Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 293

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

100'

 

 

 

 

 

После элект-

После очистки

 

Показатели

Контроль

на существую­

 

рофлотацин

щих

 

 

 

 

 

 

 

сооружениях

 

 

Химический анализ

 

 

 

Содержание

взвешенных веществ,

3069

42

1787

 

мг/л

 

 

2428

Не обнару­

1081

 

в том числе органических

 

БПК6*, мг/л Оо

 

524

жено

134,6

 

15,7

Прозрачность

по шрифту Снелле-

Менее

0,5

24

2

 

на, мм

 

 

 

8

7

7

 

рн

 

 

 

 

 

 

Бактериолог ический анализ

 

 

Количество колонии

в 1 см3

Сплошной

2

Сплошной

Коли-титр

 

 

рост

333

рост

0,4

 

 

Менее

0,4

Менее

Коли-индекс

флора

(возбудители

Более

230

3

Более

230

Патогенная

Выделен

Не обнару-

Выделен

тифопаратифозной группы и дизен­

протей

жено

протей

терии)

 

 

 

 

 

 

 

* БПК5 — биохимическая потребность в кислороде.

Установлено, что очистка сточных вод мясокомбинатов про­ текает более интенсивно при добавлении некоторых реагентов. Высокий эффект можно получить при использовании раствори­ мых анодов (рис. 159) [75, 106].

В результате электролиза происходит электрохимическое растворение анода, при этом образуются соответственно гидраты окиси, которые осуществляют коагуляцию частиц, что резко

Т а б л и ц а 101

 

 

 

 

Сточные воды

 

 

 

 

 

после электрофлотацни,

 

Показатели

 

 

электроды

 

 

контроль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

алюминиевые

железные

Содержание

взвешенных

веществ, мг/л

985

84

105

в том числе органических

742

48

56

БПК5, мг/л

по шрифту

Снеллина, см

800

138

144

Прозрачность

0,5

18

6

Патогенная флора

 

Нет

Нет

Нет

Количество колоний

 

460

20

8

376


повышает

эффективность последующей электрофлотации.

В табл. 101

приведены сравнительные показатели очистки сточ­

ных вод мясокомбината при двух видах растворимых электро­ дов.

На качество флотации сточных вод заметно влияет темпера­ тура и высота столба жидкости [106]. Из рис. 160 следует, что оптимальная температура будет в пределах 30—40° С, а с уве­ личением слоя жидкости эффективность обезжиривания снижа­ ется.

Рис. 160. Зависимости процесса электрофлотации сточных жидкостей:

а — от

температуры

;

б — от

высоты слоя

обрабатываемой жидкости: 1 — эффективность обезжиривания;

2 — расход электроэнергии.

Экономическая эффективность обезжиривания сточных вод мясокомбинатов достаточно высока; данные по этому вопросу для условий Кишиневского мясокомбината приведены в табл. 102.

Электрофлотацию можно использовать при выделении кормо­ вых дрожжей из паточной барды [74]. Наиболее эффективно процесс протекает при плотности тока 20 мА/см2.

Т а б л и ц а 102

 

 

 

 

 

Наименование установок

 

Показатели

 

 

 

жироловка

флотаци­

электрофлота-

 

 

 

 

 

«Гнпро-

онные ма­

ционная

 

 

 

 

 

мясо»

шины М-7

жироловка

Эффект обезжиривания, %

на

еди-

50

70

90

Удельные капитальные затраты

137

150

100

ницу

производительности

установки

 

 

 

(в м3/ч), руб.

 

 

руб.

14,4

13,6

12,7

Себестоимость извлечения 1 т жира,

Приведенные удельные затраты,

руб.

28,1

28,6

22,7

Экономическая эффективность

на

1

руб.

10 ,1

16,9

24,6

капитальных вложений, руб./год

377


Установлено, что пену можно направить непосредственно на сушку. Расход электроэнергии на 1 т обрабатываемой барды составляет 0,5 кВт-ч.

Для большинства процессов электрофлотации оптимальное

значение

имеет плотность тока

[72]. В качестве характерного-

примера

в табл.

103 приводятся данные по электрофлотации

виноградного сока. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

103.

