Концентрирование солевых растворов пищевых производств

обратным осмосом

О.А. Абоносимов, С.И. Лазарев, А.М. Акулиничев, Д.О. Абоносимов

ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

В пищевой промышленности при консервации овощей, рыбных продуктов возникает необходимость утилизации солевых растворов. Для утилизации солевых растворов необходима их предварительная концентрация. Наиболее перспективным для концентрирования водных растворов является метод обратного осмоса [1]. С целью определения основных характеристик процесса обратноосмотического концентрирования солевых растворов проведены исследования на обратноосмотической установке рулонного типа, представленной на рис.1.

Рис.1. Схема обратноосмотической установки

Установка состояла из обратноосмотического модуля 1, емкости исходного раствора 2, емкости пермеата 3, насоса 4, дросселя 5, ротаметров для пенетрата 6 и пермеата 7, манометра 8, термометра 9, вентиля 10. Основным разделительным элементом установки является обратноосмотический модуль 1, в который устанавливались два обратноосмотических рулонных модуля типа ЭРО-Э-6,5/900А с мембранами МГА-95.

В качестве объектов исследования использовались модельные растворы, содержащие хлорид натрия.

Основными характеристиками обратноосмотического концентрирования растворов являются коэффициент задержания и удельная производительность[2].

Исследования по изучению коэффициента задержания и удельной производительности обратноосмотического концентрирования проводились следующим образом. Из емкости 2 исходный раствор нагнетался в обратноосмотический модуль 1 плунжерным насосом 4 типа НД-2,5, который обеспечивал подачу раствора в пределах от 0 до 2,5 м³/ч и создавал давление до 6МПа. С помощью дросселя 5 в обратноосмотическом модуле устанавливалось необходимое рабочее давление раствора, которое контролировалось электроконтактным манометром 8. Расход раствора контролировался ротаметром 6, а температура измерялась термометром 9. Расход пермеата после обратноосмотического модуля контролировался ротаметром 7.

Предварительно обратноосмотическая установка работала при рабочем давлении 5МПа и расходом раствора 0,8м³/ч в течение двух часов в циркуляционном (по пермеату и пенетрату) режиме. При этом пермеат отводился в емкость исходного раствора 2. После выхода установки на стационарный режим проводились необходимые измерения и отбор проб для анализа. Для этого пермеат отводили в емкость 3 и через определенные промежутки времени отбирали пробы на анализ пермеата, пенетрата и исходного раствора. Для отобранных проб проводили анализы на содержание хлорида натрия.

По результатам исследований рассчитывались коэффициент задержания и удельная производительность по следующим формулам:

, (1)

, (2)

где С_исх , С_пер , С_пен – концентрации растворенных веществ в исходном растворе, пермеате и концентрате, кг/м³ ; V- объем собранного пермеата, м³; F_m – площадь мембраны рулонных модулей, м²; t- время проведения эксперимента, с.

Результаты экспериментальных исследований обратноосмотического концентрирования представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сисх, кг/м^3	Спер, кг/м^3	Спен, кг/м^3	К, %	J^.10^6, м^3/м^2с
6,6	0,2	8,6	96,7	4,0
10,4	0,4	13,4	96,6	3,8
27,5	1,6	33,6	94,6	2,8
33,8	1,9	39,6	94,5	2,5
42,0	2,5	48,6	94,4	2,2
53,2	3,3	60,5	94,2	1,8
65,2	6,0	69,1	91,1	1,2
76,8	7,4	80,1	90,5	0,7

Работа выполнена при поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.»

Литература

1. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. – М.: Химия, 1986. – 272с.

2. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию / М. Мулдер; пер. с англ. под. ред. С.И. Япольского, В.П. Дубяги. – М. : Мир, 1999. –513 с.