Моделирование процессов распылительной сушки с учетом изменения показателей качества материала

• Автор: Войновский, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Применение распылительной сушки в различных отраслях

современной промышленности.

1.1.1. Использование распылительной сушки в химикофармацевтической отрасли

1.1.2. Применение распылительной сушки в химической

промышленности

1.1.3. Применение распылительной сушки в пищевой

промышленности и нутрицевтике.

1.2. Влияние параметров распылительной сушки на качественные

характеристики получаемых продуктов.

1.3. Тенденции в области математического моделирования
распылительной сушки
1.3.1. СРО пакеты, применяемые для математического
моделирования сушильного оборудования
1.3.2. Описание кинетики сушки
1.3.3. Моделирование структурообразования и распределения
веществ по частице
1.3.4. Моделирование распыла, коалесценции капель и их осаждения
на стенках
1.3.5. Математическое моделирование кинетики разрушения
материала в процессе распылительной сушки.
1.4. Постановка задачи
Глава 2. Экспериментальные исследовании
2.1. Экспериментальное оборудование.
2.1.1. Лабораторная распылительная сушилка ВССЫ ii
В0.
2.1.2. Гомогенизатор пофужной x I
2.2. Исследование распылительной сушки биосуспензии.
2.2.1. Характеристики материалов
2.2.2. Ортогональный план второю порядка
2.2.3. Результаты исследований
2.2.4. Регрессионный анализ.
2.3. Исследования двухстадийного процесса инкапсуляции липофильных функциональных компонентов
2.3.1. Характеристики материалов
2.3.2. Ортогональный план ПлакеттаБермана
2.3.3. Результаты исследований
2.3.4. Рефессионный анализ
2.4. Исследование распылительной сушки алюмокремниевого коагулянтафлокулянта.
2.4.1. Характеристики материалов
2.4.2. Композиционный план второго порядка
2.4.3. Регрессионный анализ.
2.5. Исследования кинетики сушки
2.5.1. Исследование кинетики сушки биомассы дрожжей.
2.5.2. Исследование кинетики сушки растворов гуммиарабика и мальтодекстрина
2.5.3. Исследование кинетики сушки АККФ.
Глава 3. Построение математической модели распылительной
сушки с учетом изменения показателей качества продукта.
Результаты расчетов.
3.1. Подход к построению модели, стыковке отдельных ее модулей,
вычислительных и экспериментальных данных.
3.2. Математическое описание распылительной сушки.
3.2.1. Система уравнений для непрерывной фазы.
3.2.2. Система уравнений для дисперсной фазы
3.2.3. Моделирование кинетики сушки.
3.3. Реализация математического описания в программном пакете и проведение вычислительных экспериментов.
3.3.1. Построение геометрии виртуального аппарата и создание расчетной сетки
3.3.2. Результаты расчета по уравнениям математической модели.
3.4. Решение задачи многопараметрической оптимизации при выборе уравнения для описания кинетики деградации материала и определении коэффициентов.
3.4.1. Постановка задачи многопараметрической оптимизации и алгоритм метода роя пчел i
3.4.2. Программная реализация метода многопараметрической оптимизации
3.4.3. Прогнозирование изменения параметров качества в процессе распылительной сушки путем расчета по найденным уравнениям кинетики деградацииинактивации.
Глава 4. Выработка рекомендаций по проведению процесса
распылительной сушки объектов исследований в установке
промышленного масштаба
4.1. Описание установки.
4.2. Построение виртуального аппарата i
и расчетной сетки.
4.3. Результаты расчета процесса распылительной сушки в установке i .
Выводы по работе
Список литерату


В работе 8 рассмотрены способы получения стабилизаторов влажности и адсорбентов масляных экстрактов для фармацевтических композиций распылительной сушкой. Продукты представляют собой свободно текучие порошки или гранулят на основе гидрогена фосфата кальция и магния алюмосиликата. Продукты характеризуются высокой сорбционной емкостью, узким гранулометрическим составом, хорошей сыпучестью, аморфной структурой, сферичностью отдельных частиц и более гладкой поверхностью. Исходя из вышесказанного, стоит отметить, что благодаря кратковременному тепловому воздействию и возможности получать на выходе порошок или гранулят микроразмеров распылительная сушка становится перспективной технологией для применения в химикофармацевгической отрасли. Распылительная сушка также применяется для производства биологически активных веществ, экстрактов и активных фармацевтических ингредиентов 1, 9. В химической промышленности распылительная сушка применяется для получения порошков оксидов металлов, используемых для плазменного напыления при производстве литиевых батарей, в электротехнике, для получения катализаторов некоторых химических веществ, высокопористых сорбентов, в том числе для высокоэффективной жидкостной хроматографии и при производстве добавок в строительные материалы. Для металлизации поверхности плазменным напылением требуется предварительно получить структурированные гранулы оксидов металлов. В работе рассмотрено получение гранулята из наноразмерного порошка ТЮг методом распылительной сушки. Исходным материалом служил Аегох1бе Р производитель vi, Германия представляющий собой коллоидную суспензию нм частиц оксида титана. Полученные частицы представляют собой агломераты сферической формы с высокой пористостью рис. Полученные порошки были использованы для плазменного напыления рис. Как было найдено, покрытие имеет бимодальную микроструктуру с частично расплавленными агломератами с плотной упаковкой исходных наночастиц и включениями в виде агломератов. Авторами было найдено, что доля наноструктурированных зон покрытия сильно зависит от исходной суспензии и может регулироваться данным показателем. Рис. При производстве литиевых ионных батарей необходимо предварительно получить мелкодисперсный порошок оксида металлов. В работе исследовано получение порошков ii распылительной сушкой при разной температуре С, которые были успешно протестированы в качестве материалов литиевых ионных батарей. Оксиды металлов, полученные распылением при высокой температуре, так же применяются в электротехнике. С в течение 1 часа. Полученные таким образом материалы могут применяться для создания деталей для электронных приборов с эммиторами. Процесс распылительной сушки может так же применятся для получения катализаторов, химических веществ, высокопористых сорбентов. Иногда такие процессы совмещаются с высокотемпературным пиролизом и химическими реакциями, идущими при высоких температурах, например, получение сажи, в том числе белой сажи, таких сорбентов как i, ii, i 8,,. Распылительная сушка также может применяться при производстве некоторых катализаторов. В работе исследовалось получение катализатора на основе диоксида никеля и его применение в процессе получение синтезгаза. Катализатор получали распылительной сушкой суспензии при температуре 0 С с последующей кальцинацией при температурах С. Полученные гранулы катализатора показали высокую реакционную способность и отличные механические и физические свойства механическая устойчивость, развитая мезопористая структура, сферическая форма гранул. Распылительная сушка применяется для получения некоторых пестицидов и сухих смесей для приготовления водных суспензий, в состав которых входят плохо растворимые в воде вещества . Распылительная сушка иногда применяется в крупнотоннажных производствах ряда химических соединений, например, при производстве эмульсионных и суспензионных поливинилхлорида и поливинилацетата процесс полимеризации проводят в каплях эмульсии или суспензии на стадии удаления растворителя. Распылительная сушка позволяет получить дисперсный сыпучий порошок полимерных частиц, не требующий дальнейшего перемалывания .