Ресурсозберiгаючий процес миття склотари для харчових виробництв: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.12 – процеси та апарати харчових виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено питанням розробки ефективних способів миття склотари на харчових підприємствах. Досліджено процеси електромембранної регенерації лугу з відпрацьованого лужного розчину і процеси вилучення суспендованих речовин з лужних стоків харчових виробництв. Сконструйовано вертикальний відкритий електролізер з катіонообмінними мембранами, экспериментально об?рунтовано вибір технічних параметрів процесу фільтрації стоків, розроблено ресурсозберігаючу установку миття пляшок, яка дозволяє поліпшити якість миття, економити воду і тепло, повертати у виробництво весь луг. Дослідно промислову ресурсозберігаючу установку підготовки води для миття пляшок впроваджено на Мелітопольському пивзаводі.Диссертация посвящена вопросам разработки эффективних способов мойки стеклотары, что включает улучшение качества мойки за счет снижения количества загрязняющих примесей в моющем растворе и в ополаскивающей воде, возвращение в производство максимально возможного количества воды, тепла и моющих средств. На основании анализа информационно-технической литературы сделан вывод о том, что наиболее перспективными методами очистки жидких сред и регенерации щелочей являются электромембранные процессы. Однако широкому внедрению электромембранных процессов препятствуют отсутствие мембран и аппаратов, а также исследований процессов переработки технологических сред и стоков мембранным путем. Все электромембранные процессы требуют соблюдения особых параметров обрабатываемой жидкости. В связи с этим исследованы и определены физико-химические свойства отработанного щелочного моющего раствора и ополаскивающей воды. Для определения концентрации взвешенных веществ и плотности осадка разработана методика. Доказано, что отделение механических примесей отработанного щелочного моющего раствора возможно проводить посредством фильтрации через песчаную загрузку без использования более тонкой фильтрации. Определены технические параметры процесса фильтрования щелочных стоков бутылкомоечных машин. Регенерация щелочи из отработанного раствора теоретически возможна мембранным электролизом и биполярным электродиализом с катионообменной мембраной. Для уменьшения стоимости щелочи, полученной мембранным электролизом, разработана технологическая схема получения анодов с инертным диоксидно-свинцовым покрытием непосредственно в электролизере перед запуском аппарата на регенерацию щелочи. Определены энергетические характеристики и эффективность использования тока в процессах электромембранной регенерации щелочного моющего раствора. Выведена математическая зависимость эффективности использования тока от плотности тока и щелочности католита при электролитической регенерации щелочи из отработанного моющего раствора. Установлено, что при мембранном электролизе с инертным (двуокисно-свинцовым) анодом оптимальное значение напряжения на элементе составляет 6.0В, при этом средняя плотность тока равна 120 А/м2, а эффективность использования тока составила 85 %. Установлено, что биполярный электродиализ наиболее эффективен при использовании экспериментального образца мембраны АСКЛ-1. При этом оптимальное напряжение на элементе составило 3.0 В, плотность тока — 60 А/м2, эффективность использования тока — 82 %. Однако для регенерации реального моющего раствора, загрязненного большим количеством органических веществ, биполярный электродиализ не пригоден из-за быстрой пассивации мембран. Установлена возможность применения биполярного электродиализа для получения щелочных растворов из регенерационных стоков Na+- и Н+- катионитовых фильтров. Для регенерации щелочи из отработанного моющего раствора, сильно загрязненного органическими веществами, целесообразно использовать электролиз с катионообменной мембраной. Результаты исследования использованы для разработки процесса и нестандартного аппаратурного оформления комплексной установки ресурсосберегающей мойки стеклотары в пищевой промышленности. Процесс ресурсосберегающей мойки бутылок испытан на Харьковском заводе шампанских вин и Мелитопольском пивзаводе. Разработан экспериментальный регламент ресурсосберегающей мойки и инструкция по эксплуатации установки подготовки воды для ополаскивания бутылок. Результаты стендовых испытаний процесса регенерации щелочи из отработанного моющего раствора в заводских условиях явились основанием для разработки рабочих чертежей электрорегенератора щелочи. Чертежи переданы Харьковскому региональному екологическому центру переработки промышленных отходов для изготовления аппарата по заказам предприятий.