Формирование капельных структур мембранным эмульгированием

• Автор: Заславец, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРЬ1ЫЙ ОБЗОР

1.1 Состояние практики и науки процессов формирования капельных структур и типа нано и микроэмульсий.

1.2 Способы и техника для формирования капельных структур в эмульсиях .

1.3 Мембранные технологии в формировании капельных структур.

1.4 Состояние науки в области мембранного процесса формирования капельных структур

1.5 Моделирование гидродинамики формирования капли

1 6 Выводы но обзору. Формулирование цели и задач исследования

2 КРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ ФОРМИРОВАНИЯ КАЛИ.

2.1 Основные параметры процесса формирования капли внутри мембраны.

2.2 Методика построения многомерных зависимостей с использованием кубических сплайнов.
2.3 Построение кубических сплайнов частных зависимостей.
2.4 Построение бинарных зависимостей
2.5 Построение тернарных зависимостей
2.6 Построение пятимерных зависимостей
2.7 Анализ полученных результатов.
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ КАЕЛБНЫХ СТРУКТУР ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕМБРАН.
3.1 Анализ влияния давления снаружи и внутри керамической мембраны на процесс формирования капельных структур.
3.2 Анализ влияния движения потока внутри мембраны на процесс формирования капельных структур.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕМБРАННОГО ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ
4.1 Определение проницаемости трубчатых керамических мембран.
4.2 Влияние эмульгатора и его концентрации на размер получаемых капель
4.3 Влияние трансмембранного давления и скорос ти поперечного потока на размер получаемых капель.
4.4 Влияние объмной концентрации дисперсной фазы на размер получаемых капель
4.5 Выводы из экспериментальных исследований
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Микроинкапсуляция рыбьего жира возможно [] с использованием мембранного эмульгирования через нейлоновую мембрану с размером пор 0,8 мкм и последующей сушкой распылением. Как материал стенки микрокапсул использовались, различные концентрации мальтодекстрина и/или белка сыворотки. Мембранное эмульгирование - подходящий способ для эмульгирования растительного масла и молока [], что может быть основой получения новых пищевых продуктов. Присутствующие в молоке белки стабилизируют эмульсию без использования любых дополнительных ПАВ, достигая концентрации масла в эмульсии %. Узкое распределение капель по размеру способствует стабильности эмульсии. Эмульсия - дисперсия нерастворимой одной жидкости в другой жидкости. Эмульсии используются во множестве областей: в пищевых . Продуктах, фармацевтических препаратах, косметике, красках и др. Эмульсии, как наиболее распространенные капельные структуры, могут быть определены как гетерогенная система, вовлекающая, по крайней мере, две несмешивающихся фазы с одной из фаз, рассеиваемой в другой в виде капель макроскопических или коллоидных размеров. ПАВ). ГІЛВ используются, чтобы облегчить формирование эмульсии и их стабилизацию. В зависимости от того, используется ли масляный или водный раствор как дисперсная фаза, эмульсии могут широко классифицироваться в две главные группы «масло-в-водс» («м/в») или «вода-в-масле» («в/м»). С многофазными эмульсиями также сталкиваются во многих применениях, когда сама дисперсная фаза - «м/в» или «в/м» эмульсия. Они могут впоследствии далее классифицироваться в эмульсии «вода в масле в воде» («в/м/в») или «масло в воде в масле» («м/в/м») []. Для производства эмульсий могут использоваться различные машины [, ]. Для крупномасштабного производства эмульсий главным образом используются системы статора-ротора с осевым или радиальным и ламинарным или турбулентным течением, и гомогенизаторы с высоким давлением. Грубая эмульсия, подготовленная перемешиванием, подается на вышеупомянутое оборудование для дальнейшего эмульгирования. В коллоидной мельнице, которая является системой статора-ротора, капельки разбиваются усилиями сдвига в маленьком пространстве между ротором и статором. Коллоидные мельницы являются особенно подходящими для того, чтобы произвести эмульсии со средой высокой вязкости сплошной фазы. Минимальные размеры капельки приблизительно 1 мкм. Узкое распределение размера капельки может быть получено, если можно хорошо управлять плотностью энергии (количество подведенной энергии на кубический метр рабочего объема) в пространстве между ротором и статором []. В гомогенизаторе с высоким давлением капельки разбиваются в форсунке турбулентностью и кавитацией. Давления до 0 МПа используются, чтобы произвести эмульсию с производительностью м'/час с размерами капельки до 0,1 мкм [, ]. Сравнение процессов эмульгирования возможно по различиям механизмов разрушения капельки, пропускной способности продукта и удельным энергозатратам на единицу продукта. Методы, использующие сильное напряжение сдвига, могут привести к коалесценции дисперсной фазы. Эмульсии, приготовленные этим путем, могут быть полидисперсными, и размер капельки является трудноуправляемым. Распределение размера капельки затрагивает многие из физико-химических свойств эмульсии. Кроме того, так как пищевые продукты в виде эмульсий «в/м» (например, маргарин) содержат ароматические компоненты в дисперсной фазе, распределение размера капельки затрагивает аромат таких продуктов. Распределение размера капелек может иметь большой эффект также на рост бактерий. Когда размер капельки является большим, бактерии размножаются интенсивнее, чем для меньшего размера капельки, поскольку бактериальный рост уменьшен из-за нехватки питательных веществ в капельках. Рисунок 1 показывает сравнение для различных систем эмульгирования по соотношению «размер капелек / удельные энергозатраты» из [], объединенных с данными []. Данные представлены для вязкостей сплошной фазы мПа с и мПа с, для дисперсной фазы плотности обеих фаз кг/м3 и поверхностное натяжение между дисперсной и сплошной фазами мН/м.