Например, Бобцов

Возможности очистки технологической воды пищевых производств от жиросодержащих фракций

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»

№ 1, 2014

УДК 532.5:681
Возможности очистки технологической воды пищевых производств от жиросодержащих фракций
Д-р техн. наук Алексеев Г.В. gva2003@rambler.ru
Университет ИТМО Институт холода и биотехнологий 921002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Канд. техн. наук Гончаров М.В. GoncharovMV@russia.ru
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Ивлева Е.Н. ivleva@yandex.ru
Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики
В статье рассмотрен новый подход к очистке технологической воды пищевых производств на основе использования упругих свойств мембраны, в качестве которой применена бесконечная упругая лента, собранная из отдельных слоев стеклоткани. Приведены аналитические выкладки и результаты эксперимента, свидетельствующие о работоспособности предложенного устройства.
Ключевые слова: ресурсосбережение, очистка технологической воды, фильтование, упругие свойства, бесконечная лента.
Possibilities peelings technological water food production from zhirosoderzhaschih faction
D.Sc Alekseev G.V. gva2003@rambler.ru
University ITMO Institute of Refrigeration and Biotechnologies 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
Ph. D Goncharov M.V. GoncharovMV@russia.ru
National exploratory university "MEI"
Ivleva E.N. ivleva@yandex.ru
Санкт-Petersburg state university of the service and economy
New approach is considered In article to clear of technological water food production on use springy characteristic membrane, as which aplying endless springy tape, collected from separate layers glass. They Are Brought analytical resultexperiment, being indicative of capacity to work offered device.
Keywords: resource, clear of technological water, filter, springy, endless tape.
В пищевых производствах известен целый ряд технологических процессов, в которых реализуется процесс фильтрования жидкости через сжимаемый осадок (производство соков и растительных масел, получение мясокостной и кормовой рыбной муки, в кондитерских производствах и др.). Все эти процессы неизбежно сопровождаются появлением достаточного количества, так называемых, технологических или промывных вод образующихся при мойке оборудования, утечках в основных производствах и др.
Сброс таких вод в естественные водоемы увеличивает экологическую нагрузку на окружающую среду и во многих случаях выводит из оборота ряд ценных пищевых ве-

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»

№ 1, 2014

ществ, что вредно сказывается на ресурсосберегающих характеристиках соответствующих производств [1].
Интенсификация процессов очистки технологической воды пищевых производств путем фильтрования может быть достигнута двумя различными путями. По первому пути полученную и подлежащую разделению суспензию обрабатывают таким образом, чтобы в процессе фильтрования образовался осадок с возможно меньшим сопротивлением. Для этого к суспензии добавляют вспомогательные вещества, флокулянты или электролиты.
По второму пути, который используется редко, в процессе получения суспензии создают по возможности такие условия, которые обеспечивают образование твердых частиц, дающих при фильтровании осадок с пониженным сопротивлением. Такого ре-
зультата можно достигнуть, в частности, применением более чистых исходных веществ и проведением предыдущих стадий технологического процесса в более мягких условиях, чтобы уменьшить возможность появления в суспензии смолистых, слизистых и коллоидных примесей. К той же цели ведет надлежащее изменение температуры и продолжительности предшествующей операции кристаллизации, а также скорости и порядка прибавления реагирующих веществ, при образовании суспензии [3–5].
Представляется необходимым, чтобы при разработке технологического процесса, включающего стадию фильтрования, уже в лаборатории обращалось достаточное внимание на гидродинамические свойства фильтровальных осадков, и исследовались условия проведения процесса, обеспечивающие получение этих осадков с возможно меньшим сопротивлением. Есть основания предполагать, что затраты на выполнение исследовательских работ в указанном направлении будут значительно меньше экономии, достигнутой в результате сокращения капитальных затрат и эксплуатационных расходов вследствие уменьшения размеров фильтровальной установки [6-9].
Очень большое разнообразие в свойствах разделяемых суспензий и коренные различия в конструкциях значительного числа фильтров, наряду с высокой чувствительностью свойств суспензий и осадков к условиям их получения, делают выбор средств фильтрования сложным. Существует ряд общих рекомендаций для такого выбора. К числу их относится, например, указание о целесообразности использования фильтров, в которых направления действия силы тяжести и движения фильтрата совпадают, в тех случаях, когда разделяется полидисперсная суспензия. При этом на фильтровальной перегородке в первую очередь откладываются наиболее крупные твердые частицы, предотвращающие закупоривание ее пор более мелкими. Сюда же можно отнести указание о нецелесообразности повышения разности давлений с целью увеличения скорости фильтрования, если осадок отличается сильной сжимаемостью, обусловливающей значительное возрастание его удельного сопротивления при повышении указанной разности. Однако вся совокупность подобных общих указаний недостаточна для надежного выбора средств фильтрования в каждом отдельном случае.
При выборе средств фильтрования выполняют сравнительные расчеты по определению удельной производительности различных фильтров или их удельной поверхности фильтрования.
Для этих расчетов можно использовать основные уравнения фильтрования, пред-
варительно определив экспериментально некоторые постоянные в указанных уравнениях, в частности удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной пере-

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»

№ 1, 2014

городки. В связи с этим представляется возможным высказать некоторые соображения об определении постоянных в уравнениях фильтрования и о расчете фильтров, а также о моделировании процессов фильтрования сопровождающих самые различные операции, осуществляемые в пищевых производствах [6-11].
Существует большое число способов определения постоянных в уравнениях фильтрования, причем выбор некоторых из них нередко может вызвать затруднения.
Во всех этих случаях перемещение жидкости по капиллярам сжимаемого материала для определения тех или иных параметров технологического процесса может быть описано уравнением Навье-Стокса, которое интегрируется, как известно, только для частных случаев начальных и граничных условий.
Рассмотрим аналогичную задачу для разделения жиросодержащей суспензии.
Пусть непрерывная лента упругого пористого материала, проходя между двумя валками установленными по урезу разделяемой эмульсии, сжимается, а после входа в верхний более легкий слой восстанавливает первоначальную структуру с заполнением пор наиболее легкой фракцией расслоившейся эмульсии.
Определим основные параметры процесса, влияющего на время t, необходимое для полной «пропитки» такой ленты толщиной h.
Для записи уравнения Навье-Стокса и соответствующих начальных и граничных условий воспользуемся следующими соображениями.
Предположим, что диаметр одного из сжимающих валков значительно больше диаметра другого валка, то есть d