Реєстраційний номер
0220U101164,
0117U001247
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Баро- та електромембранні процеси в технологіях очищення рідких середовищ харчової промисловості
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Мирончук Валерій Григорович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
04-01-2020
Організація виконавець
Національний університет харчових технологій
Опис етапу
Звіт про НДР: 231 сторінка, 7 розділів, 72 рисунки, 43 таблиці, 8 додатків, 142 джерела. ДЕМІНЕРАЛІЗАЦІЯ, КОНЦЕНТРАТИ, МЕМБРАНА, МОЛОЧНА СИРОВАТКА, НАНОФІЛЬТРАЦІЙНИЙ ПЕРМЕАТ, НАНОФІЛЬТРАЦІЯ, МІКРОФІЛЬТРАЦІЯ, ДІАНАНОФІЛЬТРАЦІЯ, СОРБЦІЯ, НАСИЧЕННЯ, ОЗОНУВАННЯ, ПРОДУКТИВНІСТЬ, СЕЛЕКТИВНІСТЬ.
Об'єкт дослідження – процеси баро- та електромембранного розділення, процес озонування та сорбції.
Предмет дослідження – режими процесів мікрофільтрації, зворотного осмосу, електродіалізу, озонування та сорбційного очищення, фізико-хімічний склад рідин харчових виробництв.
Мета проекту – розробити технології очищення рідин харчових виробництв баро- та електромембранними методами для отримання концентрованих розчинів мінеральних речовин та відділення баластних сполук.
Методи досліджень – експериментальні та теоретичні.
На основі аналізу, який був проведений на початковому етапі, було обрано нанофільтраційний (НФ) пермеат молочної сироватки для отримання з нього концентратів мінеральних солей природного походження для доменірелазації або ремінералізації питної води.
Встановлено, що процес озонування дозволяє в подальшому збільшити ефективність вугільного сорбційного фільтру в 6 разів.
Показано позитивний вплив озонування на НФ пермеат при його подальшій обробці на мембранних установках. Вдалося підвищити продуктивність мембран зворотного осмосу при розділенні розчину НФ пермеату молочної сироватки обробленого озоном на 25…30 % у порівняння з необробленим НФ пермеатом.
Було досліджено фізико-хімічні показники отриманих концентратів для ремінералізації питної води та розроблені ТУ та ТІ для їх виробництва. Запропоновано та описано апаратурне оформлення обробки розчину НФ пермеату молочної сироватки озоном. Представлено модернізацію існуючої схеми переробки НФ пермеату з допомогою озонування та схема повної та безвідходної переробки НФ пермеату з використанням озонування, сорбційних фільтрів та електродіалізу.
Опис продукції
Дана технологія направлена на повне використання НФ пермеату молочної сироватки. Принцип роботи запропонованої маловідходної схеми переробки НФ пермеату наступний. НФ пермеат подається на станцію озонування, де він у контактній ємності обробляється озоном (концентрація озону в газовій суміші сягає 15-25 мг/л). Це сприяє окисленню органічних сполук та повній дезінфекції розчину. Далі розчин після фільтрування через мікрофільтраційну мембрану (раціональний діапазон тиску від 0.25 до 0.40 МПа, температура розчину від 20 до 30 °C) та шар активованого вугілля піддається концентруванню на станції зворотного осмосу. Встановлено, що поєднання вищезазначених процесів дозволяє зменшити ХСК у НФ пермеаті за рахунок видалення до 96% органічних сполук. Концентрування зворотним осмосом проводиться при тиску 1,5-2,5 МПа і температурі 15-25 °C до вмісту сухих речовин 4%. За рахунок попереднього видалення органічних компонентів, продуктивність мембран зворотного осмосу підвищується на 25…30%, у порівнянні з способом обробки без станції озонування. При цьому збільшується кількість одержаної очищеної води. Отриманий концентрат йде на станцію електродіалізу (ЕД), де відбувається концентрування солей, які в подальшому можна використовувати для домінералізації та ремінералізації питної води. Фільтрат після зворотного осмосу та дилюат після ЕД змішується із залишковим озоном, кількість якого може сягати 40…70% від початкових значень на станції озонування, та використовується для миття обладнання. Змішування з залишковим озоном дозволяє зекономити на встановленні деструктора озону для залишкової газової суміші та наситити розчин озоном з залишковою концентрацією 0,1 мг O2/дм3, що унеможливлює розвиток патогенної мікрофлори у такій воді впродовж 30…60 хв. Технологія озонування, мікрофільтрація, сорбція, зворотний осмос, електродіаліз.
Автори роботи
Білецька Ірина Михайлівна
Дзязько Юлія Сергіївна
Захаров Володимир Володимирович
Змієвський Юрій Григорович
Устінов Олександр Артурович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
