Астраханский государственный технический университет
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Проблемы и перспективы современной науки» (2008 год, выпуск 2), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
Современная перерабатывающая промышленность переходит от традиционных способов копчения к технологическим процессам с использованием различных пищевых добавок с ароматом копчения. Это позволяет управлять качеством продуктов питания, на основе расчетов и последних достижений науки, обеспечивая отличные органолептические показатели и экологическую безопасность продуктов, что повышает конкурентоспособность и экономическую выгоду производств.
Предложенный нами способ получения коптильного экстракта основан на конденсации и сборе фракций коптильного дыма, прошедшего через камеру с обрабатываемой рыбной продукцией. При прохождении через слой продукции коптильный дым сорбируется на ее поверхности и диффундирует внутрь тканей, а другая часть коптильного дыма проходит мимо продукта, увлекая (за счет десорбции) некоторое количество ароматических веществ копченой рыбы. Конденсация коптильного дыма имеет большое экологическое значение, т.к. в атмосферу выбрасывается около 90% дыма.
В качестве адсорбентов используются различные зернистые материалы, обладающие необходимой пористостью. Традиционно в качестве загрузки в фильтры использовался активированный уголь, который после цикла работы трудно было регенерировать. Мы предлагаем улавливать коптильные выбросы с помощью фильтров, в которых использовать в качестве загрузки отходы растительного происхождения: рисовую лузгу, тростник, шрот пряностей они обладают достаточной пористостью и их можно циклично регенерировать и утилизировать. Уловленные ароматические коптильные компоненты легко извлекаются экстракционными методами, а регенерированную загрузку можно использовать повторно или смешивать с опилками и подвергать процессу пиролиза.
Нами проводились исследования по определению зависимости адсорбционной способности лузги, тростника, околоплодника подсолнечника, от измельчения, высоты загрузки, насыпной массы, пористости.
Перед загрузкой в фильтры необходимо также определить насыпные удельные массы и влажность этих же адсорбентов, так как эти характеристики влияют на скорость и эффективность очистки.
На первом этапе определялись основные параметры проведения процесса адсорбции, влияющие на эффективность улавливания загрязняющих веществ. Установлено, что наиболее значимое влияние оказывают такие технологические параметры как, толщина слоя, продолжительность процесса адсорбции и насыпная масса адсорбента. Поэтому нами исследовалось влияние этих параметров на эффективность улавливания загрязняющих веществ.
Важнейшим свойством адсорбента является его сорбционная емкость (сорбционная способность). Качество сорбентов характеризует пористость. Скорость сорбции прямопропорциональна пористости. Малый объемный вес и большая пористость природных сорбентов, обуславливающая развитую удельную поверхность и высокие адсорбционные свойства, является важными характеристиками сорбентов.
Адсорбционная поверхность растительных сорбентов неоднородна. Первые порции коптильного дыма адсорбируются на более активных участках поверхности. Каждый активный центр поверхности обладает лишь молекулярной сферой действия, так как адсорбция определяется остаточными силами взаимодействия на поверхности. В процессе адсорбции адсорбируемые молекулы остаются некоторое время связанными на активных центрах, а затем вновь отрываются. Состояние равновесия при адсорбции определяется равенством скоростей адсорбции на поверхности и десорбции с поверхности. При этом часть адсорбирующей поверхности занята адсорбированными молекулами, а часть остается свободной.
Наибольшей пористостью из исследуемых растительных сорбентов обладает рисовая лузга, также у нее самый высокий процент улавливания коптильных выбросов. По сравнению с активированным углем растительные адсорбенты утилизируются наиболее эффективными методами.