авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Совершенствование процесса сушки мицелия в производстве нистатина

-- [ Страница 2 ] --

Экспериментальные кривые сушки и температурные кривые стадии конвективного нагрева применялись для идентификации параметров модели - модифицированного коэффициента массоотдачи и коэффициента теплоотдачи.

В конце третьей главы приведен алгоритм совместного решения газодинамической модели и модели взаимосвязанного влаго- и теплопереноса на последовательно протекающих стадиях прогрева материала и сброса давления.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию вакуум-осциллирующей сушки и идентификации параметров ее математической модели.

1 – вакуумная сушильная камера; 2 – конденсатор; 3 – компрессорная холодильная установка; 4 – вакуум-насос; 5 – каркас для размещения основных узлов; 6 – тепловая изоляция; 7 – вакуумметр; 8 – игольчатый клапан; 9 – вторичный прибор контроля температуры УКТ38-Щ4; 10 – измеритель-регулятор ТРМ-1А; 11 – дверца; 12 – опора; 13 – шланг из вакуумной резины; 14 – устройство для размещения термопар внутри образца

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

С целью определения возможности применения данного метода был поставлен ряд опытов по изучению его отдельных стадий. Опыты проводились на специально созданной лабораторной установке (рис. 1). В результате были получены кривые сушки и температурные кривые по толщине материала при сушке сбросом давления и конвективном нагреве мицелия при различных значениях температуры и начального влагосодержания материала, температуры воздуха и остаточного давления в системе (в случае сушки сбросом давления).

Анализ экспериментальных данных показал, что для осуществления стадий сушки “прогрев материала - сброс давления” с максимальной интенсивностью испарения влаги при условии отсутствия термодеструкции нистатина, материал должен быть прогрет до температуры 50 °C. Температура воздуха в сушильной камере должна составлять 80 °C на начальных циклах сброса давления и постепенно снижаться до 50 °C на последних. Вакуумирование системы необходимо проводить до остаточного давления 1 мм.рт.ст. Осуществление сушки при таких режимных параметрах позволило провести обезвоживание пасты мицелия толщиной 5 мм до заданного влагосодержания 9,3 % менее чем за 4 часа. При этом было выполнено 7 циклов конвективного нагрева материала – сброса давления. Окончательно высушенный мицелий представлял собой пористый материал, обводнение которого не представляет затруднений на последующей стадии производства – экстракции нистатина.

С целью оценки возможности реализации вакуум-осциллирующего метода сушки в действующем производстве был проведен ориентировочный расчет необходимой площади противней вакуумной камеры, который показал, что для обеспечения обезвоживания мицелийной массы могут быть применены вакуумные сушильные шкафы типа ЦВШ-33 с площадью поверхности 33 м2. Использование двух таких аппаратов обеспечивает производительность цеха по сухому мицелию за 16 часов с четырьмя циклами загрузки. Таким образом, применение вакуум-осциллирующего метода позволяет осуществить сушку мицелия нистатина в мягких условиях без увеличения продолжительности процесса.

В четвертой главе изложены также методика и результаты идентификации параметров математической модели вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина.

По кривым натекания атмосферного воздуха в сушильную камеру и изменения его температуры при сбросе давления определены суммарная проводимость всех течей системы UТ, эффективная быстрота откачки газа Sэф, получено регрессионное уравнение для потока теплоты, передаваемого откачиваемому воздуху от стенок камеры.

По температурным кривым и кривым сушки идентифицированы параметры внутреннего и внешнего тепло- и массопереноса: зависимость коэффициента молярного переноса от температуры и влагосодержания материала

(30)

критерия фазового превращения от влагосодержания мицелия нистатина

. (31)

Получены критериальные уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи на стадии сброса давления и прогрева материала. Сопоставление опытных и расчетных кривых сушки при идентификации модифицированного коэффициента массоотдачи для стадии прогрева материала показало, что скорость внешнего массопереноса намного превосходит скорость внутреннего ().

В приложении к работе приведены опытные данные, программы идентификации неизвестных параметров и расчета моделируемых процессов.

Основные результаты и выводы по работе.

1.Показана возможность использования вакуум-осциллирующего метода для высушивания мицелийной пасты.

2.Экспериментально изучены сорбционно-структурные и теплофизические свойства мицелия, кинетика процессов, протекающих при его сушке с периодическим прогревом материала при атмосферном давлении и последующим сбросом давления.

3.Разработана математическая модель вакуум-осциллирующего метода сушки, позволяющая прогнозировать влажность материала.

