Введение к работе
Актуальность темы. Качество подготавливаемой воды в пищевой и перерабатывающей промышленности в значительной степени определяет качество, выход и ассортимент пищевых продуктов.
Особо важное место процесс подготовки воды занимает в пектиновом производстве.
Большая потребность в профилактическом питании и лечебных препаратах содержащих пектин, производство студнеоОразователей требуют дальнейшего интенсивного развития пектинового производства.
Современные технологии пектина базируются на использовании минеральных, органических кислот, щелочей, что делает их производство экологически нечистым. Это является основной причиной, сдерживающей дальнейшее развитие пектинового производства.
Основой для создания высокоэффективных экологически чистых и безотходных технологий пектина является электромембранная подготовка воды, которая используется вместо химических реагентов для гидролиза. Использование электромембранных технологий для подготовки воды в производстве пектина позволяет отказаться от использования кислот для гидролиза, исключить рост солесодержания пищевых сред, получить необходимые реагенты непосредственно из обрабатываемой воды, создать экологически чистые, безотходные технологии пектина и пектиносодержащих продуктов.
Разработка новых электромембранных процессов подготовки экстра-гента (воды) для пектинового производства базируется на использовании биполярных мембран.
Поэтому исследование мембранных систем и структуры водных растворов с целью разработки электромембранного процесса подготовки экстрагента (элекгроактивированной воды) для пектинового проив-
- г -
водства является актуальной задачей.
Цель работы состоит в экспериментальном исследовании и разработке технологического процесса электромембранной подготовки воды для производства пектина и пектиносодержащих продуктов. В соответствии с целью определены следующие задачи:
-
Определить влияние электромембранной обработки на физико-химические свойства и структуру воды.
-
Изучить электродиффузионные свойства монополярных ионообменных мембран.
-
Исследовать электрохимические характеристики биполярных мембран.
-
Разработать процесс электромембранной технологии воды в производстве пектина и пектинопродуктов.
Научная новизна работы. На основе экспериментальных исследований и промышленных испытаний разработана электромембранная технология подготовки воды для производства пектинопродуктов.
Изучено влияние электромембранной обработки на физико-химические свойства и структуру воды, изменения химического состава "Зкстрагента" при различных условиях его обработки.
Показано, что улучшения многих технологических показателей пектиновых растворов связаны с влиянием эффектов, которые не обуславливают непосредственное изменение свойств воды и ее структуры. Изменение технологических свойств связано с влиянием химической природы компонентов.
Определены электродиффузионные характеристики ионообменных мо-но- и биполярных мембран в условиях промышленной эксплуатации электромембранной установки.
Показано, что снижение электродиффузионных свойств анионитовых мембран МА-40 обусловлено изменением электропроводности гелевых участков в мембране из-за накопления блокирующих агентов на внут-
- з -ренних границах раздела микрофаз.
Установлено, что основной причиной ухудшения электрохимических характеристик биполярных мембран является осадкообразование не только на поверхности аннонообменпого сдоя, но и в его объеме, в том числе и на биполярной границе.
Для увеличения ресурса работы ионообменных мембран в процессе электродиализного получения экстрагента в пектиновом производстве предложена схема промывки камер аппарата комплексообраэующими реагентами.
Предложены метод предподготовки воды и методика расчета электромембранных аппаратов, применяемых в технологическом процессе получения пектинопродуктов.
Праістическая ценность работы. Разработки, выводы и предложения диссертєшдонной работы нашли практическое применение и использованы для:
-разработки технологической схемы электромембранной подготовки, води и ее аппаратурного оформления ;
-выбора оптимальных технологических параметров процесса получения экстрагента;
-разработки методики расчета электромембранных аппаратов;
-разработки способа получения экстрагента для извлечения сахара
из свекловичной стружки;
-разработки способа получения глюкозо-фруктозных сиропов
применяемых в кондитерском и других производствах.
Достоверность работы. Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций обеспечена применением современных измерительных прибороз, методик, математических методов обработки экспериментальных данных и подтверждается согласованием результатов лабораторных и промышленных испытаний.
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при разработке и внедрении способа получения жидких пекти-нопродуктов на Солдатском консервном заводе.
Разработанный, на основе . исследований, производственный технологический регламент получения экстрагента электромембранным методом, использован на Хорольском плодоконсервном заводе.
По результатам исследований организовано экологически чистое производство экстрагента для получения пектинопродуктов на Лети-чевском заводе продтоваров.
Экономический эффект от использования результатов исследований составляет 1985 тыс. руб. в год ( в ценах 19S2 г).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 58-й научной конференции КТИПП (Киев. 1992 г.) ;1-м. 2-м. 3-м научно-технических семинарах "Электротехнология пектиновых веществ"' (Киев 1990-1982 гг.); республиканской конференции "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудований и новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК" (г. Киев 24-26 сентября 1991 г.); 18-й международной конференции "мембранная электрохимия. Ионообменные мембраны: от синтеза к применению (г.Краснодар 23-26 апреля 1992 г.)
Тематика исследований входила в планы важнейших научно-исследовательских работ КТИПП, являющихся составной частью программы 0. Ц.030 "Развитие производства биологически полноценных продуктов на основе комплексного использования сырья и снижение его потерь", Государственной союзно-республиканской программы неотложных мер по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (Украинская ССР), задание 1.4.7.2. Создание и освоение производства пектиносо-держащих добавок.
- б -
Тема диссертации является также составной частью научно-исследовательской работы ШИЛ КТИПП по теме: "Разработка электротехнологии экстрагирования сахара и пектина из растительного сырья". Приказ Минвуза Украины N 78 от 21.03.1991 г.
Исследования по диссертационной работе выполняли в Проблемной научно-исследовательской лаборатории КТИПП, научно-исследовательских лабораториях ассоциации "Пектин".
Промышленные исследования проводили на Солдатском консервном ваводе, Хорольском плодоконсервном заводе. Летичевском заводе продтоваров.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (137 наименований. из них 26 на иностранных яэыках) и приложений. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, в том числе 66 страниц основного текста. 29 рисунков, 30_таблиц,
Автор выражает благодарность кандидату технических наук Матвиенкр А. Б. за научные консультации при выполнении работы.