Комплексное исследование тепломассообмена при сушке сульфонола во вспененном состоянии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Дяченко, Эдуард Павлович АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Астрахань МЕСТО ЗАЩИТЫ
2009 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.14 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Комплексное исследование тепломассообмена при сушке сульфонола во вспененном состоянии»
 
Автореферат диссертации на тему "Комплексное исследование тепломассообмена при сушке сульфонола во вспененном состоянии"

На правах рукописи

003492798

ДЯЧЕНКО Эдуард Павлович

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ СУШКЕ СУЛЬФОНОЛА ВО ВСПЕНЕННОМ СОСТОЯНИИ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Махачкала - 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет» (ФГОУ ВПО АГТУ) на кафедре «Технологические машины и оборудование»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Алексанян Игорь Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шуршев Валерий Федорович

доктор технических наук Магомедов Умахан Багаудинович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет» (ГОУ ВПО СГТУ)

Защита состоится « 22 » декабря 2009 года в 15 часов 00 мин на заседании диссертационного совета ДМ 002.071.01 при учреждении Российской академии наук «Институт проблем геотермии Дагестанского НЦ РАН», по адресу: 367030, г. Махачкала, проспект Имама Шамиля, д. 39а, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке учреждения Российской академии наук «Институт проблем геотермии Дагестанского НЦ РАН».

Автореферат разослан « /¿!» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 002.071.01

Д.Т.Н.

А.Р. Базаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Благодаря низкой себестоимости, сравнительной простоте синтеза и химической стабильности продукта, а также своим физико-химическим свойствам сульфонол, на сегодняшний день, остается основным поверхностно-активным веществом (ПАВ), входящим в составы синтетических моющих средств (CMC) и комплексных реагентов, широко применяющихся в нефтегазодобывающей, горнодобывающей, металлургической, кожевенной и др. промышленностях.

В технологии производства сухого сульфонола (порошка) сушка является наиболее энергоемкой и одновременно заключительной операцией, которая определяет качество готового продукта, энерго- и материалоемкость производства и уровень загрязнения окружающей среды.

Традиционно сушка раствора сульфонола осуществляется распылительным способом. Наличие ряда существенных недостатков, присущих влагоудалению в распыленном состоянии, а именно: необходимость значительных удельных габаритов установок, сложность и высокая стоимость оборудования для распыливания продукта и улавливания пыли, сравнительно высокие энергетические затраты, засорение рабочей поверхности сушильной камеры и распиливающих устройств вследствие высокой сорбционной способности сульфонола, ставят задачу поиска перспективных способов, технологических и технических решений для сушки раствора сульфонола.

Исследования проводились на базе основополагающих трудов в области тепломассообмена и сушки A.B. Лыкова, Б.И. Леончнка, A.C. Гинзбурга, И.А. Рогова, П.Д. Лебедева, В.К. Тихомирова, С.Г. Ильясова, Ю.В. Космодемьянского, И.Т. Кретова, A.C. Аминова, И.Ю. Алексаняна и многих других.

Диссертационная работа выполнена в рамках Перечня критических технологий Российской Федерации, утвержденного Правительством Российской Федерации 25 августа 2008 г., №1243-р (п. «Базовые и критические военные, специальные и промышленные технологии»), Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (распоряжение Правительства Российской Федерации от 6 июля 2006 г. № 977-р.), а также в соответствии с координационным планом НИР на кафедре ФГОУ ВПО АГТУ «Технологические машины и оборудование».

Целыо работы является повышение эффективности сушки сульфонола во вспененном состоянии путем комплексного исследования процессов тепломассообмена.

Она достигается на основе теоретических и экспериментальных исследований всех классических этапов изучения процесса сушки: комплекса теплофизических (ТФХ), гигроскопических, структурно-механических (СМХ), пеноструктурных (ПСХ) и терморадиационных (ТРХ) характеристик, статики и кинетики процесса сушки, моделирования тепломассопереноса при сушке сульфонола и рекомендациями по практическому использованию полученных результатов.

Задачи работы:

- анализ методов интенсификации тепломассообмена при обезвоживании жидких продуктов и ПАВ, рациональных схем влагоудаления и способов энергоподвода;

- экспериментальное определение гигроскопических характеристик, СМХ, ПСХ, ТФХ, ТРХ и анализ термодинамики статического взаимодействия сульфонола с водой;

- расчет распределения объемной плотности поглощенной энергии излучения в слое продукта и выбор рационального метода энергоподвода;

- экспериментальные исследования и анализ влияния основных факторов на интенсивность тепломассообмена, кинетики влагоудаления, механизма внутреннего теп-

ломассопереноса и обоснование рационального способа сушки сульфонола во вспененном состоянии;

- физико-математическое моделирование тепломассообменных процессов и разработка кинетической критериальной зависимости при сушке сульфонола;

- разработка рекомендаций по использованию результатов исследований и аппаратурному оформлению процесса пеносушки сульфонола.

Научная новизна. Экспериментально исследованы гигроскопические характеристики, ТРХ, ПСХ, СМХ и ТФХ сульфонола. Определены и математически описаны закономерности взаимодействия продукта с водой на основе термодинамического анализа процесса сорбции.

Впервые рассчитано распределение объемной плотности поглощенной энергии излучения в оптически тонком слое вспененного сульфонола и получено уравнение, описывающее его зависимость от влияющих факторов.

Впервые разработана система критериальных уравнений процесса инфракрасной (ИК) пеносушки сульфонола.

Разработана физико-математическая модель ИК пеносушки сульфонола для расчета эволюций температурных полей в процессе влагоудаления.

На основе экспериментального изучения кинетики ИК пеносушки сульфонола выбран и обоснован рациональный режим ведения процесса; впервые получены аппроксимирующие зависимости удельного съема сухого продукта и скорости сушки от влияющих на интенсивность процесса факторов.

Практическая значимость работы. Реализована физико-математическая модель и разработано аналитическое программное обеспечение ИК пеносушки сульфонола с использованием экспериментально полученных зависимостей СМХ, ТФХ и др. характеристик пен растворов объекта исследования для инженерных расчетов тепломассообмена.

Получены аналитические зависимости величины удельного съема сухого продукта, скорости сушки от влияющих факторов и система критериальных уравнений процесса обезвоживания сульфонола, которые могут быть использованы для проектирования сушильных установок.

Разработан рациональный способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии, определены и обоснованы рациональные режимные параметры проведения процесса [Решение о выдаче патента на изобретение от 02.11.2009 по заявке №2008128817/04(035553)].

Предложена конструкция установки для сушки вспененных растворов сульфонола и ему подобных по комплексу свойств продуктов при ИК энергоподводе [Решение о выдаче патента на полезную модель от 16.07.2009 по заявке №2009124010/22(033254)].

На защиту выносятся следующие положения:

- экспериментально полученные зависимости гигроскопических характеристик, СМХ, ТФХ и ТРХ сульфонола от влияющих факторов;

- уравнения удельного съема сухого продукта и скорости ИК пеносушки сульфонола от основных факторов, влияющих на интенсивность процесса;

- система критериальных уравнений процесса ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии;

- разработка и реализация физико-математической модели тепломассопереноса при ИК пеносушке сульфонола;

- рациональный способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии;

- усовершенствованная конструкция установки для сушки при ИК энергоподводе вспененных сульфонола и ему подобных по комплексу свойств продуктов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских и международных научных конференциях: 52 и 53 научно-практические конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (г. Астрахань, 2008, 2009 г.г.); Конференция молодых ученых и инноваторов «Инно-Каспий» (г. Астрахань, 2009 г.); II Всероссийская конференция аспирантов и студентов «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2009 г.); Международная научная конференция «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2009» (г. Астрахань, 2009 г.); XII Московский международный салон промышленной собственности «Архимед», 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 4 в изданиях по перечню ВАК Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 192 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 88 рисунков, список литературы из 211 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложения представлены на 54 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность повышения эффективности сушки сульфо-нола как основного ПАВ, Еходящего в состав СМС и комплексных реагентов.

В первой главе «Современное состояние и перспективы выбора рациональных способов обезвоживания для повышения эффективности сушки жидких продуктов и ПАВ» рассмотрены основные тенденции потребления сульфонола на мировом и отечественном рынках ПАВ, освещены области использования проду кта, даны его общая характеристика и описание технологии. Рассмотрены основные достоинства и недостатки реализуемых технологий на основе сравнительного анализа способов и конструкторских решений для обезвоживания жидких продуктов и ПАВ. Выполнен анализ результатов ряда поисковых экспериментов по сушке раствора сульфонола различными способами (распылительный, конвективный, радиационный и др.) в нативном и диспергированном состоянии и намечены пути интенсификации тепломассообмена при обезвоживании продукта. Поставлена цель и сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе «Экспериментальное исследование гигроскопических, терморадиационных характеристик и термодинамический анализ взаимодействия сульфонола с водой» представлены результаты экспериментально-аналитических исследований гигроскопических, термодинамических (при взаимодействии продукта с водой) характеристик и ТРХ сульфонола во вспененном состоянии.

Исследования гигроскопических свойств сульфонола проводились тензиметриче-ским методом Ван Бамелена Проведено 18 опытов по определению равновесного вла-госодержания 0'Р, кг/кг, каждый опыт для повышения точности измерений повторялся 3 раза, при этом относительная ошибка не превышала 12%. На рис. 1, 2 приведены зависимости ир от относительной влажности воздуха <р, анализ которых показывает значительное влияние температуры на сорбционную способность сульфонола и позволяет отнести их к Ш-му типу в соответствии с классификацией БЭТ как изотермы со значительным влиянием на сорбционную активность различных полярных групп.

Характер изотерм свидетельствует о сложном механизме процесса, при этом наличие точек перегиба указывает на изменение механизма сорбции, а значит, происходит качественное изменение формы и энергии связи удаляемой влаги. Влагосодержание ир=0,03...0,05 кг/кг (рис. 1) соответствует образованию «монослоя», кривая на участке

от начального 1)р до первой критической точки имеет характерную для мономолекулярной адсорбции выпуклость к оси влагосодержаний. Поглощение жидкости на этом участке сопровождается выделением тепла Ввиду увеличения количества адсорбированной влаги, тепловые колебания молекул воды, расшатывая молекулярные цепи, позволяют им принимать энергетически выгодные конформации, при этом сами молекулы воды в связи с поляризацией последующих слоев предыдущими, продолжают находиться в ориентированном состоянии, т.е. следует процесс полимолекулярной адсорбции ((/р=0,05...0,50 кг/кг), затем капиллярной конденсации влаги (6^=0,50...0,74 кг/кг). В точке пересечения кривой изотермы с прямой ^=1,0 достигается максимальная гигроскопическая влажность сульфонола {7Р=0,74 кг/кг.

Intp О

1-Г- 280К

2-Г-293К

1 |

О 0,18 0,37 0.55 Up, кг/кг

о 0,1 0,2 ,3 о, 0,5 Up, кг/кг рис 9 Изотермы сорощи сульфонола в Рис. 1 Изотермы сорбции сульфонола (•) и полулогарифмических координатах (UAwf) их аппроксимирующие функции (—) Для математического описания изотермы сорбции были разбиты на 2 характерные зоны, для каждой из которых получены аппроксимирующие зависимости ip от Up, кг/кг и температуры Т, К (рис. 1):

= ■ T+b,) Ul +{crT+d,)-U; +{k, Т+/,.)•£/, +Ц Т+п), (1)

где i - порядковый номер участка изотермы (/ = 1,2); а„ 6,-, с;, db ft,-, /,, от,- и я,- - эмпирические коэффициенты.

Ёмкость «монослоя», определяющая мономолекулярную адсорбцию, UM ~ 0,031 кг/кг позволяет рекомендовать конечную влажность обезвоживаемого сульфонола для обеспечения длительного его хранения (3%), соответствующая ей относительная влажность воздуха при Т = 293К равна <р = 0,046 кг/кг, что указывает на необходимость использования герметичной упаковки при хранении.

Разность химических потенциалов переноса влаги Д/г является движущей силой сорбции и в гигроскопической области по абсолютной величине равна энергии связи влаги с материалом Е, которую можно принять потенциалом влагопереноса. С учетом выражения (1):

'd&F^

—— =-n i -тщ-i +o,)-up+\crt +а,)-ьр v р /

Изменение свободной энергии определяется дифференцированием уравнения Гиб-бса-Гельмгольца AF = АЕ -Г ■ AS по Up (Р, Т= const), где AS - изменение энтропии, T-AS - величина связанной энергии, затем по Т (Р, Up= const), получаем 'dAf \

dU„ J

v р Jt.p V р /т,р

ального изменения энтропии связанной воды. На рис. 3 а), б) к в) в графическом виде представлены дифференциальные зависимости изменения свободной, связанной и внутренней энергий от Up в процессе сорбции влаги сульфонолом.

Энергия испарения г влаги, связанной с материалом, представляется как сумма теплоты парообразования свободной воды г' и теплоты смачивания гсм. При этом лсм оп-

Е = -Дц = -

= -R■ Т• 1п((а,- • Г + Ь,)■ U\ + (с,, • Т +d,)• U; + (i, • Г + /,)• Up + (т, ■ Г + л,)).

д_ дТ

, откуда ( dAS I = _з(ЯТ\п<?) (2) - зависимость для дифференци-

эи.L w. L эг

ределяется дифференциальным изменением свободной энергии изотермического обезвоживания. Тогда в диапазоне Т~ 295...373К количество тепла для испарения 1 кг влаги с учетом энтропийной составляющей представляется в виде, Дж/кг:

, = 311а4581-103 -228б.66-Г-55,(5;-Д-7Чпр + 55,('5/)-Г- ^

г = г1 +г„, +г

бУ.

С учетом уравнения (1) рассчитана функциональная зависимость термоградиентного коэффициента др от влагосодержания 1!р, которая позволяет проанализировать природу движущих сил в процессе сорбции:

{а,и1 +с,и\+куг +«!,) ь((а,т+ь,)-и1 + (с/+</,)• У; + +/,) ■ £/, + (т,7Чп,))

кДж/кг О

кДж/кг

1-Т=280К 2-Г=293К

г

0,19 0.37 0,55 У,,, кг/кг

а)

О

-2000 -4000 -6000 -8000 -10000

Ь'К

( \2.

1 -Г=: 80К

2-Г=293К 1

0,19

0,55 и г, кг/кг

Л

1 - г- 2 - Г- 280 К 293 К \

^^___

/

О 0.14 0,29 0,4? кг/кГ

г;

Рис. 3 Зависишсти от ир в процессе сорбции влаги сульфоналом: а) - свободной Ё^Е-

I „ I

\ р /Т.Р

6) - связанной т\ ,в)~ внутренней (теплового эффекта сорбции) энергий,

„ зи„ )

г) - коэффициента др

Кривая изменения 8р (рис. 3 - г)) имеет экстремальный характер, максимум которой соответствует границе между коллоидно-связанной и свободной (капиллярной) влагой. При этом до экстремачьной точки кривая монотонно возрастает, что обусловлено перемещением влаги в этой области преимущественно в виде пара На участке 11р<0,09 кг/кг коэффициент др отрицательный, что связано с явлением относительной термодиффузии в газовых смесях: имеющий большую молекулярную массу воздух диффундирует по направлению потока тепла, более легкий водяной пар перемещается против потока тепла, причем эффект относительной термодиффузии значительно усиливается благодаря явлению теплового скольжения. После достижения максимума при дальнейшем увеличении равновесной влажности наблюдается обратная зависимость, т.к. на этом участке влага движется главным образом в виде жидкости. При полном на-

со, Вт/м'

сыщении жидкостью и отсутствии защемленного воздуха др~0. Т.о. можно принять, что в процессе сушки, которому соответствует диапазон ир < 0,5 кг/кг, влага переносится в виде пара.

Изменение энергий связи влаги с материалом и характер перемещения влаги в продукте типичны для большинства полимеров. Однако высокая гигроскопичность продукта и большие значения связанной энергии в зоне «монослоя» указывают на целесообразность увеличения поверхности тепломассообмена (вспенивания) и подтверждают выбор объемного (ИК) подвода энергии для повышения эффективности сушки.

При проектировании ИК сушильных установок для обоснованного выбора ИК генераторов и режимов их работы необходимы данные по ТРХ и ОХ обезвоживаемого продукта, исследование которых для сульфонола велось с использованием ИК Фурье-спектрометра ФСМ 1201 и литературных данных.

Для оценки эффективности ИК излучателей, реализации математической модели и численного расчета температурных полей сульфонола в процессе сушки рассчитана зависимость распределения объемной плотности поглощенной энергии излучения по глубине оптически тонкого слоя от координаты толщины слоя х, м и влажности продукта кг/кг су=Дх,и>), Вт/м3 (рис. 4). Расчет проводился на основе дифференциально- кг/ю-разностного метода [Ильясов С.Г., Рис. 4 Поле распределения объемной плотности Красников В.В. Физические основы ин- поглощенной энергии излучения со, Вт/м3 по фракрасного облучения пищевых продук- толщине слоя х, м при 0,03... 0,5 кг/кг тов. М.: Пищевая промышленность, 1978. 359 е.], согласно которому вычислялись интегральные ТРХ продукта для оптически тонкого слоя.

В случае одностороннего облучения продукта толщиной слоя /, м на холодной подложке:

сс{х, w) = L(х, w) • Ер

\-R«,(w)

J ri \ \ , , . . exp(- L\w,x)x)--7-^t-ехр|Д w, x J- x)

RJ4

l-R Xw)'iy2(w,x)

где R,(w)=^ ^ ^—R R ( )) ~ показатель эффективной отражательной способности;

i//(w,x) = Rx(w)exp{-L(w,x)-l)-, Ep - плотность падающего теплового потока Вт/м2; L(w,x)= (- 4,808 -103 • w- 2,333 • 103)- !п(а")~ 5,440 ■ !04 • w + 4,436 • 10" - коэффициент эффективного ослабления потока по мере его распространения в оптически бесконечно толстом слое; Rx(w) = -0,697 w+0,384 - отражательная способность слоя бесконечной оптической толщины; R„ = 0,86 - интегральная отражательная способность подложки из полированного алюминия.

На основе спектрального анализа с учетом объемной плотности поглощенной энергии излучения но глубине слоя в качестве ИК излучателей принимаем генераторы типа КГТ (КИ, КГ)-220-1000, длину волны А=1,35 мкм, соответствующую максимальным интенсивности излучения и пропускательной способности продукта и оптически тонкий слой х < 0,004 м, наиболее рациональный для высокоинтенсивной сушки.

В третьей главе «Экспериментальное исследование теплофизических, структурно-механических и леноструктурных характеристик растворов сульфонола в нагивном и

вспененном состоянии» представлены результаты экспериментально-аналитических исследований СМХ, ПСХ и ТФХ растворов и пен сульфонола.

Уровни и диапазоны варьирования влияющих на исследуемые свойства факторов (концентрация сухого вещества в растворе С=0,2...0,5кг/кг и температура продукта Г=283...353К) определяются технологическими ограничениями и реальными условиями использования сульфонола в различных социальных (санитарно-технических) и промышленных областях. При исследовании ТФХ в процессе сушки границы варьирования (текущей концентрации сухих веществ в продукте С,„=0,5...0,97кг/кг и 7=293...371 К) определены исходя из технологических ограничений и технических возможностей проведения процесса

Для определения зависимости плотности р„р, кг/м3 и кратности р„р пены раствора сульфонола от С,„ в процессе сушки проведены эксперименты по изучению ИК сушки продукта во вспененном состоянии при рациональных режимных параметрах, обоснованных в гл. 4, на модернизированной опытной сушильной установке (рис. 12), при этом выполнена её модернизация путем добавления устройства - цифровой видеокамеры 6 (рис. 5), подключаемой к персональному компьютеру (ПК) 8. Вспененный до максимальной кратности /?„=5,435 методом перемешивания раствор подавался на подложку 5 в виде штранга 4. Одновременно с измерением убыли массы высушиваемого продукта весами 1 видеокамерой 6 выполнялась фиксация изменения диаметра штранга db мм.

Значения С,„, ¡}пр и рпр в процессе сушки вычисляли по формулам:

С =С

l-n-df

mni~mci

"bi

Pen

Рпр-

, где / -длина штранга пены, м;

р„ - плотность воды, кг/м3; рс„ - плотность сухого сульфонола, кг/м3; тс„ - масса сухого сульфонола, кг; С„ ~ начальная концентрация образца продукта, кг/кг; ти - начальная масса образца продукта, кг; ш„; - текущая масса продукта, кг. Погрешность экспериментов не превышала 12%.

Для математического описания опытные , данные были аппроксимированы и получены

Ч—' зависимости Р„р=ЛСт) для 2 характерных зон и

^ Р„,гАС„1 кг/м3 (рис. б):

Рис. 5 Схема экспериментальной установки для изучения изменения р„р и

Р„р пены в процессе сушки: 1 - весы; 2 и 6 - видеокамеры; 3 - панель ИК излучателей; 4 - штранг продукта (вид сбоку); 5 - подложка; 7 - щит управления; 8 - ПК

Рпр\(Рт) = 6,664-Ю4-С* -1,917-Ю5 -С* + + 2,208-105 cl -1,271-Ю5-Сгт + 3.658-104 Ст -4,197-Ю3; PnPl(Cnl) = 8,076-Ю3-С,5 -3,388-104 -С4 + + 5,663-Ю4-С3-4,717-Ю4-С^ +1,959-104-С„,-3,235-103; Р„р(Ст) = -&, 115 ■ Ю4 ■ Cf„ + 3,980 ■ 10s -С5, ■

-7,921-10 -С,„ + 2,649-10 С,„-3,511-10 .

Возрастание /}„р и уменьшение р„р (рис. 6) в процессе сушки происходит ввиду эффекта самоиспарения, расширения газа в пеноячейках при повышении температуры, испарения внутрь ячеек, локального вскипания жидкой фазы и, как следствие, увеличения объема ячеек до их разрыва («парниковый эффект») или высыхания и растрескивания пленок при переходе пенослоя в капиллярно-пористое тело.

а) б)

Рис. 6 Экспериментальные кривые (—о—) зависимости а) - р„р и б) — рпр от Ст и их аппроксимирующие функщш (—) для Ст = 0,5...0,97 кг/кг и 7" = 293. ..371 К

Экспериментально изучены плотность рр, кг/м3 нативных, а также плотность р„, кг/м3, кратность /5 и вспениваемость V„, м5 вспененных растворов сульфонола, для исследования которых проведено 16 опытов при температуре Т - 293 К для диапазона С=0,2...0,5 кг/кг, с целью повышения точности каждый опыт повторялся 3 раза. Погрешность экспериментов не превышала 7%. Путем аппроксимации эмпирических данных получены зависимости:

рр (С) = 9 ¡2,667- (1 - С)3 + 249,000 ■ (1 - С)2 - 2331,707- (1 - С) + 2292,309; У„ (С) = 0,00333- (1 - С)3 - 0,00545- (1 - С)2 + 0,031017- (1 -С) + 0,000224;

/?(С) = 52,833-(1-С)3 -88,2-103 (1-С)2 +51,1052-(1—С)—4,465; р„(С) = -4,076103 • (1 -С)3 + 7,866-103 • (1 -Q2 -5,250-103 • (1 - Q +1,408103.

Выполнен анализ и поисковые исследования влияния С и Г на стабильность пе-нослоя, для чего пену помещали в мерный стакан, оценка устойчивости велась по времени разрушения столба пены, для Г=293 К и С=0,2...0,5 кг/кг. В течение 1 часа, что значительно превышает продолжительность процесса сушки при любых режимных параметрах в рамках технологических ограничений, не наблюдалось уменьшения высоты столба пены, что говорит о значительной стабильности пенослоя сульфонола.

Для создания адекватных математических моделей тепломассопереноса и анализа массообмена при ИК пеносушке сульфонола экспериментально исследованы дисперсные свойства пен продукта для диапазона С=0,2...0,5 кг/кг при Г=293 К. Характеристики (рис. 7 - в качестве примера) определялись методом микрофотографирования с использованием светового микроскопа Looma MicMed-l, с цифровым визуализатором DC М-130. Обработка изображений (рис. 8 - в качестве примера) велась в программе «Scope Foto». Для уменьшения погрешности исследований микрофотосъемка производилась для 3 участков пенослоя при 3 повторениях, при этом при одной концентрации производилось 9-12 снимков.

Определены значения среднего диаметра dcp, объема Vcp, средней Scp, и удельной Syá поверхностей пузырьков для диапазона С=0,2...0,5 кг/кг. При С=0,5 и 0,6 кг/кг пена обладает наибольшей плотностью распределения пузырьков, которой соответствуют наименьший dcp = 12,909 и 16,976 мкм и наибольшая 5'>д=1,488 и 1,032 мкм2/мкм3, что указывает на эффективность сушки пен сульфонола при указанных параметрах, определяет высокую интенсивность влагоудаления и устойчивость пенослоя в процессе.

N,% N/Ad

0,30

0,15

0,00

V

10 15 20 25 d, mkm 0

а) С = 0,5 кг/кг

5 15 25 35 d, МКМ

б) С = 0,4 кг/кг Рис. 7 Интегральные (1) и дифференциальные (2) кривые распределения пузырьков пен по

0.25 050 0.75 мм 0 0.25 0.50 0.75 мм а) С = 0,5 кг/кг б) С = 0,4 кг/кг

Рис. 8 Микрофотографии пен растворов сульфонола Экспериментальное исследование ТФХ растворов и пен сульфонола велось комплексным методом [Красников В.В., Панин A.C., Скверчак В.В. Метод комплексного определения теплофизиче-ских характеристик вязких, жидких, пастообразных и мелкодисперсных материалов. Известия вузов СССР. Пищевая технология. №2. 1976г. С. 138-141], который основывается на использовании тепловой инерции термопары с фиксированной температурой при резком её контакте с исследуемым материалом, для реализации которого исполнена опытная установка (рис. 9).

размерам

Для определения ТФХ нативных и вспененных растворов сульфонола проведено 32 опыта, каждый опыт повторялся 3 раза. Погрешность экспериментов не превышала 10%. На основе эмпирических данных получены аппроксимирующие уравнения удельной массовой теплоемкости ср (2), коэффициента температуропроводности ар (3) и теплопроводности ?.р (4) нативных и вспененных - с„ (2), а„ (3), Х„ (4) растворов сульфонола от С, кг/кг и Г, К для диапазонов 7Ь283...353 К, С=0,5...0,8 кг/кг:

ср(С, 7) = (-9,921 ТО-7 -73 -16,499 -72 +1,029 ■ 104 - 7 -1,611 • 106)-(1-С)3 +(2,083 ■ Ю-6 -73 + 32,619 - Г2 —

- 2,034 -104- 7 +3,180 -106)-(1 -С)2 +(-1,448 10~6-73-21,038 -72 + 1,312 -104-7-2,045 -Ю6)-(1-С) + (2) + 3,333 ■ 10~7 ■ Г3 + 4,500 ■ Г2 - 2,800 • 103 ■ 7 + 4,369 ■ 105;

а^(С,7) = (-9,929- 10~16-73 + 1,056-Ю~9 -72 -6,911- Ю-7 - 7 + Ц69-10^)-(1—С)3 +(1,786-10"'5-Г3 -2,052-10"^ - Г2 +

+ U48-10"6-T-2,277-10"4)-(l-C)2+(-l,062-10-15-r3+l,286-10"9-r2-8,457-10_7-r+l,429-10"4)-(l-C)+ (3)

A/)(C,r) = (-l,984-10"í-Г3+3,054-10"3-Г2 -1,378-Г+207,774)-(I-С)3+ (3,869-Ю45-Г3-5,704-10 3-72 + + 2,561 ■ 7- 386,182) ■ (1 -С)2 + (-2,510 • 10"' + 5,41710"^ - Г3 - 7,086 ТО" с,(С, 7) = (1,216- КГ11-!0 +0,594-Г2-340,076-7+3,954-Ш4)-(1-С)3 +(-2,268- 1<ГП-73-1,219-Г2 +680,714-Г--7,827-¡04)-(1-С)2+(U90-l0-"-73+0,811-Г2-442,534-7+ 5,053-104)-(1-С)-2,80[-10"12-7'3-0,168 Г2 + +90,592-7 -9,012-Ю3;

а„(С,Т) =(9,921-10~15-Г3 +9,268- Ю-9 -Т"2 -5,723 Ю-6-7+8,877-10"^)-(1-С)3+(-1,786- Ю~14-Г3 -1,87310~8 -72 +

- Г2 -7,729- 1СГ6 - 7+1,202-10"3) (I -С) -

~3 -72 +0,550-7+36,725) (1-С)3 +(-1,804-10"5 - Г3 +0,011-72

(4)

(5)

(6)

+1,159- КГ -

-2,14310"15 • 7^ -2,728-10~9 • 72 +1,692-1045 ■ 7-2,631-10"1;

Д„(С,7) = (8,135-Ю"6-73 -4,686-10 . . _________

-1,571 • Г - 27,384) ■ (1 -С)2 + (1,285 - Ю-5 ■ 73 - 8,079 ■ 10"3 ■ 72 +1,288 - 7 - 6,276) (1-С) - (7)

- 2,923 10 ~6 ■ 7 3 +1,873 • 10 ~3 ■ 7 2 - 0,314-7 + 4,681.

Анализ полученных данных показывает, что характер изменения ТФХ нативных и вспененных растворов сульфонола подобный изменению ТФХ большинства ПАВ,

Г, К 0,5 ' с, и-Лп 2;К 300 "" о «. «М» с, кг/га

д) е)

Рис. 10 Поля значений ТФХ нативного: а) - ср, в) - ар, д)~Хрп вспененного: б) - с„, г) - а„, г) - Х„ растворов сульфонола для диапазонов 7=283...353 К, С— 0,2.. .0,5 кг/кг

1500 ИЗО 1400

С)

Рис. 9 Общий вид - б) и принципиальная схема -а) экспериментальной установки для изучения ТФХ веществ комплексным методом: 1 - потенциометр КСП-4; 2 - мультиметр; 3 - нагревательный элемент; 4 - термодагтак; 5 - металлическая емкость; 6- термопара (хромель-копель); 7 - исследуемый продукт; 8 - сосуд Дюара

используемых в химической и др. отраслях промышленности, без каких-либо аномалий (рис. 10). Экстремальный характер изменения с„ (рис. 10 б) обусловливается взаимообратным влиянием 2-х факторов: С (при уменьшении С в продукте с„ возрастает) и /? пены (при увеличении доли парогазовой смеси в продукте с„ уменьшается).

3500

зооо

С, кг/кг

Д,Вт/(мК)

Ср, Дж /к г К

с,, Дж /кг К

Для экспериментального определения ТФХ вспененного раствора сульфонола в процессе сушки использовались образцы пены высушенные при ИК эиергоподводе на модернизированной опытной сушильной установке (рис. 12). Вспененный до максимальной Д, = 5,435 методом перемешивания раствор подавался на подложку в виде штранга и обезвоживался при рациональных режимных параметрах до требуемой концентрации сухих веществ Стр = 0,8 - 0,97 кг/кг, затем извлекался из сушилки и исследовался комплексным методом. При этом значения С,„р выбраны на основе анализа изотерм сорбции сульфонола и обусловлены изменением вида и энергии связи влаги с материалом (преимущественное удаление влаги определенного вида). Проведено 12 опытов по определению ТФХ штранга пены, каждый опыт повторялся 3 раза. Погрешность экспериментов не превышала 9,74%.

Для практического использования в численных расчетах температурных полей в процессе сушки получены аппроксимирующие уравнения функций удельной теплоемкости с„р (8), коэффициентов температуропроводности а„р (9) и теплопроводности Апр (10) от концентрации сухих веществ в продукте Ст, кг/кг в процессе сушки: с„р(Ст,Г) = (-1,653-10"3Г3 + 1,615.Г2-508,868Т+5,022-104)(1-Ст)3+(9,241т"4Г3-0,866 Г2 + + 2бЗ,815.10"6-Г-2,3 95.104).(1-Ст)2 + (-5,348 10"4.Г3 + 0,527-72-170,787 Г + 1,802 Ю4)(1-Ст) + + 2,452 • 10"5 ■ Г3 - 0,023 • Т2 + 7,391 ■ Т+337,729;

= (-2,846-10~П - Г3+2,883-1 (Г8 ■ Г2 -9,604-1СГ6 ■ Г+1,054-10"3) ■ (1 -Сга)3 +(2,080- Ю-11 ■ 73 --2,089--7^+6,951-10~6-Г-7^89-1СГ4)-(1-О,)2+(-3,021-10"12-Г3+Д031-10"9-Г2--9,928-10"7-7+№69-1(Г4)-(1-С^)+7,0301(Г15-7^-9,453-10"|2-Г2+53П-1(Г9-7'-4,131-1(Г7;

Л„р (Ст, Г) = (-2,718■ 10"4 ■ Т1 + 2.777 - КГ3 ■ Г2 - 0,925 • Т +102,104) ■ (1 - С,„)3 + (2,154 ■ 10"6 ■ Г3 -

- 2,179 ■ 10"3 • Т2 + 0,721 ■ Г - 78,892) ■ (1 - Ст)2 + (-3,464 ■ 10~7 • Г3 + 3,480 ■ Ю~4 ■ Г2 -

- 0,114 • Г +12,303) ■ (1 -С„) + 2,447 ■ 10"9 • Г3 - 2,620 • 10"6 ■ Т2 +1,065 ■ 10"3 • Г- 0,099.

ар, Дж/кг-К Мк ' К>

'Ж'//>

мШй .-0,15

МI ■ /.'■ ■ я .

01

г к 0-9 е., кг/кг

б)

Рис. 11 Поля значений ТФХ вспененного

раствора сульфонола для диапазонов Г=293... 3 71 К, С,„=0,5... 0,97 кг/кп а) - с„р, б) - л„р, в) - а„р

Характер изменения зависимости ТФХ от С,„ (рис. 11) определяется резким ростом /? до С,„ =0,66 кг/кг (рис. 6 б) и дальнейшим её плавным асимптотическим увеличением до завершения процесса.

В четвертой главе «Экспериментальное исследование, анализ внутреннего тепломассопереноса и обоснование способа

(8)

(9) (10)

ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии» изложены результаты экспериментально-аналитического изучения кинетики сушки пен растворов сульфонола при ИК энергоподводе, обоснован рациональный режим проведения процесса.

Рис. 12 Общий вид -б) и схема - а) экспериментальной установки для изучения процесса ИК сушки раствора сульфонола во вспененном состоянии: 1 - ПК; 2 - щит управления; 3 - КСП-4; 4 - фланец; 5 - видеокамера; 6 - термопара; 7 - панель ИК излучателей; 8 - крышка; 9- насадка; 10- смотровое окно; 11 - устройство для нанесения штранга пены на подложку, 12 - расходный бак исходного продукта (пены); 13 - насос для подачи впененного продукта; 14-подложка; 15-весы; 16-обечайка

Для исследования кинетики сушки использовались вспененные до максимальной /? и нанесенные на подложку в виде штрангов растворы сульфонола. Эксперименты проводились на модернизированной экспериментальной сушильной установке (рис. 12).

Установлены основные факторы, влияющие на интенсивность сушки пен сульфонола: начальный диаметр штранга пены с!т мм; плотность теплового потока Ер, кВт/м2; исходная влажность продукта н/и, кг/кг. Границы варьирования факторов (ус„ = 0,5...0,6 кг/кг, Ер = 2,92...3,23 кВт/м2, ¿н = 3...6 мм) приняты исходя из технологических ограничений и возможностей технического осуществления процесса. За целевую функцию выбран съем сухого продукта с единицы площади рабочей поверхности в единицу времени У, кг/(м2-ч).

Проведено 24 опыта по определению влияния основных факторов (¿„, Ер, wн) на У при сушке сульфонола во вспененном состоянии (в штрангах пены), каждый опыт для повышения точности измерений повторялся 3 раза. Относительная ошибка при измерении У не превышала 9%. Результаты заключаются в следующем.

Получены адекватные аппроксимирующие зависимости целевой функции У от варьируемых факторов: - при = 0,5 кг/кг

[V,

6,683- Е1 + 42,217 -Е-66,001)- +

с-2

+ (96,738- £ - 613,159 - Е + 960,974^ А + + [-450,258 -£2 + 2,864-103 -£-4,499-103)-</ +

-4,02110 -£ + 6,328-10'

(бЗ 1,461 -£2 - при V1>„ = 0,6 кг/кг

3,403 ■ Е2 + 52,362 ■ £ - 80,98з)-

У2(Е,<*) =

+ у09,273-£/ -684,651-Е + 1,063]-<Г +

- 452,801 • Е2 + 2,856 -101-Е- 4,459-103 + [589,738- £2 - 3,740• 103 • Е + 5,868 -103 )

У, кг/(м2-ч)

10

Рис. 13 Поле значений удельного съема сухого продукта У, кг/(м2-ч): 1 - и'„ = 0,5 кг/кг, 2- = 0,6 кг/кг

На рис. 13 и 14 представлены поля значений Упри фиксированных и>„ и с/„ соответственно. Максимум целевой функции (У = 14,4 кг/(м2-ч)) достигается при следующих режимных параметрах: >уи - 0,5 кг/кг; ¡1„ = 4 мм; Ер ~ 3,23 кВт/м2 при облучении

зд

Еа, кВт-'м2

Рис. 14 Поле значений удельного съема сухого продукта У, кг/(м2-ч)

лампами КГТ-220-1000.

При = 0,5 кг/кг пена обладает наибольшей 5>с), которая обусловливает возрастание интенсивности тепломассообмена в процессе сушки и определяет рост У при уменьшении и'и. Экстремальный характер зависимости У от й„ обусловлен взаимным влиянием 2-х факторов: увеличением интенсивности тепломассообмена в процессе сушки при уменьшении с1„ и возрастанием У при повышении удельной массы нанесенного продукта.

Увеличение ¿и до 4 мм приводит к росту У из-за повышения удельной массы сухого продукта. Дальнейший рост препятствует эффекту объемного энергоподвода в виду перехода слоя продукта из оптически тонкого в оптически бесконечный, помимо этого увеличивается сопротивление испаряемой влаги, вследствие чего при йн > 4 мм интенсивность тепломассообмена заметно снижается и У падает. С возрастанием Ер наблюдается увеличение Г, поэтому максимальное значение фактора ограничивается локальным подгоранием поверхности штранга пены при влажной сердцевине.

Расшифровка видеоданных регистрации убыли массы весов 15 (рис. 12) позволила получить экспериментальные кривые сушки (рис. 15 - в качестве примера) и их обратные аппроксимирующие зависимости: г(и')=а-№6+6 н|5 +с№4+г-+g■■w+ht (11) где г - время сушки, а а, Ь, с, е,/, эмпирические коэффициенты.

Продифференцировав выражение (11) по (1м> и, заменив эмпирические коэффициенты их зависимостями от начального диаметра штранга й, получаем функциональную зависимость скорости ИК сушки вспененного сульфонолаот ц> продукта (рйс. 16):

(аг с13 с1г +С[ •й' + е1) и?+(а2 с12 +¿2-с12 +с2 ¿+е2)' +••• П ...+(л3-(/3 +&3-а?2+сз-г/+ез)-и'3+(д4 ^3 ¿2 + с4 •</+е4)-м'2 +...

нее)

с1м/ _

¿7"

..+(а5-(/3 +Ь5-Л2 +с5 ■¿+е5)-ич-(а6 <13 +Ь6 (12 +с6 </-(

и', кг/кг

а) №„ = 0,5 кг/кг, ¿„=3 мм б) №„ = 0,6 кг/кг, Н„ = 4 мм

Рис. 15 Экспериментальные кривые ИК пеносушки сульфонола (•) и их аппроксимирующие функции (•—•)

В начальной стадии процесса наблюдается плавное возрастание скорости (рис. 16), что указывает на прогрев продукта и удаление преимущественно свободной влаги. Здесь происходит в основном испарение влаги внутри пузырьков с дальнейшим её перемещением к поверхности через плёночный каркас в виде пара диффундирующего че-

рез пленки жидкости, при этом утончение пленок в процессе влагоудаления и возрастание градиента давления пара по толщине слоя приводят к постепенному увеличению скорости диффузии.

а) - 0,5 кг/кг б) к>„ = 0,6 кг/кг

Рис 16 Кривые скорости ИК сушки вспененного сульфонола при Ер=2,92 кВт/м2

На отдельных кривых (рис. 16) при низких значениях концентрации сухих веществ в продукте С=0,5-0,6кг/кг наблюдается 1-я сингулярная точка, после которой следует некоторое снижение скорости, что обусловлено удалением связанной влаги, а также парниковым эффектом при повышении внутреннего давления и образовании молярных потоков пара и создания существенных градиентов общего давления. Наблюдающийся рост скорости после 2-й точки перегиба при влажности С=0,6-0,7кг/кг объясняется повышением интенсивности удаления осмотической влаги и пара из ячеек пены при их утоньшении, разрушении (разрыве) и стекании пленочной жидкости. В области 3-ей точки перегиба происходит плавный переход пенострукгуры в капиллярно-пористое тело с высокой пористостью, где движение пара осуществляется путем эффузии через сеть микрокапилляров, образующихся в результате высыхания и растрескивания пленок.

Наибольшее значение скорости достигается в 3-й сингулярной точке соответствующей концентрации С=0,7-0,8 кг/кг (рис. 16), далее наблюдается спад влагоотдачи, ввиду удаления влаги, связанной с материалом тепловыми эффектами, что также подтверждается термодинамическим анализом по изотермам сорбции.

В пятой главе «Моделирование процесса сушки сульфонола во вспененном состоянии при ИК энергоподводе» реализована физико-математическая модель тепломассообмена и экспериментально-аналитически получена кинетическая критериальная зависимость процесса ИК сушки вспененных растворов сульфонола.

Для определения величины и распределения температуры в слое продукта, ввиду сложности её корректного экспериментального определения на основе методики, предложенной И.Ю. Алексаняном, составлены алгоритм и программа дифференциально-разностного решения системы дифференциальных уравнений влаго- и теплопереноса по неявной схеме, в реальных условиях процесса сушки сульфонола.

В случае объемного энергоподвода уравнение переноса тепла при одномерной задаче имеет вид:

ср{х,/,И')— = — | Д(и+ г(щх,г)р{IV,х,/)— + х), (12)

дх дх ^ дх) 8т

где ср, X, р -ТФХ и СМХ; л- - координата толщины слоя; (- коэффициент фазовых превращений.

При изоторопности структуры перенос влаги в процессе высокоинтенсивной сушки в основном осуществляется в виде пара, т.е. можно принять, что ¿=1, а ср, X, г и р не

зависят от х. Подставим в уравнение (12) вместо дифференциальное изменение

дт

средней по слою влажности Ё^.^ вынесем !(«■,/) за знак дифференциала и разделим

дт

-/ \ & -! \ д21 , г(и<д) р{ы,1) ¿Ну , а)(м,х) . ..

уравнение на сруы.Ц, получим: — = ащ1)—-+ ' .—-—+—т, где а\щ1) - ко-

8т дх~ ф(н',/) дг сди'.г)

эффициент температуропроводности. Осуществив дифференциальное преобразование

.... 81 д* й . дч> левой части уравнения (12) ——=— и, разделив его обе части на —, получаем:

Эи>5г 8т дт

81 _ а Л

дл> длдедх2 <р длдт-ср

Задаемся начальными и граничными условиями. В начальный момент времени температуру, соответствующую начальной влажности продукта во всех точках принимаем равную Т0, т.о., при и* = ынач Т=Т0 (К), т.е. Т(х, и'иачу=Т0.

Учитывая, что расстояние Л, мм между нанесенными штрангами пены сульфонола значительно меньше их диаметра ¿„, мм (Ш„«1), принимаем, что обезвоживание происходит в слое и для одностороннего облучения пенослоя продукта на подложке однородные граничные условия 1-го рода: 1\х:!С,ч,-л)=Дк), Т(х1:0н,м)~сопИ. При этом величина с!„ задает начальную толщину пенослоя !„, м, т.е. </„. = 1„.

Пренебрегая лучистым теплообменом между поверхностями слоев, для создания равномерного распределения плотности оптимального и максимально допустимого теплового потока на поверхности продукта задаемся граничными условиями 2-го рода:

= +окгакрср где Ер.гра„, - падающий тепловой поток, Вт/м2;

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К), Токрср - температура окружающей среды, К; Тх-о(гювеРх) - температура на поверхности пенослоя, К.

Падающий тепловой поток с учетом отраженного от поверхности внутри слоя теплового потока излучения для одностороннего облучения слоя на холодной подложке определяем исходя из выражения:

1-я.М

(13).

Функция Г=_Диус) является решением уравнения (13) при краевых условиях, подставив в неё у/ =/(т,Ер,\1>иач), получим искомую функцию Т = /(х,т,Ер, н>кт).

Расчеты проведены по зонам сушки, так как в течение процесса происходит рост диаметра штранга (толщины пенослоя). Для удобства расчета и анализа заменим и» на

п . п дм 8С

концентрацию сухих веществ С, учитывая, что ц> = I - С, — =--, так как в этом слу-

8т 8т

чае оба аргумента по которым ведется дифференцирование будут возрастать в процессе сушки, получим: = +_®__

ЭС Эх1 ср Х/д,-ср

Дифференциальные уравнения параболического типа в частных производных при заданных начальных и разнородных граничных условиях удобно решать, применяя широко распространенный метод конечных разностей.

Реализация математической модели тепломассообмена при сушке сульфонола во вспененном состоянии при ИК энергоподводе позволяет получать поле распределения температур по толщине пенослоя при различных режимах в зависимости от изменения

концентрации сухих веществ в процессе сушки. Графическая аппроксимация температурных полей для рациональных режимов приведена на рис. 17.

Проверка адекватности реализованной модели и проведение практической оценки истинности решения выполнялась по средней по пенослою температуре, измерение которой проводилось экспериментально при конечной влажности продукта, при этом отклонение экспериментальных данных от расчетных при рациональных режимных параметрах составило не более 8,3%.

На основе анализа графической аппроксимации температурных полей при рациональных режимах (рис. 17) установлены незначительные температурные пе- к, / - порядковые номера шагов сетки по С и х репады в материале. В течение сушки соответственно

температура продукта не превышает значения 371 К, что характеризует «мягкие» режимы обезвоживания.

Т.о., предложенный способ сушки и энергоподвод при рациональных режимах позволяют обеспечить высокую интенсивность процесса при соблюдении температурных технологических ограничений.

При изучении кинетики сушки сульфонола установлено, что скорость процесса обезвоживания с!С/с1т, с"' зависит от: плотности теплового потока Ер, Вт/'м2; начального диаметра штранга м; начальной плотности пекослоя р„, кг/м3; теплопроводности пе-нослоя Я„, Вт/(м-К); теплоемкости пекослоя с„, Дж/(кг-К); концентрации С„ кг/кг; текущей концентрации сухих веществ С кг/кг.

Согласно теории размерности представим зависимость между переменными следующим уравнением ~ = з Е " -а' ■ р ' л' с' •(—1 > где х, у, 2, к, I, т - безразмерные

^ ' .....ии

эмпирические коэффициенты.

На основании ж-теоремы Бэкингема, выразив показатели степени х, у, д к, I, т через два произвольно выбранных и сгруппировав величины по показателям степеней,

получаем критериальное уравнение в общем виде:

г

{¿гг с• _д ^ с у или к„ =

Коэффициенты 5, и п определены путем обработки экспериментальных полученных данных по кинетике обезвоживания вспененного сульфонола.

Учитывая характер экспериментальных кривых скорости сушки и принимая во внимание результаты исследований механизма взаимодействия сульфонола с водой, кривые скорости целесообразно разбить на 2 характерных участка С~0,4;0,5...0,8 кг/кг и С=0,8...0,97 кг/кг.

Кинетическая модель процесса обезвоживания во всем диапазоне сушки (С от 0,4;0,5 до 0,97 кг/кг) получена в виде системы критериальных уравнений:

к„ = 2,т-\о-6-ка°*2кс*-ш; (14)

= 0,026-^°'248 .^"8-287

Рис. 17 Поле распределения температур по толщине пенослоя сульфонала в процессе сушки при С„=0,5 кг/кг, £,,=3,23 кВт/м2, Л = 1,35 мкм, ¿„ = 0,004 м)

ЛГ/Л, 1/с

0.0113

й = 0.005 м д

// \

\

С, и /кг

0,5

0,62

0,85 С. И-/П-

Рис. 18 Экспериментальная (—) и рассчитанная (—) по критериалыюй зависимости кривые скорости пеносушки сульфонола при Е = 3,23 кВт/м2, Ся=0,5 кг/кг

Относительная погрешность при расчете скорости сушки по (14) при различных режимных параметрах составляла не более 14,6% (рис. 18).

Система (14) позволяет определить длительность процесса интегрированием в определенном диапазоне изменения влажности обезвоживаемого сульфонола и по комплексу свойств подобных ему продуктов.

В шестой главе «Рекомендации по использованию основных результатов диссертационной работы и модернизации установки сушки ПАВ» на базе полученных комплекса физико-химических свойств, кинетики и статики сушки растворов сульфонола даны рекомендации по применению результатов диссертационной работы, в том числе - по модернизации установки сушки ПАВ с целью использования при сушке сульфонола во вспененном состоянии, а также разработан способ сушки сульфонола

По сравнению с распылительной сушильной установкой удельная производительность модернизированной конструкции (рис. 19) (У ~ 24 кг/(м3-ч)) в 3 раза выше, при этом энергозатраты на 20% ниже.

Подача Вспененного растбора

Рис. 19 Схема ИК сушильной установки: 1 - шнековый экструдер; 2 - пакет гибких трубопроводов; 3 - конвейер; 4 - скребковое устройство; 5 - приемный бункер; 6 - ИК генератор; 7 - фильер; 8 - конвейерная лента

(рабочая поверхность); 9- воздуховод; 10 - вытяжной вентилятор Данная конструкция применима как для сульфонола, так и для других синтетических ПАВ по комплексу свойств подобных объекту исследования, что требует уточнения режимных параметров при пуско-наладочных работах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа методов обезвоживания жидких продуктов и ПАВ выбраны рациональные конкурентоспособные интенсивные энергосберегающие схемы влагоудаления. Показано, что вследствие высоких пенообразующей способности раствора и стабильности пенослоя сульфонола, обезвоживание целесообразно проводить при объемном, в частности, ИК энергоподводе в тонком слое или в штрангах пены.

2. Экспериментально исследованы ТФХ, СМХ, ПСХ, гигроскопические свойства сульфонола и получены их аппроксимирующие зависимости от влажности и температуры продукта. В результате термодинамического анализа установлено изменение энергии связи и характер перемещения влаги в сульфоноле. Эмпирически установлено возрастание кратности и уменьшение плотности продукта з процессе сушки и обоснован диапазон вспененных растворов иу=0,5...0,6 кг/кг, обладающих наибольшей поверхностью раздела жидкость-газ.

3. Экспериментально изучены ТРХ сульфонола, рассчитана со(х,м) в пенос-лое, обоснованы тип ИК генераторов (КГТ (КИ, КГ)-220-1000), длина волны, соответствующая максимальным пропускательиой способности продукта и интенсивности излучения, определяющей напряжение на генераторах - А=1,35 мкм, а также оптически тонкий слой х < 0,004 м.

4. Экспериментально обоснован способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии на модернизированной опытной установке. Разработаны рациональные режимные параметры проведения процесса: концентрация сухих веществ продукта С„=0,5 кг/кг, плотность теплового потока Ер~-3,23 кВт/м2, начальный диаметр штранга (условная толщина слоя) с!„ = 4 мм.

5. Экспериментально - аналитически получена кинетическая критериальная зависимость обезвоживания сульфонола, позволяющая оперативно рассчитывать процесс и проектировать ИК сушильные установки. Реализация физико-математической модели тепломассообмена показала, что разработанный способ сушки обеспечивает равномерный прогрев продукта и «мягкий» температурный режим при высокой интенсивности процесса.

6. На основе проведенных исследований предложена оригинальная конструкция сушильной установки и даны рекомендации по практическому использованию результатов исследований.

Основные результаты, выводы и рекомендации, полученные в диссертационной работе, запатентованы и приняты к использованию и дальнейшему внедрению на предприятии ООО «Монарх-1» (г. Таганрог).

Исследования выполнены при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса (У.М.Н.И.К.)», проект № 9612.

Разработка «Создание инновационного предприятия по разработке и внедрению оригинальных конструкторских решений и технологий», включающая решение задач по проблемам получения сухих синтетических ПАВ, отмечена дипломом и золотой медалью на XII Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед», 2009г.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ИЗДАНИЯХ: По списку ВАК:

1. Дяченко Э.П., Алексанян И.Ю., Титова JI.M. Исследование сорбционных и термодинамических характеристик поверхностно-активного вещества сульфонола // Вестник МИТХТ. 2009. Т. 4. №5. С. 48-51.

2. Ермолаев В.В., Дяченко Э.П., Давидюк В.В. Исследование влияния основных факторов на процесс вакуумной пеносушки препарата из штамма «Bifidumbakterium bifïdum №1» с добавлением защитной среды // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2008. №4. С. 111.

3. Ермолаев В.В., Алексанян И.Ю., Подледнева H.A., Дяченко Э.П. Высушивание бифидопрепаратов лечебно- профилактического действия // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2008. №5. С.114-115.

4. Максименко Ю.А., Степанович А.Н., Дяченко Э.П. Расчет температурных полей реализации модели тепломассопереноса при распылительной сушке пектинового экстракта // Вестник АГТУ 2008. №2(43). С. 202-205.

В других изданиях:

5. Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Ермолаев В.В. Анализ кинетики обезвоживания сульфонола// Химическая промышленность. 2009. №3. С. 150-154.

6. Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Максименко Ю.А. Экспериментальное исследование сушки сульфонола во вспененном состоянии с инфракрасным энергоподводом //Химическая промышленность. 2009. №4. С. 171-174.

7. Дяченко Э.П. Изучение дисперсного состава пен растворов сульфонола / Пищевые продукты и здоровье человека: Сборник тезисов докладов II Всероссийской конференции студентов и аспирантов. В 3-х частях. Часть 3. Кемерово, 2009. С. 15-16.

8. Дяченко Э.П., Максименко Ю.А., Ермолаев В.В. Термодинамический анализ закономерностей взаимодействия кормового антибиотика «Биовит» с водой./ Международная научно-практическая конференция «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 11-13 марта 2009 г.): материалы конференции. М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. С. 311.

9. Ермолаев В.В., Дяченко Э.П., Синяк C.B. Исследование термодинамики внутреннего массопереноса при взаимодействии препарата «Бифидумбактерин» с водой / Международная научно-практическая конференция «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 11-13 марта 2009 г.): материалы конференции. М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. С. 313.

10. Васильченко Е.И., Максименко Ю.А., Дяченко Э.П. Разработка рациональной технологии сухих синтетических поверхностно-активных веществ, моющих и чистящих средств и конструкции промышленной установки для её осуществления / Каспийский инновационный форум (Астрахань, 8-10 фев. 2009 г.): материалы выступлений. Астрахань: издательский дом «Астраханский университет», 2009. С. 148-150.

11. Ларин П.Н., Максименко Ю.А., Дяченко Э.П. Разработка рационального способа производства сухих низкотемпературных технических моющих средств / Каспийский инновационный форум (Астрахань, 8-10 фев. 2009 г.): материалы выступлений. Астрахань: издательский дом «Астраханский университет», 2009. С. 158-159.

12. Максименко Ю.А., Дяченко Э.П., Руденский И.М. Анализ влияния основных факторов на интенсивность процесса при сушке сульфонола во вспененном состоянии с ИК энергоподводом [Электронный ресурс] / Международная научная конференция профессорско-преподавательского состава (53 ППС) Астраханского государственного

технического университета, посвященная 15-летию АГТУ (Астрахань, 20-22 алр. 2009 г.): тезисы докладов. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

Патенты:

Алексанян И.Ю., Синяк C.B., Максименко Ю.А., Дяченко Э.П., Ермолаев В.В., Титова Л.М. Устройство для приготовления гранулированных высокоадгезионных продуктов. Решение о выдаче патента на полезную модель от 16.07.2009 по заявке №2009124010/22(033254), заявитель ФГОУ ВПО АГТУ.

Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Максименко Ю.А., Ермолаев В.В., Титова Л.М. Способ сушки сульфонола. Решение о выдаче патента на изобретение от 02.11.2009 по заявке №2008128817/04(035553), заявитель ФГОУ ВПО АГТУ.

Типография ФГОУ ВПО «АГТУ» 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16. Тираж 100 экземпляров. Заказ № 757. Подписано в печать « 6 ». 11 .2009.

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Дяченко, Эдуард Павлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ И ПАВ

1.1 Перспективы производства и области использования сульфонола

1.2 Общая характеристика сульфонола

1.3 Анализ перспективных способов и конструкторских решений для сушки жидких продуктов и ПАВ

1.4 Обоснование выбранного метода сушки сульфонола

1.5 Обзор работ по сушке продуктов во вспененном состоянии

1.6 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКИХ, ТЕРМОРАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУЛЬФОНОЛА С ВОДОЙ

2.1 Определение гигроскопических характеристик сульфонола

2.2 Термодинамический анализ внутреннего массопереноса при взаимодействии сульфонола с водой

2.3 Определение терморадиационных характеристик сульфонола

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ, СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ПЕНОСТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТВОРОВ СУЛЬФОНОЛА В НАТИВНОМ И ВСПЕНЕННОМ СОСТОЯНИИ

3.1 Основные характеристики пенной системы

3.1.1 Экспериментальное исследование пенообразующей способности и кратности пены растворов сульфонола

3.1.2 Экспериментальное исследование плотности нативных и вспененных растворов сульфонола

3.1.3 Экспериментальное исследование плотности и кратности вспененных растворов сульфонола в процессе сушки

3.1.4 Экспериментальное исследование дисперсного состава вспененных растворов сульфонола

3.1.5 Выводы по экспериментальному исследованию структурно-механических и пеноструктурных характеристик растворов сульфонола в нативном и вспененном состоянии

3.2 Теплофизические характеристики растворов сульфонола и их пен

3.2.1 Экспериментальное исследование теплофизических характеристик нативных и вспененных растворов сульфонола

3.2.2 Экспериментальное исследование теплофизических характеристик пенослоя сульфонола в процессе сушки

3.2.3 Выводы по экспериментальному исследованию теплофизических характеристик растворов сульфонола в нативном и вспененном состоянии

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ, АНАЛИЗ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ИК СУШКИ СУЛЬФОНОЛА ВО ВСПЕНЕННОМ СОСТОЯНИИ

4.1 Экспериментальное исследование кинетики сушки сульфонола во вспененном состоянии

4.1.1 Описание экспериментальной установки

4.1.2 Планирование экспериментов

4.1.3 Проведение экспериментов

4.1.4 Результаты, обработка данных и анализ экспериментального исследования влияния основных факторов на целевую функцию

4.1.5 Результаты и обработка экспериментальных данных по кинетике

ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии

4.2 Анализ тепломассопереноса при сушке сульфонола во вспененном состоянии с ИК энергоподводом на основе обработки экспериментальных данных по кинетике сушки

ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ СУ ЛЬ ФОНОЛА ВО

ВСПЕНЕННОМ СОСТОЯНИИ ПРИ ИК ЭНЕРГОПОДВОДЕ

5.1 Моделирование тепломассообмена при сушке сульфонола

5.2 Модель кинетического процесса сушки сульфонола

ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ И МОДЕРНИЗАЦИИ УСТАНОВКИ СУШКИ ПАВ

6Л Результаты диссертационной работы, рекомендованные к использованию

6.2 Использование результатов исследований для разработки способа сушки сульфонола во вспененном состоянии при ИК энергоподводе

6.3 Рекомендации по модернизации установки сушки ПАВ с целью использования при ИК сушке сульфонола во вспененном состоянии

 
Введение диссертация по физике, на тему "Комплексное исследование тепломассообмена при сушке сульфонола во вспененном состоянии"

Актуальность работы.

В настоящее время значительная часть бюджета Российской Федерации формируется за счет сбыта и переработки углеводородного сырья. К сожалению, в ближайшее десятилетие направление на увеличение экспортных поставок углеводородного сырья остается неизменным [118]. Решение ряда сложных проблем связанных с добычей и рациональной переработкой природных ресурсов является необходимым условием обеспечения лидерства России в производстве и экспорте энергетического сырья, в частности, нефти и газа на фоне наблюдающегося спада добычи большинства крупных месторождений при средней выработанности начальных запасов до 60 - 90% [118].

С точки зрения долговременного роста экономики страны следование инновационно-ресурсному сценарию представляется наиболее реальным на современном этапе. Значительно и оперативно увеличить коэффициент извлечения углеводородных ресурсов, повысить эффективность и качество работ в нефтегазовом и других промышленных комплексах возможно только за счет химизации технологических процессов, в том числе, путем использования мицеллообразующих поверхностно-активных веществ (ПАВ) [118].

В то же время все актуальнее становится вопрос повышения уровня и качества жизни граждан, наблюдается ежегодное увеличение потребности населения в материалах химического синтеза на основе углеводородного сырья (например, синтетических моющих и чистящих средствах).

Наряду с физико-химическими свойствами при выборе ПАВ определяющими факторами являются такие основные характеристики, как себестоимость продукта, наличие источников сырья, экологическая безопасность и т.д.

Обладая низкой себестоимостью, сравнительными простотой синтеза, химической стабильностью и экологической безопасностью, а также ввиду своих физико-химических свойств сульфонол на сегодняшний день является основным поверхностно-активным веществом, входящим в композиции синтетических моющих средств и составы комплексных реагентов, широко применяющихся в различных отраслях промышленности, в том числе: нефтегазодобывающей, горнодобывающей, металлургической, кожевенной и др. [3, 24, 25, 34, 68, 118, 119].

В технологии сухого сульфопола (порошка) сушка - самая энергоемкая и одновременно заключительная операция, которая определяет качество готового продукта, энерго- и материалоемкость производства и уровень загрязнения окружающей среды.

На сегодняшний день сушка раствора сульфонола осуществляется распылительным способом, специфические особенности которого обусловливают ряд его достоинств: качество высушиваемого продукта, ввиду отсутствия его перегрева; готовый продукт не требует-дополнительного измельчения и обладает высокой растворимостью; начальная влажность продуктов может быть значительной, а конечная - достаточно низкой и др.

Ряд свойственных сушке в распыленном состоянии недостатков (необходимость значительных удельных габаритов установок для работы при мягких режимах; сложность и высокая стоимость оборудования для распыливания и улавливания пыли; сравнительно высокие энергетические затраты; засорение рабочей поверхности сушильной камеры вследствие высокой сорбционной способности сульфонола, засорение распыливающих устройств [68] и др.) определяют поиск перспективных способов, технологических и технических решений для сушки раствора сульфонола, как важную с научной и практической точки зрения задачу.

Таким образом, совершенствование тепломассообменных процессов при производстве сульфонола актуально и представляет научный и практический интерес.

Исследования проводились на базе основополагающих трудов в области тепломассообмена и сушки А.В. Лыкова, Б.И. Леончика, А.С. Гинзбурга, И.А. Рогова, П.Д. Лебедева, В.К. Тихомирова, С.Г. Ильясова, Ю.В. Космодемьянского, И.Т. Кретова, А.С. Аминова, И.Ю. Алексаняна и многих других.

Диссертационная работа выполнена в рамках Перечня критических технологий Российской Федерации, утвержденного Правительством Российской Федерации 25 августа 2008 г., №1243-р (п. «Базовые и критические военные, специальные и промышленные технологии»), Федеральной целевой программы

Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-техиологического комплекса России на 2007—2012 годы» (распоряжение Правительства Российской Федерации от 6 июля 2006 г. № 977-р.), а также в соответствии с координационным планом НИР на кафедре «Технологические машины и оборудование» ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» (ФГОУ ВПО АГТУ).

Диссертационная работа посвящена повышению эффективности сушки сульфонола во вспененном состоянии, что достигается путем комплексного изучения процессов тепломассообмена на основе теоретических и экспериментальных исследований совокупности физико-химических свойств объекта обработки, статики и кинетики процесса сушки, моделирования тепломассопереноса при сушке сульфонола и рекомендациями по практическому использованию полученных результатов.

Научная новизна.

Экспериментально исследованы гигроскопические, терморадиационные (ТРХ), пеноструктурные (ПСХ), структурно-механические (СМХ) и теплофизические (ТФХ) характеристики сульфонола. Определены и математически описаны закономерности взаимодействия продукта с водой на основе термодинамического анализа процесса сорбции.

Впервые рассчитано распределение объемной плотности поглощенной энергии излучения в оптически тонком слое вспененного сульфонола и получено уравнение, описывающее его зависимость от влияющих факторов.

Впервые разработана система критериальных уравнений процесса инфракрасной (ИК) пеносушки сульфонола.

Разработана физико-математическая модель ИК пеносушки сульфонола для расчета эволюций температурных полей в процессе в л аго удаления.

На основе экспериментального изучения кинетики ИК пеносушки сульфонола выбран и обоснован рациональный режим ведения процесса; впервые получены аппроксимирующие зависимости удельного съема сухого продукта и скорости сушки от влияющих на интенсивность процесса факторов.

Практическая значимость работы.

Реализована физико-математическая модель и разработано аналитическое программное обеспечение ИК пеносушки сульфонола с использованием экспериментально полученных зависимостей СМХ, ТФХ и др. характеристик пен растворов объекта исследования для инженерных расчетов тепломассообмена.

Получены аналитические зависимости величины удельного съема сухого продукта, скорости сушки от влияющих факторов и система критериальных уравнений процесса обезвоживания сульфонола, которые могут быть использованы для проектирования сушильных установок.

Разработан рациональный способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии, определены и обоснованы рациональные режимные параметры проведения процесса [Заявка на изобретение №2008128817/04(035553) от 14.07.2008, приоритет].

Предложена конструкция установки для сушки вспененных растворов сульфонола и ему подобных по комплексу свойств продуктов при ИК энергоподводе [Решение о выдаче патента на полезную модель от 16.07.2009 по заявке №2009124010/22(033254)].

На защиту выносятся следующие положения: экспериментально полученные зависимости гигроскопических характеристик, СМХ, ТФХ и ТРХ сульфонола от влияющих факторов;

- уравнения удельного съема сухого продукта и скорости ИК пеносушки сульфонола от основных факторов, влияющих на интенсивность процесса;

- система критериальных уравнений процесса ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии; разработка и реализация физико-математической модели тепломассопереноса при ИК пеносушке сульфонола;

- рациональный способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии;

- усовершенствованная конструкция установки для сушки при ИК энергоподводе вспененных сульфонола и ему подобных по комплексу свойств продуктов.

Апробация работы.

Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских и международных научных конференциях: 52 и 53 научно-практические конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (г. Астрахань, 2008, 2009 гг.); Конференция молодых ученых и инноваторов «Инно-Каспий» (г. Астрахань, 2009 г.); II Всероссийская конференция аспирантов и студентов «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2009 г.); Международная научная конференция «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2009» (г. Астрахань, 2009 г.); XII Московский международный салон промышленной собственности «Архимед», 2009 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ [4, 20, 32, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 76, 86, 88].

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 192 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 88 рисунков, список литературы из 211 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложения представлены на 54 страницах.

 
Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

Основные результаты, выводы и рекомендации, полученные в диссертационной работе, запатентованы и приняты к использованию и дальнейшему внедрению на предприятии ООО «Монарх-1» (г. Таганрог).

Исследования выполнены при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса (У.М.Н.И.К.)», проект № 9612.

Разработка «Создание инновационного предприятия по разработке и внедрению оригинальных конструкторских решений и технологий», включающая решение задач по проблемам получения сухих синтетических ПАВ, отмечена дипломом и золотой медалью на XII Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед», 2009г.

Общие выводы и заключение

1. На основе анализа методов обезвоживания жидких продуктов и ПАВ выбраны рациональные конкурентоспособные интенсивные энергосберегающие схемы влагоудаления. Показано, что вследствие высоких пенообразующей способности раствора и стабильности пенослоя сульфонола, обезвоживание целесообразно проводить при объемном, в частности, ИК эпергоподводе в тонком слое или в штрангах пены.

2. Экспериментально исследованы ТФХ, СМХ, ПСХ, гигроскопические свойства сульфонола и получены их аппроксимирующие зависимости от влажности и температуры продукта. В результате термодинамического анализа установлено-изменение энергии связи и характер перемещения влаги в сульфоноле. Эмпирически установлено возрастание кратности и уменьшение плотности продукта в процессе сушки и обоснован диапазон вспененных растворов >v„=0,5.0,6 кг/кг, обладающих наибольшей поверхностью раздела жидкость-газ.

3. Экспериментально изучены ТРХ сульфонола, рассчитана co(x,w) в пенослое, обоснованы тип ИК генераторов (КГТ (КИ, КГ)-220-1000), длина волны, соответствующая максимальным пропускателыюй способности продукта и интенсивности излучения, определяющей напряжение на генераторах -Я= 1,35 мкм, а также оптически топкий слой х < 0,004 м.

4. Экспериментально обоснован способ ИК сушки сульфонола во вспененном состоянии на модернизированной опытной установке. Разработаны рациональные режимные параметры проведения процесса: концентрация сухих У веществ продукта С„=0,5 кг/кг, плотность теплового потока Ер=3,23 кВт/м", начальный диаметр штранга (условная толщина слоя) dH = 4 мм.

5. Экспериментально - аналитически получена кинетическая критериальная зависимость обезвоживания сульфонола, позволяющая оперативно рассчитывать процесс и проектировать ИК сушильные установки. Реализация физико-математической модели тепломассообмена показала, что разработанный способ сушки обеспечивает равномерный прогрев продукта и «мягкий» температурный режим при высокой интенсивности процесса.

6. На основе проведенных исследований предложена оригинальная конструкция сушильной установки и даны рекомендации по практическому использованию результатов исследований.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Дяченко, Эдуард Павлович, Астрахань

1. Авраменко В.Н., Ееельеоп Н.П., Заика А.А. Инфракрасные спектры пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974. 174 с.

2. Авраменко В.П., Есельсон Н.П. Спектральный анализ в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1979. 185 с.

3. Абрамзон А.А., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение: учеб. пособие для вузов. Л.: Химия, 1988. 200 с.

4. Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Ермолаев В.В. Анализ кинетики обезвоживания сульфонола//Химическая промышленность. 2009. №3. С. 150-154.

5. Алексанян И.Ю., Хайбулов Р.А., Голубятникова М.В. Анализ механизма тепломассопереноса при оптимизации процесса сушки экстракта корня солодки // Вестник АГТУ. Научный журнал. 2005. № 2. С. 278-283.

6. Алексанян И.Ю., Буйнов А.А. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование: Монография. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. 380 с.

7. Алексанян, И.Ю. Методика определения массо- и влагообменныхобъемных характеристик на основе кривых сушки / Международная научно-техническая конференция, посвященная 70-летию КГТУ: материалы. В 4 ч. Ч. 4. Калининград: Изд-во КГТУ, 2000. С. 59-60.

8. Алексанян И.Ю. Развитие научных основ процессов высокоинтенсивной сушки продуктов животного и растительного происхождения : автореф. дис. . доктора техн. наук: 05.18.12. М.: МГУПБ, 2001. 52 с.

9. Алексанян И.Ю. Совершенствование процессов сушки сухих рыбных гидролизатов в технологии белковых концентратов : автореф. дис. . кандидата техн. наук: 05.18.12. М: ВНИКИМП, 1988. ДСП. 26 с.

10. Алексанян И.Ю. Сравнительный анализ конечных продуктов полученных различными способами сушки / Международная научная конференция «Прогрессивные пищевые технологии третьему тысячелетию»: тез. докл. Краснодар: Кубанский ГТУ, 2000. С. 193-194.

11. Алексанян И.Ю. Теплофизические свойства растворов и пен рыбных гидролизатов / Процессы, аппараты и машины пищевой технологии: межвуз. сб. науч. тр. С.-Петербургской ГАХПТ. СПб.: ГАХПТ, 1999. С. 173-179.

12. Алексанян И.Ю., Дяченко Э.П., Максименко Ю.А. Экспериментальное исследование сушки сульфонола во вспененном состоянии с инфракрасным энергоподводом //Химическая промышленность. 2009. №4. С. 171-174.

13. Аминов Э.Ш. Интенсификация и исследование процесса пеносушки пастообразных продуктов при комбинированном энергоподводе : автореферат дисс. . канд. техн. наук. М. 1986. 25 с.

14. Аминова А.С., Меребешвили А.К., Османов С.Г. Некоторые закономерности кинетики конвективной пеносушки // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1980. №6. С. 158-140.

15. Аппараты сушильные. Методика выбора типа сушилки: Руководящий нормативный материал. РД РТМ 26-01-131-81. М.: НИИхиммаш, 1981. 65 с.

16. Бабалян Г.А., Леви Б.И., Тумасян А.Б. Разработка нефтяных месторождений с применением поверхностно-активных веществ. М.: Недра, 1983. 216 с.

17. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. 415 с.

18. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Бахвалов Н.С. Численные методы. 3-е изд., перераб. и доп. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 632 с.

19. Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию. М.: Химия, 1991. 496 с.

20. Буйнов А.А., Гинзбург А.С., Сыроедов В.И. Гигроскопические свойства рыбных белковых гидролизатов, высушенных во вспененном состоянии // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1977. № 5. С.87-90.

21. Буйнов А.А. Исследование процессов пеносушки рыбных пищевых гидролизатов : автореферат дисс. . канд. техн. наук. М. 1977. 29 с.

22. Бурсиан А.А., Хорошая Э.И., Ковалевский А.П., Рысин А.П. Сушка жидких пищевых продуктов во вспененном состоянии / ЦНИИТЭИПищепром. 1976. №3. 11 с.

23. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / Перевод с англ. Ф.Ф. Ходжеванова. М.: 1975. 415 с.

24. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1976. 479 с.

25. Волков Ю.М., Баева JI.K. Применение поверхностно-активных веществ в различных отраслях хозяйства. М.: НИИТЭИ, 1964. 44 с.

26. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1976. 512 с.

27. Гал С., Дакуорт Р.Б. Последние достижения в области методов определения изотерм сорбции // Вода в пищевых продуктах: Пер. с англ. М.: Пищевая промышленность, 1980. С. 110-125.

28. Генин С.А. Новая установка для пеносушки продуктов // Консервная и овощесушильная промышленность. 1970. № 10. С 56-59.

29. Гинзбург А.С., Красников В.В., Селюков Н.Г. Спектральные характеристики генераторов излучения и облучаемых материалов // Электротермия 1965. В. 48. С.16-19.

30. Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966. 408 с.

31. Гинзбург А.С., Савина И.М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 280 с.

32. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1975. 527 с.

33. Глинка Н., Робинзон А. Влажность и её определение // Хранение зерна и зерновых продуктов. М.: Изд-во ин. лит-ры, 1956. С. 24-26.

34. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. М.: Пищевая промышленность, 1973. 200 с.

35. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1970. 428 с.

36. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1973. 295 с.

37. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло- и массообмена. М.: Высшая школа, 1974. 328 с.

38. Динцес А.И., Потоловский Л.А. Основы технологии нефтехимического синтеза. М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горнотопливной литературы, 1960. 853 с.

39. Долинский А.А., Иваницкий Г.К. Оптимизация процессов распылительной сушки. Киев: Наук, думка, 1984. 104 с.

40. Дяченко Э.П., Алексанян И.Ю., Титова JI.M. Исследование сорбционных и термодинамических характеристик поверхностно-активного вещества сульфонола. // Вестник МИТХТ. 2009г. №5. С. 48-51.

41. Ермолаев В.В., Алексанян И.Ю., Подледнева Н.А., Дяченко Э.П. Высушивание бифидопрепаратов лечебно-профилактического действия // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2008. №5. С.114-115.

42. Ермолаев В.В. Интенсификация тепломасообменных процессов сушки при производстве препарата «Бифидумбактерин» : автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.18.12. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. 20 с.

43. Ермолаев В.В., Дяченко Э.П., Давидюк В.В. Исследование влияния основных факторов на процесс вакуумной пеносушки препарата из штамма

44. Bifidumbakterium bifldum №1» с добавлением защитной среды // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2008. №4. С. 111.

45. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: Химия, 1995. 336 с.

46. Ильясов С.Г., Красников В.В. Тепломассообмен. ММФ. Минск: ИТМО. 1988, С. 52-54.

47. Ильясов С.Г., Красников В.В. Физические основы инфракрасного облучения пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1978. 359 с.

48. Исследование процесса сушки некоторых жидких пищевых продуктов и белкового гидролизата в виброкипящем слое инертного зернистого материала: Отчет о НИР III 93449. М.: ВНИЭКИПродмаш. 1982. 132 с.

49. Исследование тепломассопереноса при сушке и термообработке капиллярно-пористых материалов / Сборник научных трудов. Минск: ИТМО, 1985. 243 с.

50. Исследование тепло- и массообмена в технологических процессах и аппаратах: сб. статей / под общ. ред. А.В. Лыкова. Минск: Наука и техника, 1985. 314 с.

51. Калекин B.C., Плотников В.А. Машины и аппараты химических производств. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. 344 с.

52. Кей Р.Б. Введение в технологию промышленной сушки. Минск: Наука и техника, 1983. 262 с.

53. Киселев А.В., Древина В.П. Экспериментальные методы в адсорбции молекулярной хроматографии. М.: Изд-во МГУ, 1979. 447 с.

54. Ковалев В.М. Технология производства синтетических моющих средств. М.: Химия, 1992. 272 с.

55. Коновалов В.И. Расчет кинетики процессов сушки на базе соотношений теплопереноса. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1978. 32 с.

56. Коновалов В.И. Фазовые кинетические характеристики массообменных процессов // Журн. прикл. химии. 1986. Т. 59. № 9. С. 2096-2107.

57. Котельников Б.П., Ющенко В.А Синтетические моющие средства. Справочник. Киев: Техника, 1969. 48 с.

58. Красников В.В. Копдуктивная сушка. М.: Энергия, 973. 288 с.

59. Красников В.В., Панин А.С., Скверчак В.В. Метод комплексного определения теплофизических характеристик вязких, жидких, пастообразных и мелкодисперсных материалов // Известия вузов СССР. Пищевая технология. Краснодар. 1976. №2. С. 138-142.

60. Куний Д., Левеншпиль О. Промышленное псевдоожижение. М.: Химия, 1976. 448 с.

61. Куц П.С., Шкляр В.Я., Ольшанский А.И. Обобщенное уравнение кинетики процесса конвективной сушки влажных материалов // Инженерно-физический журнал. Т. 53. 1987. № 1. С. 90-96.

62. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. Тепломассообменные и холодильные установки. М.: Энергия, 1972. 320 с.

63. Лебедев П.Д. Высокотемпературная сушка материалов под действием внутреннего градиента давлений пара // Труды МЭИ. 1958. Вып.30. С. 169-178.

64. Лыков А.В. К исследованию динамики сушки. Уравнения диффузии влаги для плоских материалов в процессе сушки // Известия ВТИ. 1933. № 3. С. 20.

65. Лыков А.В. Кинетика и динамика процессов сушки и увлажнения. М.: Гизлегпром. 1938. 592 с.

66. Лыков А.В. и др. Приближенный метод расчета кинетики процесса сушки // Инж.-физ. журнал. 1967. Т. 13. № 5. С.725-734.

67. Лыков А.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970. 499с.

68. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 471 с.

69. Лыков А.В. Тепломассобмен. М.: Энергия, 1978. 478 с.

70. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М.: Гостоптехиздат, 1956. 464 с.

71. Максименко Ю.А., Степанович А.Н., Дяченко Э.П. Расчет температурных полей реализации модели тепломассопереноса при распылительной сушке пектинового экстракта // Вестник АГТУ 2008. №2(43). С. 202-205.

72. Максименко Ю.А. Совершенствование тепломассообменных процессов при сушке кормовых дрожжей в диспергированном состоянии : автореф. дис. . канд. техн. наук: 01.04.14. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. 21 с.

73. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения: Учебник для техникумов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1979. 424 с.

74. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988.352 с.

75. Муштаев В.И., Ульянов В.М., Тимонин А.С. Сушка в условиях пневмотранспорта. М.: Химия, 1984. 232 с.

76. Наканиси К.Н. Инфракрасные спектры и строение органических соединений / Пер. с англ. М.: Мир, 1965. 216 с.

77. Научно-технический сборник. Теплофизические свойства углеводородов, их смесей, нефтей и нефтяных фракций. Выпуск 1. М.: Изд-во стандартов, 1973. 264 с.

78. Никель С.А., Шишацкий Ю.И. Моделирование кинетики вакуумной сушки в период внутреннего испарения // Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика. Воронеж. 2003. Вып. 7.3. С. 127-129.

79. Неволин Ф.В. Химия и технология синтетических моющих средств. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Пищевая промышленность, 1971. 425 с.

80. Никитенко Н.И., Снежкин Ю.Ф., Сороковая Н.Н. Динамика процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и усадки при обезвоживании коллоидных капиллярно-пористых материалов // Пром. теплотехника. 2003. Т.25 №3. С. 56-66.

81. Никитенко Н.И. Теория тепломассопереноса. Киев: Наукова думка. 1983. 352 с.

82. Никитина JI.M. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М.: Энергия, 1968. 500 с.

83. Николаев П.В., Козлов Н.А., Петрова С.Н. Основы химии и технологии производства синтетических моющих средств. Учеб. пособие. Иваново: ИГХТУ 2007. 116 с.

84. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.

85. Основные теплофизические свойства газов и жидкостей (номографический справочник) / Под общ. ред. П.Е. Богданова. Кемерово, 1971. 227 с.

86. Панин А.С., Скверчак В.Д. Экспресс-метод определения коэффициента теплопроводности пастообразных и мелкодисперсных материалов // Известия вузов СССР. Пищевая технология. Краснодар, 1974. № 1. С. 140-143.

87. Паперный Е.А., Эйдельштейп И.Л. Погрешности контактных методов измерения температур. М.: Энергия, 1966. 96 с.

88. Пат. 2112184. Рос. Федерация: Вакуумная пеносушилка. №5049018/06: заявл. 1992.04.29: опубл. 27.05.1998. Бюл. № 15. 3 с.

89. Пат. 2006123030. Рос. Федерация: Распылительная сушилка. №2006123030/06: заявл. 29.06.2006: опубл. 10.01. 2008. Бюл. № 14 (II ч.). 2 с.

90. Пат. 2100721. Рос. Федерация: Способ сушки пастообразных материалов. №94010706/06: заявл. 21.03.1994: опубл. 27.12.1997. Бюл. № 14. 4 с.

91. Пат. 2134524. Рос. Федерация: Способ получения сухих белковых концентратов. № 5056609/13: заявл. 29.04.1992: опубл. 20.08.1999. Бюл. № 32 (I ч.). 2 с.

92. Пат. 2290582. Рос. Федерация: Вибрационная сушилка. № 2004134788/06: заявл. 29.11.2004: опубл. 27.12.2006. Бюл. № 36 (II ч.). 1 с.

93. Пат. 2328679. Рос. Федерация: Способ сушки жидковязких и пастообразных продуктов и материалов. №2006118493/06: заявл. 29.05.2006: опубл. 27.12.2007. 2 с.

94. Пат. 2328672. Рос. Федерация: Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой №2007100052/06: заявл. 09.01.2007: опубл. 10.07.2008. 3 с.

95. Пат. 2332626. Рос. Федерация: Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел. №2007109089/06: заявл. 13.03.2007: опубл. 27.08.2008. 2 с.

96. Пат. 2334186. Рос. Федерация: Сушилка кипящего слоя с инертной насадкой №2007103020/06: заявл. 26.01.2007: опубл. 20.09.2008. 2 с.

97. Пат. 2335715. Рос. Федерация: Установка для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов. №2007108915/06: заявл. 13.03.2007: опубл. 10.10.2008.2 с.

98. Пат. 2335716. Рос. Федерация: Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое. №2007108913/06: заявл. 13.03.2007: опубл. 10.10.2008. 2 с.

99. Пат. 2366192. Рос. Федерация: Способ сушки экстракта корня солодки. №2008112936/13: заявл. 03.04.2008: опубл. 10.09.2009. 3 с.

100. Петров Н.А., Юрьев В.М., Хисаева А.И. Синтез анионных и катионных ПАВ для применения в нефтяной промышленности. Учеб. пособие. Уфа: УГНТУ, 2008. 54 с.

101. Петров Н.А., Юрьев В.М., Селезнев А.Г. Совершенствование технологии производства сульфонола. М.: ВНИИОЭНГ, 1998. 37 с.

102. Плиев Т.Н. Молекулярная спектроскопия соединений нефтехимического синтеза, полимеров, органических и биологически активных соединений. Владикавказ: Техника, 2000. 109 с.

103. Перов П.А., Глухова Л.Ю., Маркова Е.И., Кудасова С.М., Чернова В.А. ИК-, ЯМР- и КР- спектры поверхностно-активных веществ, сырья и препаратов на их основе: Каталог. М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1989. 232 с.

104. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / Под ред. А.А. Абрамзоиа и Е.Д. Щукина. Л.: Химия, 1989. 392 с.

105. Поверхностно-активные вещества и моющие средства: Справочник / Под ред. А.А. Абрамзона. М.: Гиперокс, 1993. 270 с.

106. Поверхностно-активные вещества: Справочник / Под ред. Плетнева М.Ю. М.: ООО «Фирма Клавель», 2002. 780 с.

107. Попков С.П. и др. Взаимодействие целлюлозных материалов с водой. М.: Химия, 1976.211 с.

108. Потоловский Л.А., Иванова Е.К., Рождественский В.М., Голиков В.К. Производство сульфонола НП-3 на Горловском химическом заводе // Поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства. Реферативная информация. М.: НИИТЭХИМ, 1972. №5. С. 3-5.

109. Поттер Д. Вычислительные методы в физике / Пер. с англ. Под ред. Ю.Н. Днестровского. М.: Мир, 1975. 386 с.

110. Рашковская Н.Б. Сушка в химической промышленности. Л.: Химия, 1977. 80 с.

111. Рогов И.А., Некрутман С.В. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1976. 212 с.

112. Рогов И.А., Авраменко В.Я., Некрутман С.В., Ильясов С.Г. и др. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 288 с.

113. Розен A.M. Масштабный переход в химической технологи. М.: Химия, 1980. 23 с.

114. Романков П.Г., Фролов В.Ф. Массовлагообменпые процессы химической технологии (системы с дисперсной твердой фазой). Л.: Химия, 1990. 384 с.

115. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка в кипящем слое. Теория. Конструкция. Расчет. Л.: Химия, 1964. 288 с.

116. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. Л.: Химия, 1978. 136 с.

117. Рудобашта С.П. Исследование кинетики процесса конвективной сушки с учетом массопроводности : дисс. . канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1967. 136 с.

118. Рудобашта С.П. Математическое моделирование процесса сушки дисперсных материалов // Известия Академии наук. Энергетика. 2000. № 4. С. 98109.

119. Рудобашта С.П., Очнев Э.Н., Плановский А.Н. Зональный метод расчета кинетики процесса сушки // Теоретические основы хим. технологии. 1975. Т. 9, №2. С. 185-192.

120. Сажин Б.С., Сажин В.Б. Научные основы техники сушки. М.: Наука, 1997.448 с.

121. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. 320 с.

122. Сажин Б.С. Современные методы сушки. М.: Знание, 1973. 64 с.

123. Сажин Б.С., Чувпило Е.А. Обзорная информация. Серия ХМ-1. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1974. 49 с.

124. Саипова JI.X.-A. Интенсификация тепломассообмена в процессах производства сухих низкотемпературных технических моющих средств: автореф. дис. . канд. техн. наук: 01.04.14. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. 21 с.

125. Сборник тезисов. Всесоюзная научно-техническая конференция «Техника псевдоожижения (кипящего слоя) и перспективы ее развития». Черкассы: НИИТЭХим, 1988.246 с.

126. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике. М.: Наука, 1965.386 с.

127. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М.: Наука, 2000. 680 с.

128. Смит A.JI. Прикладная ИК-спектроскопия / Пер. с англ. М: Мир, 1982. 328 с.

129. Смирнов М.С. и др. Влияние связывания влаги на процесс пеносушки пищевых продуктов // Известия вузов. Пищевая технология. 1983. №5. С 34-37.

130. Варгафтик Н.Б., Филиппов Л.П., Тарзиманов А.Л., Тоцкий Е.Е. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

131. Справочник химика. В 7 т. Т.З. Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы. / Ред. коллегия Б.П. Никольский (гл. ред.) и др.. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1964. 1005 с.

132. Сушильные аппараты и установки: каталог. 5-е изд., исправ. и доп. М.: ЦИНТИХИмнефтемаш, 1988. 72 с.

133. Сушка жидких и полужидких пищевых продуктов во вспененном состоянии // Сб. трудов ЦНИИТИПищепром. 1976. №3. С. 136-138.

134. Таганов И.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса. Л.: Химия, 1979. 204 с.

135. Тепло- и массоперенос. Тепло- и массоперенос в процессах сушки. Т.4. / Под ред. А. В. Лыкова и Б. М. Смольского. Л.: Госэнергоиздат, 1963. 398 с.

136. Теплофизические свойства жидкостей / Отв. ред. З.И. Геллер и Л.П. Филиппов. М: Наука, 1973. 162 с.

137. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. В 3 т. Т.1. Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2003. 917 с.

138. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-тсхнологического и природоохранного оборудования. Справочник. В 3 т. Т.2. 2-е изд., перераб. и доп. Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. 852 с.

139. Титова Л.М. Разработка и научное обоснование способа сушки пищевых волокон: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.18.12. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. 21 с.

140. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Высш. школа, 1985. 544 с.161. .Тихонов А.И., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1966. 724 с.

141. Тютюнников Б.Н., Бухштаб З.И., Гасюк JI.B. Применение алкилсульфопатов на основе а-олефинов в составе моющих средств / Поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства. Реферативная информация. М.: НИИТЭХИМ, 1972. №5. С. 94-101.

142. Файнгольд С.И. Синтетические моющие средства из нефтяного и сланцевого сырья. JL: Недра, 1964. 288 с.

143. Филоненко Г.К. Кинетика сушильного процесса. Л.: Оборониздат, 1939. 140 с.

144. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов. Л.: Химия, 1987. 207с.

145. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (поверхностные явления и дисперсные системы). М.: Химия, 1982. 400 с.

146. Хайбулов Р.А. Исследование теплофизических и массовлагообменных параметров вакуумной пеносушки экстракта корня солодки при инфракрасном энергоподводе: автореф. дис. . канд. техн. наук: 01.04.14. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. 20 с.

147. Чубик И. А., Маслов A.M. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М.: Промышленность, 1970. 184 с.

148. Чечко В.А., Чечко Г.А., Горогоикий А.А. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по дальнейшему совершенствованию теории, техники и технологии сушки. Ч. 4. Минск: 1981, С. 1516.

149. Шаршов В.Н. Вакуумный способ сушки материалов и установка для его осуществления / Научная конференция. Воронеж, 1995г.: материалы. Воронеж, 1995. С.136-138.

150. Шервуд Т.К. Сушка твердых тел / Переработанный перевод с англ. Под ред. Б.А. Поснова. М.: Гослесиздат. 1936. 282 с.

151. Шевердяев О.Н., Белов П.С., Шкитов A.M. Основы технологии поверхностно-активных веществ и синтетических моющих средств. М.: изд-во МГОУ, 2001.201 с.

152. Якимчук О.Д. Исследование моющего действия композиций на основе алкилбензолсульфоната натрия: автореф. дис. . канд. техн. наук: 02.00.11. СПб, 2004. 20 с.

153. Якубова А.Х. Методика и результаты исследования влияния некоторых факторов па физико-механические свойства пены. // Труды ВНИЭКИПРОДМАШ. 1976. №44 С. 23-28.

154. Aceto К.С. end other. Continnons vacuum drying of whol milk Foam // Jornal of Daily Science. 1962. V.45. №4. P 14-17.

155. Ash M., Ash I. Handbook of Industrial Surfactants, 4th Ed. Synapse Information Resources, 2005. ISBN: 9781890595906. 272 p.

156. Chen X.D., A.S. Mujumdar. Drying Technologies in Food Processing. Oxford: Blackwell Publishers, 2008. ISBN: 1405157631 ISBN-13(EAN): 9781405157636. 217 p.

157. Exerowa D., Kruglyakov P.M. Foam and Foam Films: Theory, Experiment, Application. Elsevier, 1998. ISBN: 9780444819222. 795 p.

158. Friedman S.J., Marshall W.R. Studies in Rotary Drying // Chem. Engng. Progr. 1949. №45. P. 482-493, 573-588.

159. Gampbell G.H, U.S. Patent. №1250427, 1917. Cibson Pani Wand ober Pritenclons foaming comositions and method to pripearing foamed proteinaclous products. L.E. Stally Manufacturing C° Pat. USA №4390450, MKI BOlx, 1983. 12 p.

160. Hanrahan F.P. Production and properties of spray-dril whole milk foam // Jornal of Dairy Science. 1962. V.45. №1. P 56-59.

161. Harrison. W.B., Hanson M.P. Microwave processing, materials / Symposium Reno. 1988. P. 279-286.

162. Hauberg, Georg H.H., Krag, Pisecky J., Jan. U.S. Patent. Method for spray drying liquid products. №4281024. 1981. 23 p.

163. Hummel D.O. Handbook of Surfactant Analysis: Chemical, Physico-Chemical, and Physical Methods. John Wiley & Sons, 2000. ISBN: 9780471720461. 412 P

164. Hsu C, Berger P.D. The dynamic surface properties of surfactants. // J. Oil and Colour Chem. Assoc. 1990. V.73. №9. P.360-365.

165. Karsa D.R. Surfactants in Polymers, Coatings, Inks, and Adhesives -Blackwell Publishing, 2003. ISBN: 9780849328084. 320 p.

166. Lewis W. Ind. Eng. Chem. 1921. V. 13. №5. 494 p.

167. May B.K. A Study of Temperature and Sample Dimension on the Drying of Potatoes. // Drying Technology. 2000. №18. P. 2291-2306.

168. Mersmann A., Kind M., Stichlmair J. Thermische Verfahrenstechnik: Grundlagen und Methoden. Springer, 2005. 664 S.

169. Mink L.D. U.S. Patent. №2189516. 1939. 3 p.

170. Mink L.D. U.S. