Изготовление и использование пищевых красителей
Основные процессы производства антоциановых красителей
Современные конструкции
Экспериментальная часть
Расчеты, подтверждающие работоспособность разрабатываемого объекта
Приближенный расчет рабочей поверхности мембран
Расчет конструкции опорных элементов мембранного фильтра
Расчет болтового соединения
Выбор приборов контроля, регуляторов и средств автоматизации
Химические опасные и вредные факторы
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
Цели и задачи проекта
Расчет дополнительных текущих расходов при реализации проекта
Навигация
Расчеты, подтверждающие работоспособность разрабатываемого объекта
Способы производства пищевых красителей
114479
знаков
11
таблиц
13
изображений
3. Расчеты, подтверждающие работоспособность разрабатываемого объекта
3.1 Выбор рабочей температуры и перепада давления через мембрану
С повышением температуры разделяемого раствора селективность мембран изменяется мало, а удельная производительность увеличивается в первом приближении обратно пропорционально вязкости пермеата (в том диапазоне температур, где мембраны не разрушаются от термических воздействий). Обратный осмос целесообразно проводить при температуре окружающей среды (обычно 20-25 0С). В тех случаях когда технологический раствор, подвергаемый разделению, уже имеет повышенную температуру, экономически оправдана работа и при температурах выше 25 0С.
С увеличением перепада рабочего давления через мембрану возрастает движущая сила обратного осмоса и увеличивается удельная производительность мембран. Практика применения обратного осмоса показывает, что в условиях длительной эксплуатации оптимальный перепад давления для металлокерамических мембран составляет от 8 до 36 МПа.
Выбираем t = 25 0С, Dр = 8 МПа.
3.2 Выбор мембраны
При выборе мембраны следует исходить из того, что она должна обладать максимальной удельной производительностью при селективности, обеспечивающей выполнение требований к качеству фильтрованного продукта (максимальная биологическая стойкость, содержание экстрактивных веществ, плотность и др.). Кроме того, мембрана должна обладать высокой химической стойкостью по отношению к разделяемому продукту [5].
Применение некоторых типов мембран (керамических или динамических) дает возможность решать весьма специфические технологические задачи, например, очистку сильно агрессивных жидкостей (кислот, щелочей, некоторых органических соединений), где применение полимерных мембран, как и других методов, невозможно или неэффективно. Основные свойства керамических мембран указаны в таблице 3.1
Таблица 3.1 Основные свойства керамических мембран
| Размер пор (порог задержки), мкм | Толщина мембраны, мкм | Состав мембраны | Объемная пористость, % | Производительность по воде, м3/м2/ч | |
| Микрофильтрация | 0,4 - 0,6 | 20 | SIC | 90 | 2500 - 3500 |
| 0,1 - 0,2 | 20 | SIC | 80 | 1500 - 2000 | |
| Ультрафильтрация | 0,03 - 0,05 | 20 + 3 | SIC | 70 | 700 - 1000 |
Для микрофильтрации пива выбираем керамическую мембрану волокнистой структуры типа КМФЭ (ТУ 000-41-002-92). Мембрана предназначена для оснащения фильтровальных аппаратов и выполняется по специальному заказу.
Произведем необходимые расчеты для установки обратного осмоса, предназначенной для умягчения водопроводной воды.
Начиная с концентраций растворенных веществ 0,2 - 0,4 моль/л воды, характеристики обратного осмоса начинают ухудшаться; становится существенным снижение удельной производительности мембран и их селективности, которая для разбавленных растворов остается примерно постоянной. Это приводит к увеличению необходимой поверхности мембран и ухудшению качества воды, что снижает экономичность обратного осмоса. Поэтому примем концентрацию 0,3 моль/ л воды в качестве конечной для степени обратного осмоса. Из [5] определили величину jи = 0,9.
Ниже представлены характеристики ацетатцеллюлозных мембран для обратного осмоса (характеристики установлены при перепаде рабочего давления через мембрану D р = 5 МПа и рабочей температуре t = 25 0С). Использую рекомендации работы [10], находим, что принятое значение соответствует концентрации 3,2 % (масс.)
