Введение к работе
Актуальность теш. Получение кормового'и пищевого балка нз зеленых растений позволяет сократить потребление зерна, ежегодный дефицит которого в нашей стране составляет 15.,.20 млн. тонн. Для производства белковых концентратов целесообразно использовать люцерну, которая обладает потенциалом порядка 2000 кг/га протеина, сбалансированного по всем незаменимым аминокислотам.
В процессе переработки зеленой массы люцерны посла выделения из зеленого сока хлоропластового /кормового/ белка при температуре 53...60С остается раствор, получивший название супернатант коричневого сока /СК-1/. Супернатант содержит до 7% растворенного сухого вещества, существенную долю которого составляют циго-плазматические /пищевые/і белки. Кроме того, собственно супернатант является ценным кормовым продуктом, а в сгущенном состоянии используется в качества субстрата для выращивания биомассы лизиновых и кормовых дрожжей; при значительном обезвоживании; он может служить продуктом для получения пищевого белка. В любом виде использования СК-1 целесообразно его сгущение, которое приводит наряду с другими преимуществами концентрата к снижению затрат при хранении, транспортировке и дозировании. Применяемые в настоящее время для этих целей методы и технические средства имеют существенные недостатки: наличие в СК-1 фазовых превращений, если процессы протекают при температуре выше 60С /термические способы/; отсутствие возможности рассматривать СК-1 как многокомпонентный раствор с перспективой выделения из него ценных, например,ароматических веществ /вакуум-выпарной способ/; существующие плоскокамерные мембранные способы не исчерпали, своих возможностей по росту эффективности их применения особенно в направлении повышения производительности. В соответствии с этим работа направлена на обоснование рационального способа и создание технических средств повышенной производительности для сгущения СК-1 до заданной концентрации при сохранении пищевых свойств белкового вещества.
Работа выполнена в рамках реализации темы Проблемной научно-исследовательской лаборатории по производству концентратов
из зеленых кормов /ПШЛ КЗК/ при Донском государственном техническом университете "Обоснование внергосберегающих безотходных технологий и создание пакетов и экспериментальных образцов оборудования для комплексной переработки листостебельной биомассы" .
Цель работы - обосновать рациональные параметры и разработать макетный образец ілембранного модуля, обеспечивающего при концентрировании СК-1 повышение производительности при заданных качественных показателях.
Объект исследования - процессы, протекающие в мембранном модуле при концентрировании белоксодержащего раствора.
Методика исследований. Теоретические исследования проводили с использованкзм современных методов математического моделирования рабочих процессов и расчета основных параметров модуля с применением ЭВМ. При получении супернатанта коричневого сока использовали линию ШИД КЗК для переработки зеленой массы растений, смонтированную на учебно-опытном полигоне ДТТУ. Химический и аминокислотный составив также зависимости плотности и вязкости СК-1 от содержания сухого вещества определяли на'оборудовании специализированных лабораторий 1ШИЛ КЗК /ДГТУ/, Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства и Станции химизации езльского хозяйства /а .Рассвет Ростовской области/. Опыты проводили на специальной экспериментальной устеновке. Для проведения процесса концентрирования СК-1 использовали метод ультрафильтрации о применением ацетатцел-
люлозных мембран типа УАМ.
Научная новизна» На основе принципа соразмерности молекул белкового вещества СК-1 с гидратированными порами адетатцелло-лозных мембран выбран,-типоразмер мембраны, обеспечивающий 100-процентную селективность при максимальной производительности по фильтрату. Выполнено научное обобщение закономерностей, описывающих технологический процесс разделения компонентов белоксодержащего раствора с позиций обоснования рационального профиля рабочего канала"модуля. Разработан алгоритм для расчета основных параметров рабочего канала ультрафильтрациониого модуля. Оптимизированы основные параметры рабочего канала волнового модуля.
Ррактическая значимость- работы. По результатам теоретических и экспериментальных исследований даны рекомендации по выбору рациональных конструктивных параметров я режимов волновых ультрафильтрацшнных модулей, предназначенных для получения белка кортового и пищевого назначения из сока зеле-. ных растений. Материалы исследований приняты к использованию Всероссийским научно-исследовательским институтом комплексных проблем машиностроения для животноводства и кормопроизводства /АО "ВНИИЮВД/ и научно-производственным объединением по кормопроизводству /ЫЮ "Корма"/.
Апробация работы. Основные положения диссертации долокены и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников и студентов РИСХМа-ДТТУ в 1992...1995 годах; на Мевднародной научно-технической конференции "Надеяность машин и технологического оборудования" /Ростов-на-Дону, 22-24 ноября 1994 г./.
Публикация. Основное содержание диссертации отражено в шести печатных работах общим объемом 2,5 п.л.
Объем диссертации. Диссертация /общий объем 12? с/ включает введение, четыре главы, заключение с общими выводами, список использованной литературы /67 наименований, включая 19 на иностранных языках/, содержит 16 таблиц и 47 рисунков.