Моделирование и анализ энергопотребления различных способов сублимационной сушки

• Автор: Диденко, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

содержание.

2.5.2 Морфология высушенных частиц

2.5.3. Определение поверхностной структуры

2.5.4. Оценка показателей качества препарата Ы, полученного методом вакуумной сублимационной сушки

2.5.5. Определение размера мицелл в высушенном препарате .

Глава 3. Математическое моделирование сублимационной сушки.

3.1. Математическое моделирование процесса атмосферной сублимационной сушки

3.1.1. Описание и модельные представления

3.1.2. Допущения и описание массообмена, передачи импульса, теплообмена и кинетики

3.1.3. Результаты моделирования атмосферной сублимационной сушки в активной гидродинамике

3.2. Математическая модель процесса вакуумной сублимационной сушки.

3.2.1. Описание модели вакуумной сублимационной сушки
3.2.2. Результаты моделирования вакуумной сублимационной сушки.
3.3. Экспериментальные обоснования результатов математического моделирования.
3.4. Комплекс программ для расчета атмосферной и вакуумной сублимационной сушки4 Глава 4. Энергосбережение при проведении процессов сублимационной сушки
4.1. Подбор типового оборудования для проведения процесса атмосферной сублимационной сушки
4.2 Методика и результаты расчета энергетических затрат на проведение вакуумной сублимационной сушки.
4.3. Расчет энергетических затрат на проведение процесса сушки в атмосферной сублимационной установке.
4.3.1. Расчет энергетических затрат на атмосферную сублимационную сушку препарата в изотермических условиях
4.3.2. Расчет энергетических затрат на атмосферную сублимационную сушку препарата в неизотермических условиях
4.3.3. Схема рекуперации холодного воздуха.
4.4. Сравнительный анализ энергопотребления различных способов сублимационной сушки
Заключение.
Список литературы


Скорость поступления гранул адсорбента и гранул замороженного продукта определяется, максимальным соответствием поглощенной адсорбентом и удаленной из продукта влаги. Далее смесь поступает в сублимационную камеру, где осуществляется циркуляция рабочего газа (гелия, водорода или азота), после чего высушенный продукт вместе с адсорбентом поступает в сепаратор, где они разделяются []. Первоначально жидкий продукт подается в гранулятор, где замораживается в потоке холодного газа. Замороженные частицы поступают в камеру смешения инжектора. К соплу инжектора из теплообменника подводится холодный газ. При выходе из сопла в камеру смешения давление газа падает, и он смешивается с частицами продукта из гранулятора. Полученная в результате расширения газа в сопле кинетическая энергия идет на смешение газа. В связи с подводом тепла в диффузоре происходит дальнейшее испарение льда с поверхности частиц. Полученное после диффузора давление способствует проходу продукта через рассеивающую решетку в сублимационную колонну, в нижней части которой расположена вставка с трубками. К трубкам подводится постоянный ток низкого напряжения и большой силы. Температура трубок может поддерживаться в пределах от 0 до 0°С. Контактирование частиц с нагретыми стенками трубок способствует быстрому испарению льда. Осушенные частицы уносятся потоком газа в верхнюю часть колонны и собираются в циклоне, где отделяются от газа. Для досушки можно использовать дополнительные сублимационные колонны []. В работе []:. Аппарат представляет собош вертикальный сужающийся цилиндр, имеющий в своей верхней части распылительную форсунку, которая создаёт поток капель . Охлаждающий агент, посредством которого происходят замораживание и сушка, циркулирует- во внешней рубашке. Готовый продукт представляет собой мелкодисперсный порошок, который собирается в коллекторе в нижней части рабочей камеры. Данный аппарат предусматривает непрерывный процесс сушки, высокую производительность и низкие энергозатраты, а также препятствует прилипанию капель жидкости к стенкам рабочей камеры. Еще один из способов, применяемый не так давно - атмосферная сублимационная сушка в псевдоожиженном слое адсорбента []. В основе адсорбционной сублимационной сушки лежит использование адсорбента (например, силикагеля), который позволяет создать высокую движущую силу (разность парциальных давлений) и предоставить сухой воздух с температурой точки росы намного ниже нуля при низких температурах в условиях атмосферного давления. Адсорбент заменяет конденсатор и позволяет снизить стоимость процесса на % от общей стоимости классической сублимационной сушки. Учеными [] была продемонстрирована пригодность атмосферной сублимационной сушки для обработки крупнодисперсных материалов. Однако вследствие значительного размера частиц, более 1 см, продолжительность процесса была на порядок выше в сравнении с вакуумной сублимационной сушкой. Для снижения времени процесса, часть влаги была предварительно удалена путем осмотического обезвоживания. Последующая атмосферная сублимационная сушка проводилась в кипящем слое частиц адсорбента с размером мкм. По регидрагационным свойствам продукты не уступали полученным вакуум-сублимационной сушкой. В работе [] был использован режим кипящего слоя на первой стадии атмосферной сублимационной сушки в двухстадийном процессе с применением тепловых насосов. Первая стадия процесса осуществлялась при отрицательных температурах до достижения критического влагосодержания. После чего полусухой продукт досушивался в режиме кипящего слоя при более высоких температурах. Автором было отмечено высокое качество получаемого продукта при относительно низких затратах на процесс. В работе [] авторами был проведен экспериментальный анализ атмосферной сублимационной сушки в аппарате кипящего слоя. На основе эксперимента была подтверждена возможность проведения данного процесса для обезвоживания продуктов биологической природы, а также выявлены пути его интенсификации. Все больше работ направлено на получение дисперсных продуктов с частицами близкими к наноразмерам [, , -].