ЭлБиб

УСТАНОВКА НА ОСНОВЕ БАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ

ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ И ОВОЩНЫХ СОКОВ

В. А. Тимкин, Л.А. Мпнухип, УрГЭУ (г. Екатеринбург, Россия)

Своевременная промышленная переработка и консервирование ягод, фруктов и овощей

являются не менее актуальной задачей, чем выращивание их. и получение большого урожая.

Наиболее рациональный и эффективный способ консервирования заключается в частичном или

полном обезвоживании получаемого плодово-ягодного и овощного сырья, что позволяет полу

чать продукты, пригодные.к длительному хранению и дальним перевозкам.

Как показывает отечественный и мировой опыт, для частичного обезвоживания наиболее

перспективна мембранная технология, позволяющая максимально сохранить при переработке

полезные свойства и вкусовые качества исходных натуральных продуктов. Однако применение

мембранных процессов для концентрирования плодово-ягодных и овощных соков требует уче

та определенных закономерностей, присущих процессам разделения именно данных сред.

Так, хорошо известно, что перед обратноосмотическим концентрированием обрабаты

ваемую среду необходимо тщательно очищать. Для соков это имеет особое значение, учитывая

тот факт, что они представляют собой сложную полидисперсную систему. Исследования пока

зали, что перед концентрированием сок необходимо осветлять (очищать от дисперсной фазы,

коллоидных и высокомолекулярных соединений). Не учет этого фактора приводит как к обра

зованию на поверхности мембраны осадка в виде слоя геля, так и к объемному желеобразова-

нию сока. Этот эффект сопровождается повышением вязкости сока более чем на порядок и, как

следствие, ухудшением характеристик мембраны.

Качественное осветление соков может быть достигнуто в процессе ультрафильтрации.

Проведенные сравнительные испытания ряда различных отечественных ультрафильтрационных

мембран (полимерные УФМ и УПМ, производства НПО «Полимерсинтез» г. Владимир и ке

рамические трубчатые, производства Всероссийского института авиационных материалов) по

казали перспективность термохимстойких (pH 1-14, рабочая температура до 200 °С) керамиче

ских трубчатых элементов с селективным слоем из S

. Удельная производительность (на

чальная) их по осветленному соку составила 0,03-0,06 м3/(м2 ч) при перепаде давления 0,3 МПа.

Успешное проведение процесса обратноосмотического концентрирования плодово-

ягодных и овощных соков предполагает учет таких параметров процесса, как осмотическое

давление сока и гидродинамические условия над мембраной. Исследования, проведенные с

мембранами МГА-10.0Ц и ОФМ-К (изготовитель НПО «Полимерсшггез» г.Владимир), показа

ли, что осмотическое давление соков при концентрации 30-40

СВ достигает 7-9 МПа, а мак

симальный эффект разделения достигается при отношении внутреннего и внешнего критериев

Пекле Рет/Ре0>3,5, где Pem=Jh/(mDm); Peo^Jd/Doj J-скорость течения пермеата; h-толщина мем

браны; ш-пористость мембраны; d-толщина пограничного слоя у поверхности мембраны со

стороны раствора; Dm и Do-коэффициент диффузии растворенных веществ соответственно в

поровом пространстве и в объеме сока. Селективность мембран этого типа по отношению к

растворенным в соке веществам составила 95-97 %, при проницаемости от 0,015 до

0,023 м3/(м2ч).

На основе отобранных при испытаниях мембран разработана конкурентоспособная кон

струкция промышленной мембранной установки с плоскопараллельными элементами (обрат

ный осмос) и трубчатыми элементами (ультрафильтрация), имеющая по сравнению с аналогами

следующие преимущества: меньше (на 25 %) энергозатраты при повышенной до 3м/с танге-

циальной скорости, отсутствие застойных зон, полное освобождение от концентрата и пермеа

та, минимальный внутренний объем и габариты. Производительность установки за счет ком

плектования различным количеством единичных модулей оптимизируется в соответствии с ус

ловиями потребителя и может составлять от 50 до 100 и более л/ч.

122

Научная электронная библиотека ЦНСХБ