13 / 60
11
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 5, 2013
 ðàáîòå [1] ïðåäñòàâëåíà ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿ ìî-
äåëü íåñòàöèîíàðíîãî ïðîöåññà ïðîòî÷íîé ìèêðî-
ôèëüòðàöèè ñîêîâ ñ íåëèíåéíûì ðåîëîãè÷åñêèì ïî-
âåäåíèåì äëÿ ìîäóëÿ ñ ïàðàëëåëüíî ðàñïîëîæåííû-
ìè êåðàìè÷åñêèìè ìåìáðàííûìè ýëåìåíòàìè. Ìî-
äåëü ó÷èòûâàåò îáðàçîâàíèå è àêñèàëüíîå äâèæåíèå
îñàäêà ïî öèëèíäðè÷åñêèì ïîâåðõíîñòÿì êàíàëîâ
ìåìáðàííûõ ýëåìåíòîâ â óñëîâèÿõ ëàìèíàðíîãî è
òóðáóëåíòíîãî ðåæèìîâ òå÷åíèÿ ðåòåíòàòà.
Ïðîâåðêà ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ïî âðåìåíè
âûõîäà ïðîöåññà íà ñòàöèîíàðíûé ðåæèì, çàâèñè-
ìîñòè ñêîðîñòè ôèëüòðàöèè â ñòàöèîíàðíîé ôàçå
îò êîíöåíòðàöèè äèñïåðñíîé ôàçû, òðàíñìåìáðàí-
íîé ðàçíîñòè äàâëåíèé è ñêîðîñòè ïðîòîêà ðåòåí-
òàòà ïîêàçàëà, ÷òî êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè òåî-
ðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ñî-
ñòàâëÿåò 0,86...0,95, ÷òî äîêàçûâàåò àäåêâàòíîñòü
ðàçðàáîòàííîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ìèêðîôèëü-
òðàöèè.
×èñëåííûé àíàëèç ïðîòî÷íîé ìèêðîôèëüòðà-
öèè ñóñïåíçèè ÿáëî÷íîãî ñîêà ÷åðåç êåðàìè÷åñ-
êèé ìåìáðàííûé ýëåìåíò ïðè çíà÷åíèÿõ êîíñòàíò
ïðîöåññà, ïðåäñòàâëåííûõ â ðàáîòå [1], ïðîâåäåí ñ
ïîìîùüþ ïðîãðàììû «Simulation CFM-Microfiltra-
tion» [2] äëÿ òåìïåðàòóðû 40 °Ñ, ÷òî îòâå÷àåò îï-
òèìàëüíûì óñëîâèÿì ïåðåðàáîòêè ÿáëî÷íîãî ñîêà.
Òåõíîëîãè÷åñêèå ïàðàìåòðû âàðüèðîâàëèñü â ñëå-
äóþùèõ äèàïàçîíàõ: òðàíñìåìáðàííàÿ ðàçíîñòü
äàâëåíèé
Δ
p
òì
= 40–350 êÏà; êîíöåíòðàöèÿ äèñ-
ïåðñíîé ôàçû ðåòåíòàòà
Ñ
f
= 32–174 êã/ì
3
; ñðåä-
íåðàñõîäîâàÿ ñêîðîñòü ðåòåíòàòà â ìåìáðàííîì
êàíàëå
W
–
z
= 1–5 ì/ñ. Èññëåäîâàííûå çíà÷åíèÿ îõ-
âàòûâàþò äèàïàçîí ïðàêòè÷åñêè öåëåñîîáðàçíûõ
ïàðàìåòðîâ ýêñïëóàòàöèè óëüòðà- è ìèêðîôèëüòðà-
öèîííûõ óñòàíîâîê.
Íà ðèñ. 1–2 ïðåäñòàâëåíû êðèâûå âûõîäà ñðåäíå-
èíòåãðàëüíîé ïî äëèíå ìåìáðàííîãî ýëåìåíòà ñêî-
ðîñòè ôèëüòðàöèè íà ñòàöèîíàðíîå çíà÷åíèå è èç-
ìåíåíèÿ ëîêàëüíîé ñêîðîñòè ïî äëèíå ìåìáðàííî-
ãî êàíàëà â ñòàöèîíàðíîé ôàçå ïðîöåññà.
