Коллектив авторов - 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.)

Обязательными операциями на молокоперерабатывающих предприятиях является пастеризация и гомогенизация молока. Сложность аппаратурного оформления данных процессов требует необходимость внедрения альтернативного способа обработки молочного сырья. Использованы мембранные кавитационные реакторы. Показана перспективность использования низкочастотного ультразвука для пастеризации и гомогенизации молока.

Технологические преимущества ультразвукового метода обуславливают возможность и целесообразность его использования для обеззараживания воды в малых объектах культурно-бытового назначения. Подтверждена перспективность технологии дезинфекции воды по количеству обнаруженных бактерий.

Показано, что встроенный пучок трубчатых мембран приводит к разделению потока на отдельные струи, движущиеся по траекториям различной длины вдоль внутренних поверхностей аппарата. Предложена модель струйного течения с дополнительным переносом вещества в радиальном направлении.

Выполнена оценка массообменных характеристик инокулятора вытеснения. Сульфитное число при подаче технического кислорода под давлением 0,3 МПа в полости мембран равно 1,2 г/л.час. Интенсивность массообмена кислорода, обусловлена проницаемостью применяемых мембран и мало зависит от режима движения жидкости в диапазоне скоростей потока от 0,33 час -1до 11,47 час -1.

Решена задача параметрической идентификации высокотемпературного гидролиза целлюлозы серной кислотой. С использованием численных методов найдены прогнозные значения параметров высокотемпературного гидролиза – констант скоростей и энергии активации. Полученные расчетные значения параметров кинетической модели гидролиза адекватно отражают процессы при высоких температурах 150 -190 0С.

Проведено моделирование кинетики процессов высокотемпературного гидролиза растительного сырья слабой уксусной кислотой (1-3 % масс). Решена задача многомерной оптимизации с целью идентификации параметров процессов гидролиза для температур 150 – 190 0С. Идентификация проводилась на основе изменения концентрации редуцирующих веществ.

Проведены исследования процессов гидролиза растительного сырья и целлюлозы с использованием целлюлазного комплекса NS22074 фирмы Новозаймс при варьировании температуры, рН и концентрации фермента с целью получения ферментолизатов с максимальным содержанием редуцирующих веществ.

Проведены экспериментальные исследования ферментов фирмы Новозаймс, рекомендуемых для производства целлюлозного этанола. Исследование процессов ферментативного гидролиза проводили на лабораторной установке при гидромодуле 1:10 и более, в регулируемом температурном диапазоне 35 – 70 ºС, при рН 2,5 – 6,5.

В ходе проведения процессов ферментолиза определены энергозатраты, удельные энергозатраты на единицу полученных РВ, степень конверсии и скорости проведенных процессов. Процессы ферментолиза характеризуются высокой чувствительностью к режимным параметрам (температура, рН среды). Изменение суммарного количества ферментов почти в 8 раз приводит к увеличению конверсии только в 2,2 раза.