Интенсификация баромембранных процессов на основе отвода поверхностного концентрата задерживаемых компонентов

• Автор: Лобасенко, Борис Анатольевич
• Шифр специальности: 05.18.04, 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 329 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОБЩАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. МЕТОДЫ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ. МЕМБРАННЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЭТОГО АППАРАТЫ.

ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Способы концентрирования биологических сред

1.2 .Применение мембранных методов при концентрировании компонентов биологических сред

1.2.1.Использование мембранных методов при обработке

биологически активных компонентов

1.3. Мембранные аппараты, используемые для переработки

биологических растворов
1 АМатематическое описание трансмембранного переноса
Выводы по главе
ГЛАВА 2.ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕМБРАННЫХ АППАРАТОВ
2.1. Классификация мембранных аппаратов
2.2. Разработка аппаратов нового типа, использующих отвод поверхностного концентрата поляризационного (диффузионного пограничного) слоя.
2.3. Разработка аппаратурных схем мембранных установок на основе аппаратов нового типа
Выводы по главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА
МАССОПЕРЕНОСА
Выводы по главе
ГЛАВА 4.ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ. УСЛОВИЯ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ МЕМБРАНЫ

4.1. Анализ явления концентрационной поляризации и
гелеобразования
4.2. Математическое моделирование распределения профиля концентрации задерживаемых веществ на мембране
Выводы по главе
ГЛАВА 5 .ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
МЕМБРАННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
5.1. Исследования процесса переработки на типовых мембранных аппаратах
5.1.1. Изучение закономерностей процесса ультрафильтрации биологических сред пищевого назначения (творожной сыворотки)
5.1.2. Исследования процесса мембранного концентрирования компонентов растворов биологически активных веществ (клеток молочнокислых бактерий)
5.1.2.1. Изучение влияния параметров ультрафильтрационного
концентрирования на клетки молочнокислых бактерий
5.1.2.2.Определение рациональных параметров ультрафильтрации
клеток молочнокислых бактерий
5.2. Исследование процесса мембранного концентрирования на аппаратах нового типа, использующих отвод поверхностного концентрата поляризационного (пограничного диффузионного) слоя
5.2.1. Методика инженерного расчета мембранных аппаратов нового типа
5.3.Сравнительный анализ работы традиционного и нового
типов мембранных аппаратах
Выводы по главе
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ В ТЕХНОЛОГИИ
6.1. Разработка малоотходной технологии получения бактериально-ферментного препарата

6.2. Разработка основ малоотходной технологии переработки
вторичных молочных ресурсов
6.2.1.Структурные элементы технологической схемы
6.2.2.Разработка аппаратурной схемы процесса мембранного
концентрирования
6.3 .Разработка технологии производства мягкого кислотно-
-сычужного сыра ’’Белковый”
6.4.Разработка аппаратурного оформления и параметров процесса получения спирта
6.4.1.Разработка конструкции мембранного биореактора
6.4.2.Подбор культуры для проведения процесса брожения, определение основных технологических параметров
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 .Данные экспериментальных исследований. Обработка
результатов исследований
Приложение 2. Нормативная и технологическая документация
Приложение 3. Патенты

распределение разделяемого раствора, который можно подавать как внутрь волокна, так и снаружи.
Достоинствами аппаратов этой конструкции является высокая удельная поверхность (до 30000 м2/м3), низкая материалоемкость. К недостаткам можно отнести трудность замены волокон при их порывах, необходимость использования предварительной фильтрации в случае содержания в исходном растворе взвешенных частиц.
Аппараты в виде полых волокон в нашей стране изготавливались в ПО «Химволокно» и ОКБ «Тонкого биологического машиностроения». За рубежом их производят фирмы «Амикон», «Ромикон» (США), «НИТТО» (Япония) и др.
Для увеличения производительности действующего мембранного оборудования используются различные способы очистки, снижающие осадкообразование (концентрационную поляризацию) на поверхности мембран. Их можно разделить на четыре основные группы [47,137,218,220]: -механические;
-гидродинамические;
-физические;
-химические.
Механическая очистка заключается в воздействии на поверхность мембраны с помощью различных устройств, выполняющих съем осадка. Примером этого может служить аппарат трубчатого типа, содержащий винтовые лопасти из эластичного материала, соприкасающиеся с поверхностью мембраны и вращающиеся под действием потока жидкости [40]. Этот способ достаточно эффективен, но используется обычно в аппаратах с трубчатыми мембранами.
Снижение осадкообразования возможно за счет ввода дисперсной фазы, которая способствует очистке мембраны (этот метод можно отнести также ко второй группе, так как дисперсная фаза турбулизирует среду).
Как правило, этот способ осуществляется за счет введения в поток