Мембранні методи оброблення сировини в харчових технологіях: сутність, призначення, рушійна сила, принципова відмінність від фільтрування

Процеси одержання гомогенних мас.

Гомогеніза́ція (рос. гомогенизация, англ. homogenization, нім. Homogenisierung f) — надання однорідної структури або однорідних властивостей мінеральній масі, сумішам, сполукам, розчинам або емульсіям шляхом механічного перемішування, усереднення, хімічного чи температурного впливу на них. Для одержання гомогенних сумішей використовуються спеціальні апарати — гомогенізатори.

Гомогенізатор РЗ-КГБ має гомогенізуючу головку у вигляді стального корпусу з нерухомими дисками, що мають радіальні прорізи, та вал з насадженими на ньому нерухомими роторами, які входять у зазори між дисками статора. Виступи роторів також мають раді­альні прорізи. Прорізи та зазори зменшуються від входу до виходу, створюючи п'ять ступенів подрібнення маси: 2, 1,8, 1,6, 1,4, 1,2 мм.

М'якоть соку після протиральної машини проходить усі п'ять ступенів, тонко подрібнюється, внаслідок чого отримують гомогенізований сік чи пюре з частинками 120 мкм. Частота обертання ро­тора 3000 хв-1.

Гомогенізатори застосовують в молочній промисловості для надання продукту однорідної структури і попередження його розшарування під час зберігання. Технологічний процес гомогенізації молока полягає в тому, що в результаті механічної дії відбувається подрібнення жирових кульок і інтенсивна обробка білкової фракції. В результаті гомогенізації діаметр жирових кульок зменшується від 3,5-4 мкм до 0,7-0,8 мкм.
Найбільш широке використання набули гомогенізатори клапанного типу. Основними елементами гомогенізуючої головки є сідло та клапан, котрий за допомогою зусилля пружини притискається до сідла.

До основних мембранних методів розділення відносяться зворотний осмос, ультрафільтрація, мікрофільтрація, діаліз, електродіаліз, випаровування крізь мембрану. Рушійна сила мембранних процесів може бути представлена різницею тисків, концентрацій, температур, хімічного чи електричного потенціалів. У деяких мембранних процесах можливе поєднання двох або навіть трьох рушійних сил.

Рушійною силою мембранних процесів, що включають зворотний осмос, ультрафільтрацію і мікрофільтрацію, є градієнт тиску. То­му ці процеси називають ще баромембранними. Оскільки вони відносяться до гідромеханічних процесів і мають найбільше поширення в харчовій промисловості, то й зупинимось розглянемо тільки їх.

Процес розділення за допомогою напівпроникної мембрани дещо аналогічний процесу простого фільтрування, тому його ще називають мембранним фільтруванням. Принципова різниця між цими процесами полягає ось у чому. При простому фільтруванні на фільт­рувальній перегороді (і утворюється шар осаду, який забиває її пори; при цьому продуктивність фільтрування з часом зменшується. При мембранному процесі шар осаду, тобто частинок, які за своїм розміром більші за розмір пор мембрани, не затриму­ється на перегородці, а виноситься з апарата у вигляді концентрату. Процес мембранного розділення може проходити настільки повно, що фільтрат практично не містить домішок тих компонентів суміші, які затримуються мембраною. Таким чином, головна особливість мембранного розділення полягає в створенні процесу,, який ефективно працює теоретично необмежений час, тобто в створенні "вічного фі­льтра" на молекулярному рівні.

Процес зворотного осмосу полягає р фільтруванні розчинів під тиском, який перевищує осмотич­ний, через напівпроникні мембрани, які пропускають розчинник і повністю (або частково) затримують молекули або йони розчинених речовий. У його основі лежить явище осмосу - самодовільного переходу розчинника (найчастіше - води) через напівпроникну мембрану в розчин і роз­бавлення останнього до досягнення рівноваги. Так, на явищі осмосу грунтується консервування продуктів шляхом їх соління чи насичення цукром.

Дата добавления: 2015-05-08