Таблица 3.2 Характеристики ацетатцеллюлозных мембран для обратного осмоса
| Марка и тип мембраны | Общая пористость, % | Производительность по дистиллированной воде J . 103, м3/(м2 . сут) | Коэффициент задерживания, % |
| МГА – 100 | 75 ± 3 | 300 | 98 |
| МГА – 95 | 75 ± 3 | 500 | 95 |
| МГА – 90 | 75 ± 3 | 600 – 800 | 90 |
| МГА – 80 | 75 ± 3 | 1000 – 1200 | 80 |
| МГА - 70 | 75 ± 3 | > 1200 | 70 |
Рассчитаем истинную селективность мембран приняв в первом приближении, что наблюдаемая селективность равна истинной, определим концентрацию растворенного вещества по формуле:
, (4.1)
где К – степень концентрирования, равная:
, (4.2)
где Х1н, Х1к – начальная и конечная концентрация водопроводной воды для процесса обратного осмоса.
К = 
.
Подставляя известные величины в формулу (4.1) окончательно получим:
1,31 . 10-3 кг соли/кг раствора.
Расход пермеата найдем по формуле:
, (4.3)
где Lн – расход исходного раствора, L = 5,56 кг/с.
кг/с.
Расход соли с исходным раствором определится:
Lн.р. = Lн. Х1н (4.4)
Lн.р. = 5,56 . 0,008 = 0,044 кг/с.
Содержание соли (потери в пермеате) в пермеате:
(4.5)
Lпот = 4,39 . 1,31 . 10-3 = 5,75 . 10-3 кг/с,
что в процентах от количества, содержащегося в исходном растворе (5,75 . 10-3. 100)/ 0,044 = 13,07 %.
Полученное значение больше допустимого (10 %), поэтому рассмотрим следующую по удельной производительности мембрану – МГА – 95.
кг соли/кг раствора;
кг/с;
кг/с.
Потери соли в % от количества, содержащегося в исходном растворе: (3,234 . 10-3. 100) / 0,044 = 7,35 %. Это значение находится в пределах допустимого, поэтому выбираем для дальнейших расчетов мембрану МГА – 95, имеющую селективность по NaCl φи = 0,95 и удельную производительность по воде Gо = 2,3 .10-3 кг/(м2. с).
Похожие работы
... маскировать с помощью красителей изменение цвета продукта, вызванное его порчей, нарушением технологических режимов или использованием недоброкачественного сырья. Итак, пищевые красители бывают натуральными (природными) и синтетическими (это органические соединения, в природе не встречающиеся, то есть искусственные). Однако и натуральные красители иногда подвергают химической модификации для ...
... тушеный с мясом» «Рагу овощное с мясом» Картофель сушеный 72,35 62,35 48,8 Жир 15,0 15,0 15,0 Мука пшеничная – – 5,0 Томатный порошок – – 5,0 Перец черный 0,05 0,05 0,1 Мясо сушеное – 10,0 10,0 5.3 Пищевые концентраты сладких блюд (десертов) Сухие кисели Сухие кисели представляют собой смесь сахара-песка, картофельного крахмала и плодового или ягодного ...
... ряда и сложных эфиров жирных кислот, смесь жирных кислот, их цинковых солей и оксиэтилированных продуктов 1,03–1,98 1.1.4 Способы формования и способы усовершенствования технологии производства сальников реактивной штанги По способу изготовления, комплектующие резиновые детали подразделяются на формовые и неформовые. Формовые называют изделия, вулканизацию которых проводят в замкнутых ...
... функций печени и почек. Антимикробное действие солей муравьиной кислоты формиатов зависит в значительной степени от величины рН. Согласно рекомендациям Объединенного комитета эксперток ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам допустимое суточное потребление муравьиной кислоты и ее солей не должно превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела. Уксусная кислота (Е 260) применяется в пищевой промышленности особенно при ...
0 комментариев