Разработка аппаратурной схемы и программы расчета мембранной установки, укомплектованной аппаратами с отводом поляризационного слоя

Автор: Лобасенко Б.А., Шафрай А.В., Просин М.В., Семенов А.Г., Какимов А.К., Акимов А.М.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств

Статья в выпуске: 4 (90), 2021 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены различные типы мембранных установок, включающие типовые аппараты с отводом пермеата, которые используются в настоящее время для переработки различных жидких сред. Оцениваются их достоинства и недостатки, условия работы и особенности эксплуатации. Анализируется принцип работы мембранных аппаратов с отводом поляризационного слоя. Отличительной особенностью таких аппаратов является разделение потока исходного сырья на три части: примыкающую к мембране и включающую в себя поляризационный слой с повышенной концентрацией высокомолекулярных веществ (концентрат), обедненное ядро потока, подлежащее повторной обработке (ретентат), и практически не содержащий высокомолекулярных веществ пермеат. Приводится аппаратурная схема и принцип работы установки, укомплектованной этим оборудованием. Особенностью этой установки является параллельное расположение мембранных аппаратов. При такой конфигурации установки предусматривается наличие двух контуров циркуляции потока и двух емкостей, в одной из которых будет находится обедненный поток, в другой ретентат. В процессе работы предусматривается циркуляция обедненного потока. При этом, образующийся поляризационный слой (концентрат), будет отводиться во вторую емкость. Работа продолжается до полной выработки обедненного раствора в емкости. В том случае, когда раствор в этой емкости выработан, а необходимая концентрация продукта не достигнута, в работу включается вторая емкость с концентратом и процесс продолжается. Принцип работы в этом случаю аналогичен. Чередование емкостей продолжается до получения необходимой степени концентрирование продукта. Предлагается алгоритм расчета, блок-схема и программа расчета продолжительности работы мембранной установки, на которую получено свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Приведен алгоритм расчета и интерфейс программы. Данная программа позволяет прогнозировать работу таких установок и предусматривает возможность оптимизации их работы.

Еще

Мембранная установка, концентрирование, поляризационный слой, программа расчета, аппаратурная схема

Короткий адрес: https://readera.org/140290676

IDR: 140290676   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-4-37-42

Список литературы Разработка аппаратурной схемы и программы расчета мембранной установки, укомплектованной аппаратами с отводом поляризационного слоя

  • Рыбалова Т.И. Молочная индустрия России в 2018 г. // Молочная промышленность. 2019. № 1. С. 4-9.
  • Храмцов А.Г. Феномен молочной сыворотки. СПб.: Профессия, 2011. 804 с.
  • Гаврилов Г.Б., Просеков А.Ю., Кравченко Э.Ф., Гаврилов Б.Г. Справочник по переработке молочной сыворотки. Технологии, процессы и аппараты, мембранное оборудование СПб.: Профессия, 2015. 176 с.
  • Свитцов А.А. Введение в мембранную технологию. М.: ДеЛи Принт, 2007. 280 с.
  • Baker R.W. Membrane Technology and Applications. Chichester: John Wiley&Sons, 2012. 575 p. doi: 10.1002/9781118359686
  • Drioli E., Giorno L. Encyclopedia of Membranes. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 2016. 2089 p. doi: 10.1007/978-3-662-44324-8
  • MeenaS., Singh A.K., Panjagari N.R., Arora S. Milk protein concentrates: opportunities and challenges // Journal of Food Science and Technology. 2017" V. 54. P. 3010-3024. doi: 10.1007/sl3197-017-2796-0
  • Тимкин В.А., Новопашин Л.А. Производство безлактозного молока многоступенчатой диафильтрацией // Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. 2019. № 5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prizvodstvo-bezlaktoznogo-moloka-mnogostupenchatoy-diafiltratsiey
  • Quezada С., Estay H., Cassano A., Troncoso E. et al. Prediction of Permeate Flux in Ultrafiltration Processes: A Review of Modeling Approaches//Membranes. 2021. V. 11. № 5. P.368. doi: 10.3390/membranesl 1050368
  • Nelson B.K., Barbano D.M. A Microfiltration Process to Maximize Removal of Serum Proteins from Skim Milk Before Cheese Making //Journal of Dairy Science. 2005. V. 88. № 5. P. 1891-1900. doi: 10.3168/jds. S0022-0302(05)72865^1
  • Ochando-Pulido J.M. Permeate recirculation impact on concentration polarization and fouling on RO purification of olive mill wastewater//Desalination. 2014. V. 343. P. 169-179. doi: 10.1016/j.desal.2014.03.025
  • Kappel C., Kemperman A.J.B., Temmink H., Zwijnenburg A. et al. Impacts of NF concentrate recirculation on membrane performance in an integrated MBR and NF membrane process for wastewater treatment // Journal of Membrane Science. 2014. V. 453. P. 359-368. doi: 10.1016/j.memsci.2013.11.023.
  • Кочаров Р.Г., Каграманов Г.Г. Расчет установок мембранного разделения жидких смесей. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. 188 с.
  • Hammam A.R.A., Martinez-Monteagudo S.I., Metzger L.E. Progress in micellar casein concentrate: Production and applications // Comprehensive Reviews in Food Science andFood Safety. 2021. V. 20. № 5. P. 4426^1449. doi: 10.1111/1541^337.12795.
  • Boukil A., Suwal S., Chamberland J, Pouliot Y. et al. Ultrafiltration performance and recovery of bioactive peptides after fractionation of tryptic hydrolysate generated from pressure-treated p-lactoglobulin. // Journal of Membrane Science. 2018. V. 556. P. 42-53. doi: 10.1016/j.memsci.2018.03.079.
  • Ohanessian K., Monnot M., Moulin Ph., Ferrasse J.-H. et al. Dead-end and crossflow ultrafiltration process modelling: Application on chemical mechanical polishing wastewaters. // Chemical Engineering Research and Design. 2020. V. 158. P. 164-176. doi: 10.1016/j.cherd.2020.04.007
  • Международная терминология по мембранам и мембранным процессам. Химические наука и образование в России. URL: http://www.chem.msu.ru/rus/journals/membranes/2/iupac.htm
  • Терминология. Мембраны и мембранные технологии. URL: http://www.memtech.ru/index.php/ru/glavnaya/terms
  • Лобасенко Б.А., Семенов А.Г., Захаров Ю.Н. Ультрафильтрация: Теория и практика. Новосибирск: Наука, 2015. 204 с.
  • Shahrubudin N., Lee T.C., Ramlan R. An Overview on 3D Printing Technology: Technological, Materials, and Applications. //Procedia Manufacturing. 2019. V. 35. P. 1286-1296. doi: 10.1016/j.promfg.2019.06.089
  • Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019612856. Программа для расчета продолжительности работы мембранной установки на основе аппаратов с отводом поляризационного слоя / Шафрай А.В., Лобасенко Б.А.
Еще
Статья научная