Теоретическое и экспериментальное обоснование механохимического способа получения модифицированных крахмальных препаратов для текстильной промышленности

• Автор: Липатова, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 291 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Г ЛАВА 1. Литературноаналитическая часть.

1.1. Теория и практика гидроакустического воздействия.

1.2. Механоинициируемые химические процессы в растворах и жидких дисперсиях природных полисахаридов

1.3. Современные представления о структуре крахмала и методы ее

исследования

ГЛАВА 2. Методическая часть.

2.1. Характеристика объектов исследования.

2.2. Механическая обработка крахмальных дисперсий в роторноимпульсном аппарате.

2.3. Ультразвуковая обработка крахмальных гидрогелей

2.4. Определение акустической мощности методом химической дозиметрии

2.5. Методика определения вязкости
2.6. Методика определения степени расщепления крахмальных зерен
2.7. Методика определения содержания водорастворимой фракции крахмала
2.8. Турбидиметрические измерения.
2.9. Доказательство факта возникновения радикалов в механически обрабатываемых гидрогелях крахмала
2 Исследование сорбционных свойств крахмала методом ГЖХ
2 Методика электронномикроскопических исследований.
2 Измерение величины поверхностного натяжения крахмального гидрогеля.
2 Определение содержания карбоксильных групп в крахмале.
2 Спсктрофотометрическое исследование йодполисахаридных
комплексов
2 Определение концевых редуцирующих групп в крахмале
2 Измерение электрокинетического потенциала на поверхности
частиц крахмальной суспензии
ГЛАВА 3. Доказательство факта возникновения кавитации в гидрогелях
крахмала при их обработке в РИА и ее количественная оценка
ГЛАВА 4. Влияние механоинициируемых структурных превращений в гидрогелях крахмала на свойства получаемых из них текстильных вспомогательных материалов
4.1. Разрушение первичной структуры крахмальных гидрогелей в механическом поле.
4.2. Оптимизация параметров ГАвоздействия с учетом процессов динамического структурообразования в крахмальных гидрогелях
4.3. Теоретическое обоснование использования роторноимпульсных аппаратов при приготовлении композиционных крахмальносинтетических препаратов.
ГЛАВА 5. Разработка энергетического подхода к прогнозированию результатов гидроакустического диспергирования крахмальных гидрогелей.
5.1. Исследование процесса ультразвукового расщепления клейстеризованного крахмала
5.2. Расчет энергоемкости ультразвукового расщепления крахмала
5.3. Вывод уравнения для определения ожидаемого размера частиц при диспергировании крахмальных гидрогелей в РИА.
5.4. Влияние исходных характеристик крахмальных гидрогелей на
эффективность их гидроакустического расщепления
ГЛАВА 6. Исследование химических эффектов гидроакустического
воздействия на крахмалыгые дисперсии.
6.1. Спектрофотометрическое исследование механ о деструкции
клейстеризованного крахмала
6.2. Влияние гидроакустического воздействия на скорость кислотного гидролиза клейстеризованного крахмала
6.3. Влияние гидроакустического воздействия на скорость взаимодействия клейстеризованного крахмала с окислителями
6.4. Прогнозирование химических эффектов гидроакустического воздействия в крахмальных гидрогелях.
6.5. Механоинициируемое комплексообразование в крахмальных гидрогелях и его использование для получения механохимически модифицированной шлихты с регулируемой вязкостью
ГЛАВА 7. Теоретическое обоснование использования РИА для получения модифицированных крахмальных загусток путем механоактивации суспензий неклейстеризованного крахмала
7.1. Исследование влияния гидроакустических воздействий на состояние водных крахмальных суспензий.
7.2. Влияние гидроакустических воздействий на скорость гетерогенного
окисления крахмала.
ГЛАВА 8. Использование результатов исследований в технологиях ускоренного приготовления модифицированных крахмальных материалов для текстильной промышленности
8.1. Механохимическая технология приготовления шлихты из крахмала.
8.2. Механохимический способ получения устойчивой во времени шлихты из муки.
8.3. Механохимическая технология приготовления модифицированной шлихты для льна
8.4. Механохимический способ приготовления композиционной шлихты.
8.5. Технология приготовления крахмальной загустки для печати активными красителями
8.6. Механохимическая технология приготовления крахмальных загусток холодным способом.
8.7. Использование РИА при приготовлении низкоформальдегидных крахмальносинтетических закрепляющих композиций для пигментной печати
8.8. Механохимическая технология получения бесформальдегидной
крахмальносинтетической композиции
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Ему удалось аналитическими методами установить не только пороговые, но и оптимальные значения давления в камере и частоты вращения ротора, при которых кавитационные импульсы давления максимальны. В работе также исследовано влияние температуры на интенсивность кавитации, представлены результаты экспериментов по применению импульсной кавитации в процессах диспергирования и абсорбции. Анализ использованных математических выражений и экспериментальных данных позволил автору сделать вывод о том, что решающее значение для интенсификации технологических процессов имеют величина радиального зазора между элементами ротора и статора, скорость вращения ротора и объемное газосодержание жидкости. В работе 2 дан более подробный и обстоятельный анализ гидромеханических процессов, лежащих в основе ГАвоздействия. Для пары подвижных и неподвижных элементов ротора и статора, имеющих прорези и обеспечивающих по существу прерывание потока, эти авторы используют термин модулятор или прерыватель. Принципиальная схема поперечного разреза модулятора приведена на рис 1. Рис 1. Поперечный разрез боковых стенок ротора и статора модулятора. I длина модулятора Я радиус ротора ЛР перепад давления между ротором и статором. Для описания нестационарных гидромеханических процессов в модуляторе роторного аппарата в данной работе использована несколько иная модификация уравнения Бернулли с учетом нестационарности потока 2, стр. В1А. С , 1. У0 мгновенное значение средней по сечению канала статора скорости среднерасходной скорости р плотность обрабатываемой среды 1 длина модулятора коэффициент гидравлического сопротивления трения с1 гидравлический диаметр каналов модулятора ДР перепад давления ОД суммарный коэффициент местного гидравлического сопротивления 0 коэффициент гидравлического сопротивления, учитывающий потери напора, линейно зависящий от скорости потока и коэффициент кинематической вязкости обрабатываемой среды. Несовпадение определяется тем, что эти коэффициенты зависят от времени в соответствии с изменением распределения скоростей, турбулентных пульсаций и среднерасходной скорости обрабатываемой среды, а также от вида нестационарного процесса . Анализ математических выражений, полученных в работе с использованием ряда допущений и безразмерных величин, позволил авторам сделать вывод, что параметрами, в наибольшей степени влияющими на характер прерывистого течения жидкости в каналах ротора и статора, являются радиальный зазор между боковыми стенками ротора и статора, статический перепад давления и параметр А, численное значение которого равно отношению ширины канала ротора к ширине канала статора. Решение всех этих вопросов предусматривает по существу решение наиболее общей и важной задачи прогнозирование конечных результатов воздействия и обеспечение управляемости механически интенсифицируемыми технологическими процессами. Роторные гидроакустические аппараты эффективно применяются для интенсификации гидромеханических диспергирования 2,8,,,,, эмульгирования ,,,, и массообменных выщелачивания , абсорбции , экстракции ,, ректификации , растворения труднорастворимых веществ ,, процессов. Кроме того, известны примеры использования аппаратов такого типа для ускорения химических процессов как в водных, так и в органических средах 4,. Ведущее место по объему применения таких аппаратов занимают процессы диспергирования, т. В связи с этим целесообразно сравнить эффективность использования ГАтехники с соответствующими показателями другого оборудования, используемого для интенсификации процессов диспергирования. В обзоре оборудования для эмульгирования несмешивающихся жидкостей отмечена низкая эффективность существующих диспергирующих аппаратов отношение поверхностной энергии дисперсной системы, затрачиваемой на эмульгирование, ко всей расходуемой энергии составляет величину, лежащую в пределах 0. Как наиболее перспективные выделены аппараты типа роторстатор. Удельный расход энергии на приготовление эмульсий в таких аппаратах наименьший, а уровень дисперсности производимых эмульсий наиболее высокий .