Теоретические и практические аспекты процесса ультрафильтрации молочных сред

• Автор: Лобасенко, Роман Борисович
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Введение и постановка задач исследования
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задач исследования
1.1. Мембранные способы разделения молочных продуктов
1.2. Обзор конструкций ультрафильтрационных мембранных аппаратов
1.3. Математическое моделирование процессов течения и фильтрации жидкостей
Ш 1.4. Методы численного решения математических моделей гидродинамики
Выводы по главе
ГЛАВА 2. Математическое моделирование процесса ультрафильтрации
2.1. Численный анализ стационарной математической модели ультрафильтрации с учетом гелеобразования на поверхности мембраны
2.2. Разработка нестационарной математической модели процесса
4 фильтрации высокомолекулярных сред
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Разработка мембранного аппарата с отводом поляризационного слоя
3.1. Разработка опытной конструкции мембранного аппарата
3.2. Разработка экспериментального стенда
3.3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.4. Экспериментальные исследования мембранного аппарата

Ф 3.5. Разработка опытно-промышленной конструкции мембранного
аппарата
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Разработка аппаратурной схемы мембранной установки на основе аппарата нового типа
4.1. Описание мембранной установки непрерывного действия
4.2. Разработка схем компоновок ступеней мембранной установки
4.3. Сравнительный анализ компоновок мембранных установок
4.4. Описание интерфейса и функциональных особенностей автома-щ тизированной системы расчета производительности ультрафильтрационных мембран «Мембрана»
4.5. Методика инженерного расчета мембранной установки непрерывного действия
Выводы по главе ИЗ
Выводы и основные результаты работы
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность темы. Одной из актуальных проблем современной пищевой промышленности является задача разделения и концентрирования растворов различного назначения и, в частности, молочных сред. Использование для этих целей мембранных методов позволяет получать пищевые продукты в большем ассортименте и лучшего качества, что выгодно отличает их от традиционных процессов. Однако типовые мембранные аппараты и установки характеризуются невысокой производительностью, что сдерживает их распространение.
Созданные в последнее время мембранные аппараты, использующие отвод поляризационного слоя, имеют большую производительность и меньшую энергоемкость, что создает благоприятные условия для их широкого внедрения. Вместе с тем, производительность таких аппаратов по отводимому концентрату все еще невысока, и это снижает эффективность их применения. В этой связи, одной из важнейших является задача совершенствования новых мембранных аппаратов и создание установок на их основе. Существенную роль в ее решении играет математическое моделирование мембранных процессов. Однако имеющиеся на сегодняшний день математические модели касаются либо типовых мембранных методов и не могут быть использованы для описания работы оборудования нового типа, либо моделируют стационарные процессы на плоскости или в полубесконечном канале, что является достаточно серьезным упрощением, снижающим их адекватность реальному процессу. В целом, это оказывает негативное влияние на техническое совершенствование и промышленное внедрение аппаратов нового типа. В связи с этим, актуальной задачей является создание нестационарных математических моделей, способных описывать как процесс фильтрации через мембрану, так и образование на ее поверхности поляризационного слоя, обогащенного растворенным веществом.

= 0.
(2.22)
Корни уравнения (2.22) находятся по формулам Кардано, причем по теореме Гаусса (2.22) имеет один либо три действительных корня. В случае трех действительных корней выбираем тот, который доставляет глобальный минимум норме невязки (2.21).
Подбор параметра ап+х рассмотрим более подробно.
Пусть ап+і - квадратная матрица с т ненулевыми элементами а ’1+гІ— 1,2, ...,тп, к -произвольное целое число от 1 до т. Перепишем (2.16) в виде:
Очевидно, что г^.1^2 — гп+1 = А(ип+1 ,ип+1) — / - невязка схемы (2.15, 2.16).
Аналогично (2.20) можно получить:

(0 0,Хк., 0 0).
Введем обозначение:

(2.24)