Запис Детальніше

Удосконалення процесу адсорбційного очищення соку столового буряка

eNUFTIR

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Удосконалення процесу адсорбційного очищення соку столового буряка
Усовершенствование процесса адсорбционной очистки сока столовой свеклы
Improving the process of adsorptive purification of red beet juice
 
Creator Шейко, Т. В.
Шейко, Т. В.
Sheiko, T.
 
Subject оптимізація
сік столового буряка
харчовий барвник
природні дисперсні мінерали
шунгіт
адсорбційне очищення
кінетичні залежності
фізичні константи
коефіцієнт дифузії
математичне моделювання
оптимизация
сок столовой свеклы
пищевой краситель
природные дисперсные минералы
шунгит
адсорбционная очистка
кинетические зависимости
физические константы
коэффициент массопередачи
коэффициент диффузии
математическое моделирование
optimization
red beet juice
food grade dye
shungite
natural dispersive minerals
adsorptive purification
kinetic dependencies
physical constants
diffusion coefficient
mathematical modeling
 
Description Дисертаційна робота присвячена удосконаленню процесу адсорбційного очищення соку столового буряка від небажаних домішок природними адсорбентами.
Підібрано ефективний адсорбент - шунгіт. Визначено раціональні параметри його використання для очищення соку столового буряка від пектинових речовин, нітрат-іонів, іонів важких металів, шкідливих мікроорганізмів.
Отримані кінетичні залежності та розраховані фізичні константи адсорбованих домішок із соку столового буряка шунгітом, які можуть бути використані при проектуванні адсорберів. Досліджено залежність коефіцієнтів зовнішньої і внутрішньої дифузії від температури при адсорбції пектинових речовин шунгітом.
Підібрано оптимальні параметри регенерації шунгіта перегрітою водяною парою і встановлено її кратність.
Розроблено математичну модель розрахунку тривалості процесу адсорбції до настання фазової рівноваги при поглинанні пектинових речовин із соку столового буряка шунгітом, встановлено її адекватність і підібрано програму її розв´язку.
Удосконалено апаратурно-технологічні схеми виробництва соку столового буряка та харчового барвника з нього, обґрунтовано їх економічну ефективність.
Диссертация посвящена усовершенствованию процесса адсорбционной очистки сока столовой свеклы от нежелательных примесей природными адсорбентами и дальнейшего использования сока для получения натурального пищевого красителя.
В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований очистки сока столовой свеклы палыгорскитом, глауконитом, монтмориллонитом, шунгитом. Среди исследованных дисперсных минералов выбран эффективный адсорбент – шунгит. Исследовано смачивание шунгита соком столовой свеклы, определены скорость и длительность этого процесса, показано, что незначительное время смачивания позволяет не учитывать его в кинетике адсорбции. С целью расчета адсорбционных аппаратов получены кинетические кривые адсорбции пектиновых веществ шунгитом. Определены физические констаны и кинетические характеристики массообменных процессов в системе твердое тело - жидкость: коэффициенты внешней диффузии пектиновых веществ в зависимости от температуры, м2/с: 1,52•10-10; 1,69•10-10; 1,69•10-10; 2,54•10-10; коэффициенты внутренней диффузии в порах адсорбента в зависимости от температуры, м2/с: 3,79•10-11; 4,22•10-11 ; 4,22•10-11 ; 6,33•10-11; коэффициенты массоотдачи, м/с: при внешней диффузии (при t=20ºC составляет = 3,12•10-8 ; при t=40ºC – =5,49•10-8; при t=50ºC – =6,42•10-8; при t=60ºC – =1,07•10-7 ; при внутренней диффузии: =5,4•10-2 (20ºC); =6,0•10-2 (40ºC); =6,0•10-2 (50ºC); =9,0•10-2 (60ºC); коэффициенты массопередачи, м/с: при t=20, 40, 50 і 60ºС, соответственно, = 0,054; 0,06; 0,06 и 0,09.
Установлены рациональные параметры адсорбционной очистки сока столовой свеклы от пектинових веществ (концентрация адсорбента – 4,76% масс., температура обработки – 60ºC, длительность – 30 мин). В процессе обработки содержание сухих и красящих веществ, активной и титрованной кислотности не изменяются.
Установлена адсорбционная способность шунгита поглощать нежелательные примеси из сока столовой свеклы. После обработки сока адсорбентом содержание в нем нитрат-ионов и ртути уменьшается на 25%, мангана – на 40%, количество свинца, никеля, цинка снижается в 2 раза, меди – в 3 раза, кадмия – в 10 раз. Эффект очистки сока от бактерий, дрожжей и плесневых грибов составляет 70…80%. При этом сохраняются высокие качественные показатели очищенного сока столовой свеклы.
Исследован и оптимизирован процесс регенерации шунгита перегретым водяным паром. Используя разработанную математическую модель регенерации адсорбента, установлены оптимальные параметры десорбции поглощенных примесей: температура пара – 170ºC, продолжительность – 26 мин. Установлена целесообразность пятикратного использования регенерированного шунгита.
Разработаны математические модели для расчета времени достижения фазового равновесия при очистке сока столовой свеклы шунгитом от пектинових веществ и для поиска оптимальных параметров очистки сока от нитрат-ионов. При концентрации адсорбента 5,86…9,15% масс., продолжительности обработки 28…40 мин. количество поглощенных шунгитом нитрат-ионов составляет 25%. Подтверждена адекватность разработанных математических моделей, подобраны программы их решения.
Усовершенствованы аппаратурно-технологические схемы производства сока столовой свеклы и получения из него натурального пищевого красителя путем применения шунгита для очистки сока от нежелательных примесей, что позволит исключить использование дорогостоящих ферментных препаратов и желатина при сохранении высоких качественных показателей. Ожидаемый экономический эффект для одного завода производительностью 3000 л/сутки составит 32956 грн/год. По результатам исследований получено два гигиенических заключения Министерства здравоохранения Украины (№05.03.02-07/47553 и № 05.03.02 -04/54624); разработаны ТУ У 24.6 – 32177584 - 003: 2011 «Материаллы раздробленные и молотые из шунгита».
Dissertation is dedicated to the improvement of the process of adsorptive purification of red beet juice from unwanted impurities with the help of natural adsorbents.
Effective adsorbent – shungite – has been selected. Reasonable parameters for its usage, when purifying red beet juice from pectin substances, nitrate ions, heavy metals ions and harmful microorganisms, have been determined.
Kinetic dependencies have been obtained and physical constants of impurities from red beet juice adsorbed by shungite have been calculated. They can be used when designing adsorption devices. The dependency of coefficients of external and internal diffusion on temperature when adsorbing pectin substances by shungite has been researched. The optimal parameters for regenerating shungite by overheated water steam have been chosen and its frequency rate has been determined.
The mathematical model for calculating a period for the beginning of phase equilibrium, when adsorbing pectin substances from red beet juice by shungite, has been elaborated, its adequacy has been established and the program for its solving has been selected.
Instrument and technological schemes for producing red beet juice as well as its food grade dye have been improved; their economic efficiency has been grounded.
 
Date 2012-11-01T08:08:30Z
2012-11-01T08:08:30Z
2012
 
Type Article
 
Identifier Шейко, Т. В. Удосконалення процесу адсорбційного очищення соку столового буряка : автореф. дис... канд. тех. наук: 05.18.12 / Шейко Т. В. ; НУХТ. - К., 2012. - 23 с.
http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/3411
 
Language other