4.Предложена методика расчета вакуум-осциллирующей сушки.

Условные обозначения.

t – температура, °C; tв0, tв – начальная и текущая температура воздуха в сушильной камере, °C; tв.ат – температура атмосферного воздуха, C; tпов – температура поверхности материала, °C; tм0, tм – начальная и текущая температура материала, °C; – время, с; x – координата, м; a – коэффициент температуропроводности материала, м2/с; am – коэффициент потенциалопроводности материала, м2/с; – относительный коэффициент термодиффузии, 1/°C; a’, b’, c’, d’, e’, f’, g’ – коэффициенты уравнения политермы десорбции; – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м·K); C – коэффициент теплоемкости материала, Дж/(кг·K); CVв, CVв.п. – удельная теплоемкость воздуха и водяного пара при постоянном объеме, Дж/(кг·K); С* - комплексная величина, Дж/(кг·K); r* - количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг влаги, Дж/кг; Kp – коэффициент молярного переноса, с; ’ – критерий фазового превращения при сбросе давления; jпов – интенсивность испарения влаги с поверхности материала, кг/(м2·с); F – площадь поверхности материала, м2; U – влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; Uср – среднее влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; U0, Uр – начальное и равновесное влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; Uм.г. – максимальное гигроскопическое влагосодержание материала, кг влаги/кг с.м.; Uпов – влагосодержание на поверхности материала, кг влаги/кг с.м.; pв – давление влажного воздуха в сушильной камере, Па; pат – атмосферное давление, Па; pс.в., pв.п. – парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в сушильной камере, Па; pс.в.0, pв.п.0 – парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в момент времени = 0, Па; pм – общее давление парогазовой смеси внутри материала, Па; – относительная влажность воздуха; V – объем вакуумной системы, м3; в – плотность воздуха в сушильной камере, кг/м3; 0 – плотность сухого материала, кг/м3; xв – влагосодержание воздуха, кг влаги/кг с.в.; Mв.п., Mс.в. ­ – молярная масса воды и сухого воздуха, кг/кмоль; UТ – суммарная проводимость всех течей системы, м3/с; Sэф – эффективная быстрота откачки газов из объема вакуумной системы, м3/с; mс.м. – масса сухого вещества в высушиваемом материале, кг; R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·K); R0 – половина толщины слоя материала, м; Bim – массообменный критерий Био; Fo, Fom – тепловой и массообменный критерии Фурье; Fd* - критерий Федорова; n, n – корни характеристических уравнений; сб – коэффициент теплоотдачи при сбросе давления, Вт/(м2·K); T(x, ) – безразмерная температура; T0 – безразмерная температура в начале микропроцесса. Индексы: м.г. – максимальное гигроскопическое; р – равновесное; 0, нач – начальное; в – воздух; с.в. – сухой воздух; в.п. – водяной пар; с.м. – сухой материал; эф – эффективный; Т – натекание; ат – атмосферный; в.ат – атмосферный воздух; пов – поверхность материала; ср – среднее значение; сб – сброс давления; н – нагрев; кон – конечное; i, i+1 – порядковый номер.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Исследование сорбционно-структурных характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка [и др.] // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2010. - Т. 53, вып. 1. – С. 100-102.

2. Чайка, А.Ю. Исследование теплофизических характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2010. – Т. 53, вып. 5. – С. 119-120.

3. Чайка, А.Ю. Определение коэффициентов внутреннего массопереноса при сушке мицелия нисатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. – Иваново. – 2009. - № 4. – С. 72-76.

4. Чайка, А.Ю. Математическое описание сушки мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Материалы XXIII Межд. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-23»: в 12 т. – Т. 8. Секция 9. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. – С. 112-114.

5. Исаев, В.Н. Сушка мицелия нистатина в вакуумных сушильных камерах полочного типа / В.Н. Исаев, А.Ю. Чайка, Е.С. Сливченко // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. – Иваново. – 2008. - №4. – С. 71-73.

6. Чайка, А.Ю. Исследование вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Материалы XIII Межд. науч.-техн. конф. «Наукоемкие химические технологии-2010», 29 июня – 2 июля 2010 г., Иваново-Суздаль. – Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т, 2010. – С. 194.

7. Моделирование процесса охлаждения влажного материала в вакуумных сушильных камерах полочного типа / А.Ю. Чайка [и др.] // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2007. – Т. 50, вып. 10. – С. 108-110.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.