Анотація до роботи:

Аксьонова О.Ф. Удосконалення процесів виробництва безалкогольних напоїв. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. – Харківський державний університет харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України, Харків, 2007.

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.

1. Аналіз літературних джерел показав, що підприємствами харчової промисловості у більшості випадків використовуються води підземних джерел. Значна частина ПМВ України має підвищений вміст фторидів та сполук заліза. Використання цих вод як сировини для виробництва безалкогольних напоїв гальмується через відсутність простих і ефективних методів видалення надлишку фторидів та сполук заліза.

2. Досліджено процес видалення методом осадження фторидів з води різними коагулянтами. Встановлено, що найбільш ефективним коагулянтом для видалення надлишку фторидів є алюміній пентаоксихлорид.

3. Встановлено, що найбільш придатним ЗЗ механічного фільтра є кримський гірський гранодіоритний пісок. Визначено режими його модифікації обробкою коагулянтом (концентрація розчину алюміній пентаоксихлориду у перерахунку на алюміній складає 228 мг/дм³, час обробки – 30 хв).

4. Встановлено, що в основі процесу видалення з води фторид-іонів з використанням алюмінійвмісних коагулянтів, зокрема алюміній пентаоксихлориду, лежить механізм іонообмінної сорбції з одночасним утворенням алюмінійфторидних комплексних сполук на поверхні алюміній гідроксиду.

5. Розроблено процес видалення фторид-іонів шляхом фільтрування води крізь МЗЗ. Показано, що найбільший вплив на ступінь вилучення фторид-іонів має рН вхідної води. Встановлено, що видалення фторид-іонів ефективно відбувається при рН води 5,43. В ході проведення промислового експерименту визначено, що гранична швидкість фільтрування води складає 10 м³/м²год. Під час використання розробленого процесу витрати коагулянту знижуються майже в 9 разів.

6. Запропоновано математичну модель, що дозволяє розрахувати питомий об’єм води, яка відповідає галузевим вимогам щодо концентрації фторидів, у процесі фільтрування крізь МЗЗ.

7. Порівняння розробленого методу видалення надлишку фторид-іонів фільтруванням крізь МЗЗ з мембранними методами показало, що запропонований метод дозволяє селективно видаляти фторид-іони, у той час як мембранні методи знижують загальний солевміст.

8. Розроблено квазібезреагентний фільтрувальний процес видалення з води комплексних сполук заліза, які важко вилучаються традиційним шляхом фільтрування з попередньою аерацією. Встановлено, що в основі видалення надлишку сполук заліза лежить механізм адсорбції комплексних аніонів заліза позитивно зарядженою внаслідок модифікації поверхнею завантаження.

9. Визначено режими модифікації ЗЗ (концентрація розчину алюміній пентаоксихлориду у перерахунку на алюміній складає 60 мг/дм³, час обробки – 30хв), швидкості фільтрування води (для підприємства „Сенді ЛТД” – 4…5 м³/м²год, а для ПФ „ГАЛС” – 11…12 м³/м²год) та види фільтрування під час видалення з води комплексних сполук заліза. Після обробки концентрація заліза у воді не перевищує 0,05...0,1 мг/дм³. Під час використання розробленого процесу потреба у коагулянті знижується в 5...7 разів.

10. Розроблено функціональні схеми дослідно-промислових установок кондиціювання води для виробництва води питної газованої та безалкогольних напоїв на Чугуївському заводі мінеральних вод, на підприємствах „Сенді ЛТД” (м. Святогірськ) та на ПФ „ГАЛС” (м. Харків). Зазначені дослідно-промислові установки змонтовано та здано до експлуатації. Економічний ефект від впровадження установки на Чугуївському заводі мінеральних вод складає 18 904 грн на рік, а на підприємстві „Сенді ЛТД” (м. Святогірськ) – 18 600 грн на рік.

Публікації автора:

1. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф., Юр’єв М.С. Кондиціювання підземних вод для питного водопостачання // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. – Харків: ХДУХТ, 2003. – Ч.1. – С. 379-383.

Здобувачем проаналізовано основний склад підземних вод Харківського регіону, вода яких використовується для виробництва води питної та безалкогольних напоїв.

2. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф. Дослідно-промислова установка кондиціювання артезіанської мінералізованої води // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства: Зб. наук. пр. – Харків: ХДТУСГ, 2003. – Вип.22. – С. 33-38.

Здобувачем запропоновано принципову схему дослідно-промислової установки кондиціювання артезіанської води на Мелітопольському пивзаводі.

3. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф. Механізм дефторування води алюміній сульфатом // Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка, 2004. – №.55. – С. 59-63.

Здобувачем проаналізовано процеси, що відбуваються під час дефторування води алюміній сульфатом. Запропоновано механізм дефторування за типом утворення комплексної сполуки та конкурентного заміщення гідроксид-іонів фторид-іонами.

4. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф. // Дефторування води алюміній пентаоксихлоридом // Вісник Харківського національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. – №41. – С. 34-38.

Здобувачем проаналізовано процеси, що відбуваються під час дефторування води алюміній пентаоксихлоридом. Запропоновано механізм дефторування за типом утворення комплексної сполуки та конкурентного заміщення гідроксид-іонів фторид-іонами.

5. Любавіна О.О., Аксьонова О.Ф., Михайленко В.Г. Дефторування підземних вод за допомогою солей алюмінію // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. – Харків: ХДУХТ, 2004. – Ч.1. – С. 259-266.

Здобувачем досліджено процеси, що відбуваються під час дефторування води коагуляцією сульфатом алюмінію, пентаоксихлоридом алюмінію та сумішшю останнього з активною силікатною кислотою.

6. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Торяник Д.О. Оптимізація процесу дефторування підземної води шляхом фільтрування крізь зернисте завантаження // Коммунальное хозяйство городов – К.: Техніка, 2005. – №63. – С. 156-161.

Здобувачем проведено вибір зернистого завантаження та визначено раціональні параметри процесу дефторування підземної води шляхом фільтрування крізь зернисте завантаження.

7. Любавіна О.О., Аксьонова О.Ф., Михайленко В.Г. Зниження вмісту фтору у воді для виробництва напоїв // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Зб. наук. пр. – Харків: ХДУХТ, 2005. – Вип.1. – С. 322-329.

Здобувачем порівняно процеси, що відбуваються під час дефторування основних типів підземних вод Харківського регіону коагуляцією сульфатом алюмінію, пентаоксихлоридом алюмінію різної основності та сумішшю останнього з активною силікатною кислотою.

8. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф., Торяник Д.О. Особливості використання підземних вод Харківщини у харчових виробництвах // Экология и промышленность. – 2005. – № 3(4). – С. 38-39.

Здобувачем проаналізовано хімічний склад та органолептичні властивості артезіанських вод Харківщини.

9. Любавіна О.О., Аксьонова О.Ф., Михайленко В.Г. Використання гранодіоритного піску у технології дефторування води // Вісник Харківського національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2005. – №26. – С. 61-66.

Здобувачем запропоновано спосіб дефторування води шляхом фільтрації високофтористої артезіанської води крізь гранодіоритний пісок, оброблений розчином гідрооксихлориду.

10. Аксьонова О.Ф., Торяник Д.О., Любавіна О.О., Михайленко В.Г. Побудова математичної залежності дефторування води на модифікованому завантаженні // Вопросы химии и химической технологии. – 2006. – №3. – С. 198-200.

Здобувачем запропоновано емпіричну математичну залежність, яка описує процес фільтрації високофтористої води крізь модифіковане зернисте завантаження.

11. Михайленко В.Г., Любавіна О.О., Аксьонова О.Ф. Вплив природи зернистого завантаження на ефективність знезалізнення води // Вісник Харківського національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”: Зб. наук. пр. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2006. – №12. – С. 141-145.

Здобувачем запропоновано спосіб знезалізнення води на модифікованому завантаженні.

12. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Торяник Д.О. Моделювання процесу дефторування води на модифікованому зернистому завантаженні // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат. зб. наук. пр. – Донецьк: ДонДУЕТ ім. М. Туган-Барановського, 2006. – Вип.14. – С.116-121.

