываемой свеклы — 2,7 кг на европейских заводах и 4,5 кг на лучших отечественных — можно сделать неутешительный вывод, что для завода средней мощности в 3000 т/сут ежесуточный дополнительный ’’взнос” в себестоимость сахара от перерасхода энергии составляет 5500 у.е., для производственного годового цикла — 0,6—0,8 млн у.е. Совершенно ясно, что нужны надлежащие меры по изменению сложившихся нерациональных подходов в организации теплоэнергетического сопровождения технологического процесса производства сахара. Первоочередное внимание должно быть уделено тем составляющим его технологии, которые требуют значительных затрат тепловой энергии. Если принять за 100% энергетический резерв используемых вторичных паров с выпарной установки, то, в основном, тратится на уваривание и красталлизацию 35-40% и на различные виды подогрева жомопрессо-вой, барометрической воды и сока на всех этапах его очистки до выпаривания — 45-50%.
В снижении энергозатрат важную роль играет повсеместное уменьшение количественных, расходных или концентрационных характеристик нагреваемых и увариваемых продуктов, а также под-
держание оптимального режима работы теплоис-пользуюшего оборудования. Но в энергосберегающей технологии большое значение имеет и качественная характеристика протекающих процессов, прежде всего это относится к интенсификации тепло- и массообменных процессов. Сама по себе последняя, применительно к какому-либо конкретному теплообменнику, не приведет к уменьшению тепловой нагрузки, предопределяемой технологическими требованиями, но при интеграции теплообменника в совместную работу с выпарной установкой можно получить определенный экономический эффект.
Известно, что общие затраты тепловой энергии по сахарному заводу зависят в основном от расхода ретурного пара на корпус I выпарной установки, который, в свою очередь, определяется ее кратностью испарения. Расход ретурного пара будет тем меньше, чем выше кратность испарения выпарной установки (максимальное ее значение, при отсутствии отбора экстра-паров, численно равно количеству корпусов выпарной установки). При смещении экстра-отборов на последние, ’’хвостовые” корпуса выпарной установки — можно получить максимально возможную кратность испарения. Выполнению данного требования и способствует интенсификация теплообменных процессов: увеличение коэффициента теплопередачи приводит к уменьшению температурного напора при одинаковой поверхности теплообменника, а значит — к возможности использовать в качестве греющего теплоносителя вторичные пары более низкого потенциала.
42,40 37,51 41,78 37,7
1,05
Как п вание п увеличе мерно в ного ис предпри прежде вторичн максимг счет МИ1 Именно ет реал! дуктов. гревател цией и учить с количес Данн; очевидн ной схе (рисуно установ] вторичн из выпа Расче равных лей пер| из корп] (1,84 кг
