Контроль и управление непрерывным процессом мембранного удаления лактозы из пахты
Вантажиться...
Дата
2018
ORCID
DOI
10.20998/2413-4295.2018.16.26
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
НТУ "ХПИ"
Анотація
Мембранные процессы, такие как УФ, МФ, НФ, ОО давно зарекомендовали себя в качестве эффективного средства улучшения свойств различных молочных продуктов, в т.ч. вторичных (пахты, сыворотки, обезжиренного молока). Имея различные характеристики НФ и УФ мембраны могут эффективно задерживать высокомолекулярные вещества и пропускать низкомолекулярные. Кроме того, НФ мембраны способны разделить органические вещества от неорганических. Базируясь на этих свойствах мембран, их эксплуатационных характеристиках и общих зависимостях мембранного разделения можно эффективно удалять лактозу из концентратов пахты при сохранении минерального состава непрерывно. Мембранное разделение имеет при этом ряд преимуществ перед проведением ферментативного удаления лактозы, которое используют на практике. Непрерывность мембранного удаления лактозы может быть достигнута определенной комбинацией УФ, ДФ и НФ обработки. Целью данных исследований является изучение возможности организации непрерывного мембранного удаления лактозы из пахты и разработка соответствующей схемы установки. В ходе экспериментов определили, что УФ мембраны ВПУ-15000 по своим характеристикам подходят для УФ и ДФ. Их селективность по лактозе R = 1%. НФ мембраны марки ОПМН имеет высокую (R = 99,7%) селективность по лактозе и низкую по минеральным веществам. Это позволяет использовать их для получения пермеата, который применяется как буферный раствор. Разработана схема автоматического управления и контроля мембранной установкой, состоящая из трех блоков: УФ концентрирования, ДФ, и НФ. Установка обеспечивает непрерывную обработку пахты с целью получения высокобелково-липидного концентрата не содержащего лактозы. Слабым звеном мембранной установки является необходимость регенерации мембран. В этом направлении требуются дополнительные исследования.
Membrane processes, such as UV, MF, NF, RO have long established themselves as an effective means of improving the properties of various dairy products, incl. secondary (buttermilk, whey, skim milk). Having different characteristics of NF and UV membranes can effectively retard high-molecular substances and pass low-molecular. In addition, NF membranes are able to separate organic substances from inorganic ones. Based on these properties of membranes, their performance characteristics and general dependencies of membrane separation, it is possible to effectively remove lactose from buttermilk concentrates while maintaining the mineral composition continuously. Membrane separation has several advantages over the enzymatic removal of lactose, which is used in practice. Continuity of membrane lactose removal can be achieved by a specific combination of UV, DF and NF treatment. The aim of these studies is to study the possibility of organizing continuous membrane removal of lactose from buttermilk and developing an appropriate installation scheme. In the course of the experiments it was determined that the UV membranes of the ВПУ-15000 are suitable for UV and DF. Their selectivity for lactose is R = 1%. The NF membrane of the ОПМН brand has a high (R = 99.7%) selectivity for lactose and a low mineral content. This allows them to be used to produce permeate, which is used as a buffer solution. A scheme for automatic control and monitoring of a membrane plant was developed, consisting of three blocks: UV concentration, DF, and NF. The plant provides continuous processing of buttermilk to obtain a high-protein-lipid concentrate of lactose-free. A weak link in the membrane plant is the need for membrane regeneration. In this direction, more research is required.
Membrane processes, such as UV, MF, NF, RO have long established themselves as an effective means of improving the properties of various dairy products, incl. secondary (buttermilk, whey, skim milk). Having different characteristics of NF and UV membranes can effectively retard high-molecular substances and pass low-molecular. In addition, NF membranes are able to separate organic substances from inorganic ones. Based on these properties of membranes, their performance characteristics and general dependencies of membrane separation, it is possible to effectively remove lactose from buttermilk concentrates while maintaining the mineral composition continuously. Membrane separation has several advantages over the enzymatic removal of lactose, which is used in practice. Continuity of membrane lactose removal can be achieved by a specific combination of UV, DF and NF treatment. The aim of these studies is to study the possibility of organizing continuous membrane removal of lactose from buttermilk and developing an appropriate installation scheme. In the course of the experiments it was determined that the UV membranes of the ВПУ-15000 are suitable for UV and DF. Their selectivity for lactose is R = 1%. The NF membrane of the ОПМН brand has a high (R = 99.7%) selectivity for lactose and a low mineral content. This allows them to be used to produce permeate, which is used as a buffer solution. A scheme for automatic control and monitoring of a membrane plant was developed, consisting of three blocks: UV concentration, DF, and NF. The plant provides continuous processing of buttermilk to obtain a high-protein-lipid concentrate of lactose-free. A weak link in the membrane plant is the need for membrane regeneration. In this direction, more research is required.
Опис
Ключові слова
мембранные технологии, безлактозные продукты, диафильтрационная очистка, ультрафильтрация пахты, автоматизация мембранных процессов, lactose-free products, diafiltration cleaning, ultrafiltration of buttermilk
Бібліографічний опис
Трубникова А. А. Контроль и управление непрерывным процессом мембранного удаления лактозы из пахты / А. А. Трубникова // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: Нові рішення в сучасних технологіях = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2018. – № 16 (1292). – С. 177-183.