Особенности инженерного расчета процесса ультрафиль-трационного концентрирования и очистки пектиновых полисахаридов
Автор: Холов Ш.., Икроми Х.И., Юнусов Н.И., Мухидинов З.К.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств
Статья в выпуске: 4 (74), 2017 года.
Бесплатный доступ
В данной работе предлагается математическая модель процесса изменения производительности мембраны как за счет образования сплошного слоя геля, так и за счет блокирования отдельных пор. А также приводятся результаты моделирования процесса диа-ультрафильтрационной (ДУФ) очистки пектиновых растворов и их концентрирования ультрафильтрацией (УФ) с использованием половолоконных мембран. Изучено влияние периодической промывки мембраны и процесса гелеобразования вдоль мембраны на производительность установки. Таким образом, процесс характеризуется двумя параметрами, причем А является основным параметром задачи, одинаковым для всех этапов, а второй параметр – отношение (k = F0/F') – характеризует степень прочистки пор при общей очистке поверхности мембраны и является, таким образом, одной из характеристик отдельного цикла. Значения ряда параметров определены экспериментальным путём. Показано, что при совместном решении системы дифференциальных уравнений, представленных в нормальной форме Коши, описывающих данный технологический процесс, производительность ДУФ установки можно увеличить за счет частоты промывок. Проведённые опыты продемонстрировали преимущество применения ДУФ процесса в производстве пектина и особенности очистки и концентрирования яблочного и подсолнечного пектинов в данном процессе. Установлено, что применение ДУФ обусловливает внедрение при производстве пектина энергосберегающего технологического процесса для получения целевого продукта, отвечающего требуемому качеству и экологической безопасности производства. Внедрение предложенных способов ДУФ и УФ в производство пектина приводит к улучшению качества и себестоимости продукта.
Диа-ультрафильтрация, пектиновые полисахариды, очистка и концентрирование, система дифференциальных уравнений, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140229913
IDR: 140229913 | DOI: 10.20914/2310-1202-2017-4-26-30
Features of ultrafiltration process engineering calculation in concentration and purification of pectin polysaccharides
In this paper, we propose a mathematical model of the process of changing the productivity of a membrane, both through the formation of a continuous gel layer, and by blocking individual pores. Also, the results of modeling the process of dia- ultrafiltration (DUF) purification of pectin solutions and their concentration by ultrafiltration (UF) using hollow fiber membranes are presented. The effect of periodic washing of the membrane and the process of gelation along the membrane on the productivity of the plant was studied. Thus, the process is characterized by two parameters, and A is the main parameter of the problem, which is the same for all stages, and the second parameter, the ratio (k =F0/F'), characterizes the degree of pore purification with a general cleaning of the membrane surface and is thus one from the characteristics of a single cycle. The valuesof a number of parameters are determined experimentally. It is shown that when the system of differential equations, represented in the normal Cauchy form describing the given technological process, is jointly solved, the productivity of the DUF system can be increased by the frequency of flushing. The conducted experiments demonstrated the advantage of the use of the DUF process in the production of pectin and the features of purification and concentration of apple and sunflower pectins in this process. It is established that the use of DUF causes the introduction of an energy-saving technological process in the production of pectin to produce the target product that meets the required quality and environmental safety of production. The introduction of the proposed methods of DUF and UF into the production of pectin leads to an improvement in the quality and cost of the product.
Список литературы Особенности инженерного расчета процесса ультрафиль-трационного концентрирования и очистки пектиновых полисахаридов
- Пат. № 197 TJ. Способ очистки пектинового гидролизата и получение пектинового геля/Мухидинов З.К., Опубл.14.11.98, Бюл. № 3 (11).
- Мулдер М. Введение в мембранную технологию. Пер. с англ. М.: Мир, 1999,513 с.
- Fishman M.L., Cooke P.H., Chau H.K., Coffin D.R. et al.//Biomacromol. 2007. V. 8. P. 573.
- Горячий Н.В., Свитцов А.А. и др. Критические технологии//Мембраны. 2002. № 2. C. 40-43.
- Мухидинов З.К., Джонмуродов AC, Горшкова Р.М и др. Диаультрафильтрационная концентрирование и очистка пектиновых полисахаридов//Известия Вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 2. С. 121-125.
- Джонмуродов А.С., Тешаев Х.И., Мухидинов З.К. и др. Концентрирование и очистка пектиновых полисахаридов на полупромышленной диа-ультрафильтрационной установке//Известия АН РТ. 2011.Т. 142.№ 1. C. 67-73.
- Филиппов А.Н., Старов В.М., Лялин В.А. Образование гель-слоя на поверхности мембраны (квазистационарное приближение)//Химия и технология воды. 1989. Т. 11. № 4. С. 291-295.
- Karasu K., Yoshikawa Sh., Kentish S. E., Stevens G. W. A model for cross-flow ultrafiltration of dairy whey based on the rheology of the compressible cake//Journal of Membrane Science. 2009. V. 341. P. 252-260.
- Семенов А.Г., Лобасенко Б.А. Математическое описание процесса ультрафильтрации с учетом гелеобразования на поверхности мембраны//Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 8. С. 15.