05.18.12 - Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7366
Переглянути
3 результатів
Результати пошуку
Документ Закономірності мембранного розділення дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних елементів та осаду(2020) Пащенко, Богдан СергійовичДисертаційна робота присвячена вирішенню актуальних проблем дослідження закономірностей процесу мембранного розділення рідких дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів керамічних фільтрувальних елементів та ущільнення шару осаду, що виникає на їхній поверхні. Розроблено метод теоретичного дослідження процесу мембранного фільтрування з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних керамічних мембран та шару осаду, що виникає на її поверхні. Розроблено математичну модель ультрафільтрації з використанням керамічних фільтрувальних елементів, що ґрунтується на представленні фільтрувального елементу у вигляді пористого вологонасиченого каркасу разом із шаром осаду, який описується із використанням моделі континуально-дискретного дисперсного матеріалу. Досліджено вплив деформування керамічного мембранного елемента на кінетику ультрафільтрації рідких дисперсних систем, зміну пористості, проникності та критичного зниження продуктивності обладнання, механізм блокування прохідного перетину пори за рахунок деформування шару осаду. Виявлено, що внаслідок дії експлуатаційного навантаження основним фактором при зниженні продуктивності обладнання є ущільнення шару осаду. Одержані числові значення зміни пористості, коефіцієнтів проникності мембрани та шару осаду, а також час перекриття пор мембрани часточками осаду. Порівняння результатів розрахунків із даними фізичного експерименту свідчать про високу точність розробленого методу. Отримані результати досліджень впроваджені у виробництво та в навчальний процес Національного університету харчових технологій. The dissertation is devoted to the solution of urgent problems of investigation the regularities of the process of membrane separation of disperse systems, taking into account the structural and mechanical parameters of ceramic filter elements and the compaction of the sediment layer that occurs on their surface. Based on the analysis of the scientific literature and our own experimental studies it was found, that none of the theoretical models takes into account the deformation of ceramic filter elements during the ultrafiltration process which, together with the formation of a sedimentary layer, affects the characteristics of the membrane itself and the process parameters. The experimentally obtained numerical values and graphical dependences of the decrease in ultrafiltration productivity and the flow rate of the washing solution during the washing of the ceramic element on the duration of the process. This effect is caused by the change of the permeability coefficient of the membrane and the sediment layer on its surface. Investigation of the wear resistance of a ceramic element of an «Inopor» filter based on α-Al2O3 is carried out. The wear rate was determined by the weight loss of the specimen by the weight method. Analysis of the results showed that the nature of wear consists in the gradual accumulation of deformation energy and it’s abrupt on the surface of the membrane element release with the destruction of material. This is explained by the high content of α-Al2O3. A method has been developed for theoretical research of the process of membrane separation of liquid dispersion systems. A mathematical model of ultrafiltration with using ceramic filter elements has been developed, taking into account into account the structural and mechanical parameters of the membrane element and the sediment layer, patterns of change of their permeability coefficient. The design scheme of the ultrafiltration process based on the representation of the filter element in the form of porous moisture-proof framework containing a liquid dispersion system is developed. Such a continuum approach makes it possible to take into account the time variation of the sediment permeability coefficient under the action of operational load. The mechanism of overlapping the passage section of the pore due to the elastic-plastic deformation of the sediment layer is investigated. For this, on the basis of Slichter's theory, model of deformable porous continuous-discrete dispersed material is developed, that effectively reflects the nature of the porous structure change of the filtering medium. The developed algorithms are used as the basis of the created digital model PLAST-GiD, which consists of two subsystems: 1) PLAST-POR-M, which is designed to conduct computational experiments to study filtration processes, taking into account the stress-strain state of ceramic membrane elements; 2)PLAST-POR-M + GiD, is designed to conduct computational experiments to determine the quantitative parameters of irreversible deformation of the sediment layer and determine its permeability coefficient. The adequacy of the developed mathematical model was evaluated by comparing the obtained numerical values of specific productivity of the ultrafiltration process, the time to complete blocking of the passage of the liquid dispersion system through the pores and the permeability coefficient of filter element and sediment layer. The obtained numerical ratios of the values of simulation and physical modelling have a difference of 9%.Документ Наукові засади баро- та електромембранних процесів харчових технологій(2018) Змієвський, Юрій ГригоровичДисертація присвячена вирішенню важливої науково-практичної проблеми розроблення наукових засад баро- та електромембранних процесів у технологіях харчових виробництв. Запропоновано гіпотезу селективного розділення лактози на зворотноосмотичних мембранах при її різній концентрації. Науково обґрунтовано раціональні режими та рівень концентраційної поляризації процесу нанофільтрації молочної сироватки. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення процесу формування осаду під час нанофільтрації. Обґрунтовано режими процесу діананофільтрації молочної сироватки. Розкрито механізми масоперенесення в модифікованих іонообмінних та полімерних мембранах, доведено їх ефективність. Показано ефективність зворотного осмосу в технології концентрування цукрових розчинів. Запропоновано апаратурно-технологічні схеми комплексної переробки молочної сироватки та концентрування розчинів цукрового виробництва. Результати досліджень впроваджені у виробництво на підприємствах молочної та спиртової галузі, а також у навчальному процесі Національного університету харчових технологій. The thesis for obtaining of scientific degree of doctor of technical sciences by specialty 05.18.12 – processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions. National University of Food Technologies, Kiev, 2018. This dissertation is devoted to the development of scientific principles of baromembrane and electromembrane processes in the treatment of milk whey, distillery stillage and for sugar production. On the basis of experimental results an abnormally high lactose permeability was detected through the reverse osmosis membrane at low concentrations of lactose. A hypothesis about the formation of lactose in the solution of nuclides (associates) with increasing concentration was made. Due to the large geometric sizes of these nuclides, the selectivity of the studied membranes by lactose increased by at least 20 %. It has been established that the use of nanofiltration in the processing technologies of milk whey ensures reduction of specific energy consumption for concentration and demineralization of the solution in the range of 20-30 % in comparison with the reverse osmosis. In this case, the fat phase in milk whey before nanofiltration should not exceed 0.060±0,005 % under the pressure of 1.5 MPa. It is proved that the adsorption of proteins on the surface of the membrane occurs in the middle of the flat channels of the nanofiltration installations. The layer of adsorbed proteins creates a hydraulic resistance, which is almost 5 times more than resistance of the membrane itself. In present work we've gotten scientifically substantiated rational hydrodynamic regime for separation of milk whey in a rectangular 39 nanofiltration channel 1 mm high. With an increase of value Reynolds number, the degree of dewatering of the solution decreases, which is associated with a decrease in the concentration polarization. By using the developed mathematical model, the distribution of the concentration of dissolved substances, the horizontal and vertical components of velocity by height and length of the channel for the nanofiltration unit of the milk whey. The combination of the proposed mathematical model with experimental data allowed us to determine the rational level of concentration polarization for this process. The analysis of the composition of the nanofiltration permeate of milk whey has shown the prospect of its processing in order to obtain purified water and concentrates of minerals, suitable for use in remineralization of drinking water. The rational regimes of the reverse-osmosis for concentrating of the indicated solution are established. The concentrates obtained should be directed to electrodialysis with conforming concentration cameras. This ensures lower energy consumption due to the better electrical conductivity of the solution and smaller capacity of pumping. Low concentrations of calcium and magnesium ions in it make impossible the formation of hardly soluble precipitates on ion exchange membranes, which simplifies the implementation of this process. Electrodialysers with non-protic concentration cameras allowed to obtain solutions containing mineral substances of 140-180 kg/m3, which are suitable for use in the technologies of remineralization of potable water. New experimental results for treatment (concentrating) of filtered juices from second saturation at sugar production by reverse osmosis were obtained, determined mass-transfer coefficients, depending on the flow rate of the solution. This technology is promising, but requires more detailed technical and economic analysis. The lack of heat-resistant back-axis membranes complicates the introduction of research results into production. The process of diananofiltration of milk whey is investigated. Under the conditions of experiments, a concentrate with a demineralization level of 62 % was obtained, which is almost 35 % higher than with conventional nanofiltration. Thus, diananofiltration may be an alternative to electrodialysis if, from a technological point of view, the demineralization level within the 60 % range is acceptable. The efficiency of the modification of ion-exchange heterogeneous membranes by inorganic nanoparticles of zirconium for electromembrane processes is confirmed. It was found that antimony of functional groups located on the surface of nanoparticles introduced in transport pores take part in the transport of ions, while nanoparticle units localized in intergranular spaces serve as a barrier for the penetration of quions and organic compounds to the membrane. In the case of desalting of the milk whey, the charge selectivity of the ion-exchange heterogeneous membranes increases by a third. The properties of the mechanism of modification of polymer composite and track membranes for baromembrane processes are established. In this case, the zirconium nanoparticles are concentrated on the pore surface, which leads to an increase in the selective properties of the membrane due to the formation of a secondary porosity with pore size of 100 nm.Документ Дослідження мембранних методів переробки післяспиртової зернової барди(2015) Корнієнко, Людмила ВікторівнаДисертаційна робота присвячена науковому обґрунтуванню застосування мембранної дистиляції, ультрафільтрації та зворотного осмосу в процесі переробки післяспиртової зернової барди. Визначені раціональні режими процесів мембранної дистиляції, ультрафільтрації та зворотного осмосу при розділенні фугату післяспиртової зернової барди. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення перебігу процесу контактної мембранної дистиляції післяспиртової зернової барди, запропонована аналітична залежність визначення продуктивності мембрани від впливових факторів та на цій основі науково обґрунтовано раціональні режими процесу. Розроблено математичну модель процесу ультрафільтрації фугату післяспиртової зернової барди та запропоновано алгоритм розрахунку концентрацій розчинів на виході з кожного модуля ультрафільтраційної установки. The dissertation is devoted to the improving of grain distillery stillage processing using membrane distillation, ultrafiltration and reverse osmosis. The rational modes were determined for the filtration of centrate of grain distillery stillage by membrane distillation, ultrafiltration and reverse osmosis. The theoretical model of contact membrane distillation of grain distillery stillage was further developed. The analytical dependence was proposed to determine the membrane efficiency as a function of influential factors. On this basis the rational modes of process were scientifically substantiated.