Исследование и разработка технологии и аппаратурного оформления процесса контактной сушки микрокристаллической целлюлозы

• Автор: Павлов, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 109 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение.

1 Аналитическое исследование

1.1 Порошковая целлюлоза и ее производство

1.1.1 Свойства порошковой целлюлозы. Области применения

1.1.2 Способы получения порошковой целлюлозы.

1.1.3 Способы достижения необходимого фракционного состава

1.1.4 Сушка микрокристаллической целлюлозы МКЦ. Температурные режимы сушки

1.2 Сушка порошковых материалов.

1.2.1 Классификация объектов сушки

1.2.2 Сушка жидких и пастообразных материалов.
1.2.3 Особенности сушки дисперсных материалов с перемешиванием
1.3 Теплофизические характеристики дисперсных материалов
1.3.1 Анализ тсилофизичсских характеристик дисперсных материатов .
1.3.2 Методы исследования теплофизических свойств материалов
1.4 Реологические характеристики пастообразных сред.
1.4.1 Характеристика МКЦ на стадии сушки
1.4.2 Методы описания и исследования реологических свойств
1.4.3 Особенности перемешивания пастообразных материалов
1.5 Возможности использования оборудования конверсионных предприятий в производстве МКЦ.
1.6 Цели, задачи и объект исследования
2 Исследование процесса контактной сушки МКЦ при механическом перемешивании.
2.1 Основные допущения
2.2 Анализ основных закономерностей процесса
3 Экспериментальная часть
3.1 Описание экспериментальных установок
3.1.1 Установка для изучения реологических свойств паст МКЦ и исследования кинетики процесса сушки.
3.1.2 Установка для изучения тсплофизических характеристик паст МКЦ.,.
3.2 Методика проведения экспериментов .
3.2.1 Подготовка пасты .
3.2.2 Подготовка смесителя к экспериментам.
3.2.3 Исследование реологических характеристик МКЦ.
3.2.4 Исследование теплофизических характеристик МКЦ.
3.2.5 Исследование эффективности использования поверхности нагрева
3.2.6 Экспериментальное исследование измельчения МКЦ в смесителе
3.3 Обсуждение экспериментальных исследований.
3.3.1 Реологические свойства паст МКЦ
3.3.2 Теплофизические характеристики паст МКЦ
3.3.3 роверка адекватности разработанной математической модели .
3.3.4 Измельчение МКЦ в смесителе
4 Разработка аппаратурнотехнологического оформления фазы контактной
сушки МКЦ
4.1 Варианты компоновки технологической схемы сушки.
4.2 Определение мощности, потребляемой промышленным смесителем
4.3 Расчет процесса сушки в промышленных смесителях.
4.4 Интенсификация процесса сушки в шнектранспортной сушилке.
Заключение
Список литературы


МКЦ в силу особых качеств, таких как высокая твердост ь спрессованного материала, высокая гелеобразующая способность, повышенная степень кристалличности, увеличенная удельная поверхность, высокая реакционная способность гидроксильных групп, стабильность глюкозидной связи, нашла свое практическое использование в неволокнистой порошковой форме. Использование МКЦ, обладающей более высокой, чем у обычной целлюлозы, реакционной способностью в реакциях карбоксиметилирования, ацетили-рования, нитрования, окисления, позволяет легко и быстро получать высокоза-мещенные производные целлюлозы. Среди них - КМЦ, НЦ и др. КМЦ - %-ый раствор, ОЭЦ - %-ый раствор) и пленок с высокой прочностью []. Полученная на основе МКЦ лаковая НЦ имеет порошкообразную форму со степенью полимеризации -0 и размер частиц, соответствующий размеру частиц исходной МКЦ. Нитрованные производные МКЦ используют в твердых топливах для ракетных двигателей, для приготовления лаков []. Высокая пористость, присущая МКЦ, позволяет использовать ее в качестве аналитической разделяющей среды в хроматографии на колонке и тонком слое. В фильтрационной технике МКЦ применяется для сорбции жидкости, газов, твердых частиц, в качестве носителя катализаторов различных процессов для повышения их эффективности, для очистки продуктов от различного рода загрязнений. Высокая однородность продукта и воспроизводимость технологии позволяет использовать МКЦ как стандарт для исследования действия ферментов (целлюлаз), расщепляющих целлюлозу. При изучении механизма взаимодействия МКЦ с водой установлено, что кристаллиты соединены между собой более слабыми, чем химические, связями. В результате при интенсивном мокром размоле или ультразвуковом воздействии в гидроксилсодержащих средах связи между структурными элементами гидролизированной целлюлозы сравнительно легко разрушаются. При этом освобождаются более мелкие частицы с более узким распределением по размерам, но сохраняющие исходную кристалличность. В результате получают гели с размером частиц менее 1 мкм. МКЦ. Они используются в виде сыпучего порошка или стабильного коллоидного геля в косметической промышленности при изготовлении кремов, пудр или суспензий, заменяя при этом дорогостоящие природные масла. Хорошая сорбционная способность, а также хорошая прессуемость МКЦ позволяет использовать се в фармацевтической промышленности при изготовлении твердых лекарственных препаратов в качестве таблегирующего средства и инертного носителя для витаминов и антибиотиков. В пищевой промышленности МКЦ в виде порошка или геля в качестве эмульгатора и стабилизатора применяется для улучшения вязкостных свойств продуктов питания, в частности, для уменьшения текучести в таких блюдах, как крема, соусы, майонезы и т. Гели и порошки МКЦ используют также для сохранения потребительских свойств пищевых продуктов в течение длительного времени хранения, при воздействии температурных факторов (разогрева, замораживания). В работе [0] отмечается, что, модифицируя МКЦ, например, вводя карбоксильные СООН - группы, насыщая ее катионами, обладающими определенным терапевтическим действием, в той форме, которая хорошо десорбируется в пищевом тракте, получают диетический, лечебный пищевой продукт, улучшающий обменные процессы в организме. Применение МКЦ в питании человека основано на ее безвредности для человеческого организма, т. Прессованием МКЦ при высоких давлениях (до 0 МПа) получают пластинки целлюлозы, которая не поддается загоранию. Воздействие пламени ацетиленовой горелки при °С в течение секунд на пластину МКЦ толщиной мм с теплопроводностью 1, Вт/(м*К), удельной теплоемкостью 1, Дж/(кг*К) не вызывает в ней визуальных изменений, в то время как на стальной пластине толщиной мм уже через 5 секунд происходит глубокий прожог. Высокая плотность прессованной МКЦ позволяет с большим трудом пробить ее гвоздем. Однако таблетки из МКЦ легко распадаются в воде. Электрические свойства прессованной МКЦ подобны свойствам вулканизированных волокон (диэлектрическая постоянная 5,6).