Экспериментальные

 

Расчетные

Экспериментальные данные

Расчетные

данные

 

данные

 

 

данные

плотность

продолжитель­

степень насы­

плотность

продолжитель­

степень

насы­

ность процес­

щенности

ность процесса

щенности

тока,

са электро-

жидкости во­

тока.

злсктрофлота-

жидкости во­

А/см*

флотации,

с

дородом, %

А/см2

цни, с

дородом,

%

0,010

1500

 

0,043

0,022

900

0,095

0 ,0 12

1380

 

0,052

0,024

930

0,103

0,014

1200

 

0,060

0,026

900

0 ,1 1 2

0,016

1140

 

0,069

0,028

960

0 ,120

0,018

1020

 

0,077

0,030

960

0,129

0,020

900

 

0,086

 

 

 

 

Из табл. 103 видно, что продолжительность процесса умень­ шается до определенной плотности тока — 20—22 мА/см2. Даль­ нейшее увеличение плотности тока приводит к нарастанию сте­ пени насыщения среды водородом, что в свою очередь приводит к возникновению в жидкости потоков, препятствующих флота­ ции частиц.

Основы теории процесса электрофлотации

Скорость флотации будет зависеть от степени аэрации жидкости, которая в свою очередь является при электрофлотации про­ изводной от количества водорода, выделяющегося при электролизе [72],

 

 

т =

It,

(III—99}

где т — масса водорода;

F

 

 

 

 

 

 

 

F — число Фарадея;

 

 

 

 

I

— сила тока;

 

 

 

 

t

— длительность процесса.

 

 

аппарата: S — площадь ра­

Вводя геометрические

характеристики

бочей

поверхности катода,

Н — высоту

столба обрабатываемой жидко­

сти, а

также среднюю длительность

tlt

за

которую пузырек водорода

проходит расстояние от катода до поверхности жидкости при средней

скорости подъема о, получают

 

Н

(III—100),

Itl = i S — ,

где i — плотность тока на аноде.

 

378


Количество водорода, выделяющегося за период tlt при постоянной температуре системы и при допущении, что средний объем образующихся пузырьков водорода остается постоянным, в течение рассматриваемого ■отрезка времени, можно определить из соотношения

 

nh = N H S V n p,

(III—101)

где N — количество пузырьков

водорода

в единице объема

жидкости;

Vn — средний

объем одного

пузырька;

 

р — средняя

плотность водорода в

пузырьке.

 

Из предыдущего соотношения следует, что процентное содержание

пузырьков водорода в единице объема жидкости

 

 

Р = ^ Кп •

пи • 100

( I l l - 102)

 

100 = —

----- .

 

 

пор

 

С учетом формулы (III—99) и (III—100) получают

 

 

Р = - = ^ — 100.

(III—103)

 

 

F р v

 

 

Таким образом, степень насыщения жидкости пузырьками водорода при i = const пропорциональна плотности тока и обратно пропорцио­ нальна скорости подъема пузырьков.

Однако скорость электрофлотации будет возрастать только до опре­ деленного значения (3 = 0 , 1 %, что соответствует плотности тока 0 ,020— 0,022 А/см2. Практика показывает, что при дальнейшем увеличении этих показателен в жидкости возникают заметные потоки, препятствующие флотации вещества.

Важное значение в осуществлении процесса электрофлотации имеют размеры образующихся пузырьков водорода. Исследования показали, что закон распределения носит экспоненциальный характер [63]. Веро­ ятность нормального закона распределения выражаются следующим со­ отношением:

W-v-Y-

n(U,p., о) =

1

2а*

(III—104)

--------е

,

Уъ.ь

где U — переменная величина, которой может быть диаметр или объем пузырька.

При исследовании электрофлотации виноградного сока установлено (72], что среднее статистическое значение наблюдаемых пузырьков равно 30,88 мкм. Приравняв полученное значение параметру ;х, а параметр а— среднему квадратичному отклонению а % 6,86 мкм, можно получить уравнение нормальной плотности:

1

 

(U—30,88)=

 

а

04 in

. (III—105)

я (У; 30,88; 6 ,86) = — —---------

'

У I‘t, 6,86

При переходе к новой переменной

( Ц - 30,88)

6,86

379