ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

10/2015

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ОТРАСЛИ

ТЕМА НОМЕРА

УДК 663.256

Среди основных причин снижения

качества жидких пищевых продуктов

значительное место занимают по-

мутнения, связанные с повышенным

содержанием ионов минерального

состава. Из используемых в настоя-

щее время различных способов ста-

билизации ионного состава вин и со-

ков наиболее перспективными пред-

ставляются мембранные способы

обработки, не связанные с необходи-

мостью введения в обрабатываемый

продукт чужеродных химических

реагентов и использования терми-

ческой обработки, способствующих

снижению пищевой ценности про-

дукта и его экологической безопас-

ности.

Мембранные технологии как мето-

ды разделения являются сравнитель-

но новыми. Сфера применения мем-

бранных процессов первого поколе-

ния – микро- и ультрафильтрации,

обратного осмоса, электродиализа

и диализа – постоянно расширяет-

ся. В последние годы активно раз-

виваются и мембранные процессы

второго поколения – газоразделение,

первапорация, мембранная дис-

тилляция и разделение с помощью

жидких мембран.

В Дагестанском государственном

техническом университете исследо-

вания по разработке перспективных

технологий пищевых производств

с применением мембранных про-

цессов проводятся уже более 20 лет.

Обоснована возможность использо-

вания мембранных процессов для со-

вершенствования технологии произ-

водства биологически нестойких на-

питков, шампанского производства,

деметаллизации напитков, водопод-

готовки в коньячном производстве

и производстве безалкогольных на-

питков, стабилизации жидких пище-

вых продуктов для предотвращения

различного рода помутнений, а так-

же утилизации отходов перерабаты-

вающей промышленности. Основное

внимание уделяется совершенство-

ванию технологических приемов об-

работки напитков с использованием

электродиализа и электрохимической

активации растворов [1].

Изучение возможности использо-

вания электродиализа для комплекс-

ной стабилизации напитков с целью

предотвращения помутнений, свя-

занных с избыточным содержанием

компонентов минерального состава,

и прежде всего катионов тяжелых ме-

таллов, проводили на трех различных

лабораторных электродиализных ап-

паратах (ЭДА) – трехкамерном, мно-

гокамерном рамочного типа и много-

камерном лабиринтного типа.

Обработке подвергали белое сто-

ловое вино с повышенным содер-

жанием катионов железа. Для пре-

дотвращения помутнения вина

из-за образования труднораство-

римых солей фосфата и таннатов

железа необходимо было удалить

не менее 20мг/дм

железа (или 75%

исходного содержания). Как видно

из полученных результатов иссле-

дований, представленных на рис. 1,

удалить такое количество ионов же-

леза в трехкамерном ЭДА не удается

при всех использованных режимах

обработки – плотности тока от 50

до 150 А /м

и удельной производи-

тельности от 75 до 200дм

/м

•ч.

Дальнейшее повышение коли-

чества электричества, прошедшего

через обрабатываемое вино в ЭДА,

путем увеличения плотности тока

или снижения удельной производи-

тельности аппарата приводит к чрез-

мерному нагреву вина и снижению

его активной кислотности. Установ-

лено, что увеличение плотности тока

на 10 А / м

вызывает повышение

температуры обрабатываемого вина

в среднем на 4 °С. С учетом макси-

мально допустимого нагрева жидко-

сти в камерах ЭДА до 40 °С плотность

тока в аппарате не должна превышать

60 – 120 А /м

. Это связано прежде

всего с отсутствием в настоящее вре-

мя ионселективных мембран с повы-

шенной термической устойчивостью,

что ограничивает возможность ис-

пользования высокотемпературных

режимов работы ЭДА при обессоли-

вании растворов.

Кроме того, повышение темпера-

туры напитка не всегда оказывает

положительное влияние на его орга-

нолептические показатели. С увели-

чением плотности тока происходит

также заметное уменьшение величи-

ны pH вина в результате возникно-

вения концентрационной поляриза-

ции на границе раствор–мембрана.

Предотвратить возникновение кон-

центрационной поляризации можно,

создав у поверхности мембраны

турбулентный поток жидкости.

В собранном нами многокамерном

ЭДА рамочного типа для этой цели

были установлены внутри рамок

турбулизирующие сетки-прокладки,

что позволило значительно интенси-

фицировать процесс удаления солей

тяжелых металлов из вина. Преиму-

ществом конструкции многокамер-

ных ЭДА является также то, что в них

по сравнению с трехкамерными ап-

паратами уменьшается расход доро-

гостоящих мембран и электродного

материала на единицу обрабатывае-

мой жидкости.

Обработка модельной системы с со-

держанием железа 30,0мг/дм

в мно-

гокамерном ЭДА рамочного типа пока-

зала (рис. 2), что удалить из раствора

60–80% железа становится возмож-

ным при удельной производитель-

ности аппарата не более 40дм

/м

•ч

при плотности тока 50–100 А /м

Сравнивая зависимость удале-

ния ионов железа от количества

электричества, прошедшего через

ЭДА при различной плотности тока,

можно отметить, что для проведе-

ния электродиализа вина достаточ-

но плотности тока в пределах 60 –

80 А /м

. Дальнейшее увеличение

плотности тока ведет к снижению ин-

тенсивности удаления ионов из вина.

Кроме ЭДА рамочного типа нами

исследована еще одна конструкция

многокамерного аппарата – ЭДА ла-

биринтного типа, в котором скорость

Перспективные направления

использования мембранных

технологий

в пищевой индустрии

М.Н. Исламов

, канд. техн. наук, доцент,

М.М. Омаров

, канд. техн. наук, профессор

Дагестанский государственный технический университет

Рис. 1. Влияние плотности тока на удаление железа

при удельной производительности трехкамерного ЭДА,

дм

/м

•ч: 1–75; 2–100; 3–150; 4–200

Плотность тока, А /м

Удаление ионов железа, %

Электронная Научная СельскоХ зяйственная Библиотека