Здобувачем запропоновано емпіричну формулу, що дозволяє розрахувати кількість дефторованої води, яку можна отримати з 1 м³ зернистого завантаження.

13. Деклараційний патент на корисну модель 10615 А Україна, МПК С02F1/58, С02F1/68. Спосіб дефторування води / О.Ф. Аксьонова, О.О. Любавіна, В.Г. Михайленко (Україна). - №200505024; Заявл. 27.05.2005; Опубл. 15.11.2005, Бюл. № 11. – 3 с.

Здобувачем випробувано промисловий спосіб дефторування води.

14. Деклараційний патент на корисну модель 15039 А Україна, МПК С02F1/64. Спосіб знезалізнення води / О.Ф. Аксьонова, О.О. Любавіна, В.Г. Михайленко (Україна). - №200511387; Заявл. 01.12.2005; Опубл. 15.06.2006, Бюл. № 6. – 3 с.

Здобувачем випробувано промисловий спосіб дефторування води.

15. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г. Вплив солевмісту води на ефективність вилучення фтору // Управлінські та технологічні аспекти розвитку підприємств харчування та торгівлі: Матеріали міжнар. наук.-практ. конф., присвяченої 65-річчю з дня народження д.т.н., проф., чл.-кор. ВАСГНІЛ Беляєва М.І. (19 листопада 2003 р.). – Харків: ХДУХТ, 2003. – С. 239-240.

Здобувачем розглянуто проблему дефторування води за допомогою процесу коагуляції, а також вплив різних солевих форм на ефективність видалення фтору.

16. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф. Кондиціювання підземних вод, що містять значні кількості фтору, для виробництва напоїв // Вода для устойчивого развития общества. Интегрированное управление водными ресурсами: Материалы международной научно-практической конференции (23–25 сентября 2003 г.). – Щелкино, Крым, 2003. – С. 57-58.

Здобувачем запропоновано метод одночасного кондиціювання підземних вод щодо вмісту фтору та заліза.

17. Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Аксьонова О.Ф. Фактори погіршення якості води на харчових підприємствах // Вода: проблемы и решения: Материалы VII междунар. науч.-практ. конф. (10 декабря 2004 г.). – Днепропетровск: Гамалія, 2004. – С. 44-46.

Здобувачем розглянуті основні чинники погіршення якості води на харчових підприємствах, розроблено перелік заходів, що попереджають погіршення якості води внаслідок життєдіяльності анаеробних мікроорганізмів.

18. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г. Роль зернистого завантаження у технології дефторування води // Актуальні проблеми харчування: технологія та обрання, організація і економіка: Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. (8–9 вересня 2005 р.). – Донецьк: ДонДУЕТ ім. М. Туган-Барановського, 2005. – С. 83-86.

Здобувачем розглянуто роль зернистого завантаження у технології дефторування води.

19. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Визначення концентрації фторид-іонів у вільному стані та у складі розчинних комплексів алюмінію // Perspektivni novinky vedy a technici – 2005: Materialy II Mezinarodni vediko-prakticka konference (21-29 listopadu 2005 roku). – Praha-Dnepropetrosk, 2005. – Dil 13. – P. 3-4.

Здобувачем запропоновано удосконалену методику визначення концентрації фторид-іонів у вільному стані та у складі розчинних комплексів алюмінію.

20. Аксьонова О.Ф., Любавіна О.О., Михайленко В.Г. Ресурсозаощаджуючий процес дефторування води на модифікованому завантаженні // Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія: Матеріали IV міжнар. наук.-практ. конф. (23–24 травня 2006 р.). – Харків: ХДУХТ, 2006. – Ч.1. – С. 8-10.

Здобувачем встановлено основні закономірності ресурсозаощаджуючого процесу дефторування води на модифікованому завантаженні.

21. Аксьонова О.Ф. Процес дефторуваня води на модифікованому завантаженні // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: Матеріали 72-ї Наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів (17-18 квітня 2006 р.). – Київ: НУХТ, 2006. – Ч. ІІ. – С. 135.

Здобувачем запропоновано математичну залежність, яка описує процес сорбції фторид-іонів під час фільтрації високофтористої води крізь модифіковане зернисте завантаження.