Сумісний вимірювальний контроль фізико-хімічних параметрів зразка пивних стоків

Abstract

Запропоновано інформативний двопараметровий безконтактний вихорострумовий метод вимірювального контролю питомої електричної провідності χ та температури t зразка пивних стоків. Наведено основні співвідношення, які описують роботу теплового трансформаторного вихорострумового перетворювача (ТВП) з пробницею кислих стічних вод, що контролюється. Надано схему включення теплового ТВП зі зразком рідини, який розташовано у скляній пробниці, схема передбачає нагрівання зразка рідини у процесі двопараметрового контролю (за допомогою нагрівача, який розташовано у робочому перетворювачі), для імітації виробничих умов пивоварного виробництва. Отримано нові універсальні функції перетворення, які пов’язують компоненти сигналів теплового вихорострумового перетворювача з питомою електричною провідністю χt та температурою t зразка кислих стічних вод пивоварного виробництва, а саме залежності питомого нормованого магнітного потоку Gt від узагальненого магнітного параметра А та залежності Gt від фазового кута зсуву 2t. Одержані чисельні данні, надають змогу стверджувати про узгодження результатів вимірювань електричних та температурних параметрів контрольними методами та запропонованим двопараметровим вихорострумовим методом, на основі якого здійснюється вибір методу очищення стічних вод пивоварного виробництва. Діапазон змінення питомої електричної провідності χt складає від 9,29 См/м до 12,44 См/мв досліджуваному температурному діапазоні. Для підвищення якості готового продукту, надано рекомендації стосовно температурних пауз, які застосовують на стадії технологічного процесу, що полягає у затиранні солоду, а саме пауза 35 °С створює умови для появлення стійкої піни та триває 15–20 хвилин; пауза (55–59) °С – нормальна білкова пауза (яка не ушкоджує піну), триває від 30 хвилин; пауза 62 °С - перехідна пауза, пауза витримки продукту, триває 15–20 хвилин; пауза (63–70) °С –це пауза оцукрювання, триває від 1–15 хвилин; пауза (71–73) °С – дооцукрення, для підсилення «солодування», від 20 до 60 хвилин, пауза (75–78) °С – «інактивування» закінчення затирання, триває від 1,5 до 15 хвилин. Запропоновані температурні паузи, дозволяють отримати якісні органолептичні показники готової продукції пивоваріння та призводять до підвищення рН кислих стічних вод. Визначено нормовані характеристики вихорострумового перетворювача, тобто параметри Gt і А (при різних значеннях температури t) межі змінення яких відповідають діапазонам змінення електричних та температурних параметрів зразка кислих стічних вод. При цьому, задля удосконалення процесу очищення рекомендується додавання магнітної рідини на одному із заключних етапів фільтрації, магнітна рідина за рахунок взаємодії з пробою стічної води перетворюється у слабомагнітну, далі застосовують процес сепарації в результаті якого видаляється фракція, яка містить забруднювач та стічна вода надходить до фільтру доочищення.An informative two-parameter contactless eddy current method for measuring control of the specific electrical conductivity χ and temperature t of a sample of beer drains is proposed. The basic relationships describing the operation of a thermal transformer eddy-current converter (TVP) with a controlled sample of acidic wastewater are presented. A diagram of the inclusion of a thermal TVP with a liquid sample, which is placed in a glass tube, is given; the scheme provides for the heating of a liquid sample in the process of two-parameter control (with the help of a heater,which is located in a working transducer), to simulate the production conditions of brewing production. New universal transformation functions that relate the signal components of the thermal eddy-current transducer with the specific electrical conductivity χtand the temperature t of a sample of acidic wastewater from brewing production, namely, the dependence of the specific normalized magnetic flux Gt on the generalized magnetic parameter have been obtained A and the dependence of Gt on the phase shift angle 2t. The obtained numerical values make it possible to assert the agreement of the results of measurements of electrical and temperature parameters by control methods and the proposed two-parameter eddy current method, on the basis of which the choice of a method for purifying wastewater from brewing production is carried out. The range of change in specific electrical conductivity χt is from 9,29 Cm/m to 12,44 Cm/m in the investigated temperature range. To improve the quality of the finished product, recommendations are given regarding temperature pauses, which are used at the stage of the technological process, which consists in mashing the malt, namely, a pause of 35 °C creates conditions for the appearance of a stable foam and lasts 15–20 minutes; pause (55–59) °С – normal protein pause (which does not damage the foam), lasts from 30 minutes; a pause of 62 °С – a transitional pause, a pause for holding the product, lasts 15–20 minutes; pause (63–70) °С – this is a pause of saccharifica-tion, lasts from 1–15 minutes; pause (71–73) °С – additional saccharification, to enhance “malting”, from 20 to 60 minutes, pause (75–78) °С –“end of activation”, end of mashing, lasts from 1.5 to 15 minutes. The proposed temperature pauses make it possible to obtain high-quality organoleptic indicators of finished brewing products and lead to an increase in the рН of acidic wastewater. The normalized characteristics of the eddy current transducer have been determined, that is, the parameters Gtand A(at different values of temperature t), the boundaries of which correspond to the ranges of changes in the electrical and temperature parameters of the acidic wastewater sample. At the same time, to improve the purification process, it is recommended to add magnetic fluid at one of the final stages of filtration, the magnetic fluid, due to interaction with the waste water sample, turns into weakly magnetic, then a separation process is applied, as a result of which the fraction containing the pollutant is removed and thewaste water enters the post-treatment filter.