Россия
В данной статье рассмотрены вопросы определения осмотического давления пищевых сред на примере плодо- овощных соков, молочной сыворотки и лактозы. Приведены разработанная автором методика определения осмоти- ческого давления, а также полученные результаты. Показано, что предпочтительным методом определения осмоти- ческого давления для пищевых сред является динамический метод. Однако применение этого метода на практике требует соблюдения некоторых особенностей, присущих процессу обратного осмоса и чрезвычайно сложной струк- туре исследуемого продукта. Учет этих особенностей потребовал разработки научно обоснованной методики про- ведения экспериментов для определения осмотического давления сложных по составу пищевых сред. Предлагается экспериментально построить зависимость V(P) и продлить линейные участки графика до пересечения с осью дав- ления. Установлено, что осмотическое давление плодоовощных соков имеет величины, находящиеся между значе- ниями осмотического давления глюкозы и сахарозы. Более высокое значение осмотического давления имеют соки с большим содержанием глюкозы (черносмородиновый и яблочный), меньшие значения – у соков с большим содержа- нием сахарозы (морковный и свекольный). Показано, что осмотическое давление творожной и подсырной сыворотки близко по своим значениям. Небольшое расхождение обусловлено тем, что творожная сыворотка содержит больше минеральных веществ, оказывающих существенное влияние на осмотическое давление раствора. Показано, что ос- мотическое давление лактозы, полученной из творожной и подсырной сыворотки, практически одинаковое. Анализ приведенных зависимостей показал, что осмотическое давление пищевых сред имеет тенденцию резкого роста при концентрации выше 20–25 % СВ. Этот фактор, на наш взгляд, необходимо учитывать при выборе оборудования для промышленных мембранных установок. Определено, что при увеличении концентрации пищевых сред можно добиться такого значения осмотического давления, при котором создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.
осмотическое давление, обратный осмос, плодоовощные соки, молочная сыворотка, лактоза, ультрафильтрация, концентрат, пермеат.
1. Тимкин В. А., Лазарев В. А. Определение осмотического давления многокомпонентных растворов пищевой промышленности // Мембраны и мембранные технологии. 2015. Т. 5. № 1. С. 48-56.
2. Timkin V. A., Lazarev V. A. Determination of the Osmotik Pressure of Multikomponent Solutions in the Food Industri // Petroleum Chemistry. Vol. 55. № 4. 2015. P. 301-307.
3. High Pressure Membrane Filtration for DairyApplications. GEA Process Engineering. North Central Cheese Industries Association Annual Conference [Электронный ресурс]. October 12-13, 2014.
4. Montaña M., Camacho A., Serrano I., Vallés I., Devesa R., Matia L. Removal of radionuclides in drinking water by membrane treatment using ultrafiltration, reverse osmosis and electrodialysis reversal // Journal of Environmental Radioactivity. 2013. Т. 125. P. 86-92.
5. Shen M., Keten S., Lueptow R.M. Dynamics of water and solute transport in polymeric reverse osmosis membranes via molecular dynamics simulations // Journal of Membrane Science. 2016. Т. 506. P. 95-108.
6. Ferrando Chavez D. L., Nejidat A., Herzberg M. Viscoelastic properties of extracellular polymeric substances can strongly affect their washing efficiency from reverse osmosis membranes // Environmental Science and Technology. 2016. Т. 50. № 17. P. 9206-9213.
7. Ilame S. A., Singh S. V. Application of membrane separation in fruit and vegetable juice processing: a review // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2015. Т. 55. № 7. P. 964-987.
8. Bhattacharjee C., Saxena V. K., Dutta S. Fruit juice processing using membrane technology: a review // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2017. Т. 43. P. 136-153.
9. Bogler A., Bar-Zeev E., Lin S. Biofouling of membrane distillation, forward osmosis and pressure retarded osmosis: principles, impacts and future directions // Journal of Membrane Science. 2017. Т. 542. P. 378-398.
10. Тимкин В. А., Лазарев В. А., Минухин Л. А. Баромембранная технология переработки молочной сыворотки как фактор продовольственной безопасности региона // Известия Уральского гос. экономического университета. 2013. № 3-4. С. 130-135.
11. Fu F.-J., Zhang S., Sun S.-P., Chung T.-S., Wang K.-Y. Poss-containing delamination-free dual-layer hollow fiber membranes for forward osmosis and osmotic power generation // Journal of Membrane Science. 2013. Т. 443. Р. 144-155.
12. Antony A., Leslie G., Chilcott T., Coster H. In situ structural and functional characterization of reverse osmosis membranes using electrical impedance spectroscoPY // Membrane Science. 2013. Т. 425-426. Р. 89-97.
13. Zaidi S. M. J., Fadhillah F., Khan Z., Ismail A. F. Salt and water transport in reverse osmosis thin film composite seawater desalination membranes // Desalination. 2015. Т. 368. P. 202-213.
14. Лазарев С. И., Головин Ю. М., Мицул И. П., Никитенков Д. О., Поликарпов В. М., Хорохорина И. В., Холодилин В. Н. Исследование электрокинетических характеристик обратноосмотических полупроницаемых мембран в водных растворах гидрокарбоната натрия // Сорбционные и хроматографические процессы. 2014. Т. 14. № 3. С. 525-529.
15. К теории мембранного разделения растворов. Постановка задачи и решение уравнений переноса / Г. А. Мартынов, В. М. Старов, Н. В. Чураев // Коллоидный журнал. 2015. № 3. С. 489-499.
16. К теории мембранного разделения растворов. Анализ полученных решений / Г. А. Мартынов, В. М. Старов, Н. В. Чураев // Коллоидный журнал. 2015. № 4. С. 657-664.
17. Теория разделения растворов методом обратного осмоса / Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев, Г. А. Мартынов, В. М. Старов // Химия и технология воды. 2014. № 2. С. 99-104.
18. Тимкин В. А., Лазарев В. А., Минухин Л. А. Определение осмотического давления молочной сыворотки // Аграрный вестник Урала. 2014. № 3.
19. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы / под ред. И. М. Скурихина, М. Н. Волгарева. 2-е изд. М. : Агропромиздат, 2013. 224 с.
20. Самсонова А. Н., Ушева В. Б. Фруктовые и овощные соки (Техника и технология). 2-е изд., перераб. и доп. М. : Агропромиздат, 2015. 287 с.
21. Тимкин В. А., Мазина О. А., Пищиков Г. Б. Разработка нанобиомембранной технологии производства лактозы как фактор продовольственной безопасности Уральского региона // Известия Уральского гос. экономического университета. 2014. № 3-4.
22. Технология молока и молочных продуктов / Г. Н. Крусь, А. Г. Храмцов, З. В. Волокитина, С. В. Карпычев; под ред. А. М. Шалыгиной. М. : КолосС, 2016. 455 с.
