Calculation of the Membrane Apparatus for Microfiltration of Vegetable Juices

Abstract

Аннотация. В данной работе представлена методика и результаты расчета микрофильтрационной установки с керамическими мембранными элементами на этапе очистки тыквенного сока. Объектом исследования является тыквенный сок с мякотью, изготовленный по классической технологии в лабораторных условиях. Овощные соки являются ценнейшими источниками легкоусвояемой клетчатки, пектиновых и минеральных веществ. Тыква имеет уникальный биохимический состав, богата β-кератином и калием и рекомендуется при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Следовательно, сок и сокосодержащие напитки на основе тыквы служат богатым источником различных витаминов, минералов и антиоксидантов. Актуальной является разработка безотходного и энергосберегающего технологического процесса производства овощных и фруктовых соков с повышенной полезностью для здоровья. Применение мембранных технологий имеет многие преимущества по сравнению с традиционными процессами. Микрофильтрация относится к области мембранной техники и представляет собой фильтрацию через селективно-проницаемые элементы. Необходимо периодически останавливать процесс фильтрации для проведения трудоемкой очистки мембранного канала от загрязнений химическим или механическим путем. Установлено, что наиболее эффективным является принцип поддержания минимальной толщины осадка за счет организации вдоль поверхности фильтрации турбулентного циркуляционного движения концентрируемой фазы. Высокая скорость поперечного потока снижает постоянную фильтрации, что указывает на более медленную скорость загрязнения мембраны. Кроме того, был проведен анализ поверхности и размера частиц для подтверждения результатов моделирования. Рекомендовано перед микрофильтрацией проводить предварительную ферментацию напитка для разрушения коллоидной системы и образования дисперсной фазы. Основными задачами при проектировании мембранных установок указанного назначения являются расчет площади фильтрации, подбор типа мембран в зависимости от состава исходного сырья и требований к осветленному соку, а также определение оптимальных режимов движения пермеата и ретентата в мембранном модуле.Ключевые слова: мембранная технология, микрофильтрация, методика, овощные соки, секционирование, проектирование.