Удосконалення процесів виробництва безалкогольних напоїв: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Abstract

Дисертацію присвячено удосконаленню процесів виробництва напоїв шляхом розробки методів підготовки ПМВ для технологічних потреб. Досліджено процес видалення методом осадження фторид-іонів з ПМВ різними алюмінійвмісними коагулянтами. Встановлено, що найбільш ефективним коагулянтом є алюміній пентаоксихлорид. Встановлено, що в основі процесу видалення з води фторидів з використанням алюмінійвмісних коагулянтів лежить механізм іонообмінної сорбції з одночасним утворенням алюмінійфторидних комплексних сполук на поверхні алюміній гідроксиду. Розроблено процеси видалення надлишку фторид-іонів та сполук заліза шляхом фільтрування води крізь МЗЗ. Встановлено, що найбільш ефективним ЗЗ механічного фільтра є кримський гірський гранодіоритний пісок. Визначено режими модифікації завантаження алюміній пентаоксихлоридом та швидкості фільтрування для цих процесів. Показано, що найбільший вплив на ступінь видалення фторид-іонів має рН вхідної води. Розроблено функціональні схеми дослідно-промислових установок кондиціювання води для виробництва води питної газованої та безалкогольних напоїв.

The dissertation is devoted to improvement of processes of production of soft drinks by development of methods of preparation of enough mineralized underground waters for technological necessities. It is explored process of remove by the method of besieging of fluoride-ions from not enough mineralized underground waters by different aluminum coagulants. The process of remove of fluoride-ionsis developed from not enough mineralized underground waters by filtration through the modified grainy loadof mechanical filter. A method is developed modifications and modes of modification of grainy load of aluminum pentaoxychloride. As the most effective grainy load for modification and further defluoridation Crimean mountain granodiorith sand is chosen. It is set that by a factor most strongly influencing on efficiency of remove of surplus of fluoride-ions from water by filtration through the modified load is рН entrance water. The process of filtration remove is developed on the modified grainy load of complex compounds of iron, which practically are not deleted by traditional methods. The charts of experimentally-industrial units of conditioning of water are developed. Units are inculcated on enterprises which produces drinkable water and soft drinks.

Диссертация посвящена усовершенствованию процессов производства безалкогольных напитков путем разработки методов подготовки подземных маломинерализованных вод (ПМВ) для технологических потребностей. Проведен анализ литературы, который показал, что предприятиями пищевой промышленности для производственных нужд в большинстве случаев используются артезианские воды. Значительная часть артезианских вод Украины содержит избыточные концентрации фторид-ионов и соединений железа. Использование подобных вод в качестве сырья для производства безалкогольных напитков усложняется из-за отсутствия простых и эффективных методов удаления избытка фторид-ионов и соединений железа. Исследован процесс удаления методом осаждения фторид-ионов из ПМВ разными алюминийсодержащими коагулянтами. Определен наиболее эффективный коагулянт для проведения процесса удаления избытка фторид-ионов из воды – это пентаоксихлорид алюминия. Установлено, что процесс удаления избытка фторид-ионов происходит по механизму ионообменной сорбции с одновременным образованием алюминийфторидных комплексов на поверхности алюминий гидроксида. Разработан процесс удаления фторид-ионов из ПМВ путем фильтрования через модифицированную зернистую загрузку (МЗЗ) механического фильтра. Разработан способ и режимы модификации зернистой загрузки (ЗЗ) пентаоксихлоридом алюминия. В качестве наиболее эффективной ЗЗ для модификации и дальнейшего дефторирования выбран крымский горный гранодиоритный песок. Установлено, что фактором, наиболее сильно влияющим на эффективность удаления избытка фторид-ионов из воды путем фильтрования через МЗЗ, является рН входной воды. Установлены рациональные режимы для проведения процесса удаления избытка фторид-ионов путем фильтрования через МЗЗ. Предложена математическая модель, которая позволяет рассчитать удельный объем воды, отвечающей отраслевым требованиям к предельно допустимой концентрации фторид-ионов в процессе фильтрования через МЗЗ. Сравнение разработанного метода удаления избытка фторид-ионов фильтрованием через МЗЗ с мембранными методами удаления фторидов во время деминерализации воды показало, что предложенный метод позволяет селективно удалять фторид-ионы, в то время как мембранные методы снижают общее солесодержание. Разработан квазибезреагентный процесс фильтрационного удаления на МЗЗ комплексных соединений железа, которые практически не удаляются традиционным путем. Установлено, что пентаоксихлорид алюминия и крымский горный гранодиоритный песок являются наиболее эффективными коагулянтом и ЗЗ для проведения процесса фильтровального удаления комплексных соединений железа. Установлено, что в основе процесса удаления избытка комплексных соединений железа лежит механизм адсорбции комплексных анионов железа, положительно заряженной вследствие модификации поверхностью ЗЗ. Определены режимы модификации ЗЗ, скорости и виды фильтрования воды в процессе удаления из воды комплексных соединений железа. Разработаны схемы опытно-промышленных установок кондиционирования воды. Установки внедрены на предприятиях, которые производят воду питьевую и безалкогольные напитки. Рассчитана экономическая эффективность внедрения установок, которая на Чугуевском заводе минеральных вод составила 18 904 грн в год, а на предприятии „Сенді ЛТД” (г. Славяногорск) – 18 600 грн в год.