Èç ãðàôèêîâ ñëåäóåò, ÷òî âðåìÿ âûõîäà ñðåäíåé
ñêîðîñòè ôèëüòðàöèè íà ñòàöèîíàðíîå çíà÷åíèå
ñîñòàâëÿåò 40–180 ñ è îïðåäåëÿåòñÿ òåõíîëîãè÷åñ-
êèìè ïàðàìåòðàìè ïðîöåññà. Ïðè ýòîì ìåíüøèì
çíà÷åíèÿì ïàðàìåòðîâ îòâå÷àåò áîëüøèé ïåðèîä
íåñòàöèîíàðíîñòè. Ëîêàëüíàÿ ñêîðîñòü ôèëüòðà-
öèè â ñòàöèîíàðíîé ôàçå ïðîöåññà ñíèæàåòñÿ âäîëü
ïîâåðõíîñòè ôèëüòðàöèè îò íà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ,
îòâå÷àþùåãî ïàñïîðòíîé ïðîíèöàåìîñòè ìåìáðà-
íû, äî êîíå÷íîãî, çàâèñÿùåãî îò íàêîïëåííîé
òîëùèíû îñàäêà.
Íà ðèñ. 3–4 ïðåäñòàâëåíû êðèâûå, èëëþñòðèðóþ-
ùèå êèíåòèêó îòëîæåíèÿ îñàäêà íà ïîâåðõíîñòè
ìåìáðàííîãî ýëåìåíòà è ðàñïðåäåëåíèå åãî âäîëü
ïîâåðõíîñòè ôèëüòðàöèè.
УДК 663.813:633.257.2
Анализ нестационарно о процесса
проточной ми рофильтрации со ов
Ä-ð òåõí. íàóê Â.Í.ÂÎÄßÊÎÂ; êàíä. òåõí. íàóê Î.À.ÊÓÂØÈÍÎÂÀ;
êàíä. òåõí. íàóê Â.Â.ÊÓÇÍÅÖÎÂ; àñïèðàíò Å.Í.ÏÀÊÑÅÂÀÒÊÈÍ
Ìîðäîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èì. Í.Ï.Îãàðåâà, ã. Ñàðàíñê
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ
Êëþ÷åâûå ñëîâà:
êåðàìè÷åñêàÿ ìåìáðàíà, ìåìáðàííûé
ìîäóëü, íåñòàöèîíàðíûé ïðîöåññ, îñàäîê, ïðîòî÷íàÿ
ìèêðîôèëüòðàöèÿ, ñóñïåíçèÿ ñîêà.
Keywords:
ceramic membrane, membrane modules, non-
stationary processes, sediment, flow microfiltration, sus-
pension juice.
1600
1200
800
400
0
q
–
ï
, (л/ч)/м
2
q
–
ï
, (л/ч)/м
2
0 20 40 60 80 100 120
t
, c
32 64 96 140 174
à
á
1000
100
10
0
50
100
150
t
, c
6
4
3
2,3
1
Ðèñ. 1. Èçìåíåíèå ñðåäíåèíòåãðàëüíîé ñêîðîñòè ôèëüòðàöèè â òå÷åíèå ïðîöåññà ïðè
Δ
p
òì
= 220 êÏà: W
–
z
= 5 ì/ñ (à);
Ñ
f
= 174 êã/ì
3
(á); öèôðû ó êðèâûõ – êîíöåíòðàöèÿ äèñïåðñíîé ôàçû â êã/ì
3
(à) è ñêîðîñòü ðåòåíòàòà â ìåìáðàííîì êàíà-
ëå â ì/ñ (á); ïóíêòèðíûå êðèâûå – âðåìÿ âûõîäà ïðîöåññà íà ñòàöèîíàðíûé ðåæèì
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека