Анализ экспериментальных данных по кинетическим характеристикам очистки молочной сыворотки на ультрафильтрационных элементах типа БТУ 05/2
Автор: Родионов Д.А., Лазарев С.И., Полянский К.К., Эккерт Е.В., Полушкин Д.Л.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 4 (86), 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены результаты экспериментальных данных по кинетическим характеристикам ультрафильтрационных трубчатых элементов, такие как выходной удельный поток, коэффициент задержания, коэффициент диффузионной проницаемости, коэффициент распределения. Для исследований очистки молочной сыворотки применялись ультрафильтры трубчатого типа БТУ 05/2 с материалом мембран фторопласт (Ф), полиэфирсульфон (ПЭСФ), полисульфон (ПС). Для теоретического расчета коэффициента задержания, выходного удельного потока, коэффициента диффузионной проницаемости, коэффициента распределения были разработаны математические выражения и получены эмпирические коэффициенты. Разработанное математическое выражение с хорошей достоверностью описывает экспериментальные данные. Полученные экспериментальные и расчетные данные могут быть с высокой надежностью использованы при расчете массопереносных потоков веществ через полупроницаемую мембрану, а также в инженерных методах расчета и прогнозирования эффективности, применения мембранных процессов для концентрирования сыворотки. Концентрация белка в реальной молочной сыворотке определялось методом формольного титрования. На основе проведенных исследований была установлена зависимость роста выходного удельного потока от давления, что оптимальным давлением для концентрирования молочной сыворотки на выбранных нами ультрафильтрационных мембранам является 0,25 МПа. Для трех типов ультрафильтров экспериментальное значение коэффициента находилось в пределах 99% по белку. Для теоретического расчета коэффициента задержания была разработана и зарегистрирована программа на языке MAXIMA. За счет метода нанесения мембраны на армирующий элемент, материал мембраны полиэфирсульфон (ПЭСФ) и полисульфон (ПС) имеют подложку, за счет чего они сорбируют на себе больше веществ, из-за этого коэффициент диффузионной проницаемости и коэффициент распределения значительно выше, чем у фильтрующего элемента с мембраной из фторопласта (Ф), которая не имеет подложки.
Мембрана, концентрирование, молочная сыворотка, коэффициент задержания, удельный поток, коэффициент распределения, математическая модель
Короткий адрес: https://sciup.org/140257307
IDR: 140257307 | DOI: 10.20914/2310-1202-2020-4-88-94
Список литературы Анализ экспериментальных данных по кинетическим характеристикам очистки молочной сыворотки на ультрафильтрационных элементах типа БТУ 05/2
- Михайленко И.Г., Федоренко Б.Н. Концентрирование молочной сыворотки на плоских керамических мембранах // Пищевые ингредиенты и биологически активные добавки в технологиях продуктов питания и парфюмерно-косметических средств. 2019. С. 142-147.
- Анисимов Г.С. и др. Изменение термофильной микрофлоры вторичного молочного сырья в процессе электродиализной обработки // Состояние и перспективы развития наилучших доступных технологий специализированных продуктов питания. 2019. С. 97-101.
- Костюков Д.М. и др. Закономерности концентрирования творожной сыворотки методом нанофильтрации // Молочнохозяйственный вестник. 2012. № 1.
- Лещенко Е.Г., Костенко К.В. Исследование процесса восстановления сухой молочной сыворотки методом ультразвуковой кавитации и электрохимической обработки воды // Рациональное питание, пищевые добавки и биостимуляторы. 2016. № 4. С. 34-40.
- Merkel A., Ashrafi A.M., Ecer J. Bipolar membrane electrodialysis assisted pH correction of milk whey // Journal of Membrane Science. 2018. V. 555. P. 185-196.
- Chen G.Q. et al. A pilot scale study on the concentration of milk and whey by forward osmosis // Separation and Purification Technology. 2019. V. 215. P. 652-659.
- Torkamanzadeh M. et al. Comparative experimental study on fouling mechanisms in nano-porous membrane: cheese whey ultrafiltration as a case study // Water Science and Technology. 2016. V. 74. № 12. P. 2737-2750.
- Corbatôn-Bâguena M.J., Alvarez-Blanco S., Vincent-Vela M.C. Evaluation of fouling resistances during the ultrafiltration of whey model solutions // Journal of Cleaner Production. 2018. V. 172. P. 358-367.
- Pavel N. et al. Hydrodynamics and mass transfer with gel formation in a roll type ultrafiltration membrane // Foods and Raw materials. 2018. V. 6. №. 2.
- ВЛАДИПОР. URL: http://www.vladipor.ru/catalog/show/&cid=010&id=l
- Родионов Д.А. и др. Ультрафильтрационная установка для концентрирования молочной сыворотки // Сыроделие и маслоделие. 2020. №. 1. С. 40-41.
- ГОСТ 25179-2014. Молоко и молочные продукты. Методы определения массовой доли белка. М.: Стандартинформ, 2015. 16 с.
- Лазарев С.И. и др. Исследование диффузионной проницаемости белков через ультрафильтрационные мембраны//ВестникВГУИТ. 2019. Т. 81. № 1.
- Bogomolov V.Y. et al. Сорбционная способность ультрафильтрационных мембран и потенциал поля поверхностных сил в растворах молочных белков // Сорбционные и хроматографические процессы. 2018. Т. 18. № 1. С. 104-110.
- Свидетельство № 2019663815, RU. Расчет эмпирических параметров для коэффициента задержания баромембранного концентрирования подсырной сыворотки / Родионов Д.А., Пчелинцев А.Н., Лазарев С.И., Мищенко С.В. № 2019662437; Заявл. 09.10.2019; Опубл. 23.10.2019, Бюл. № 11.
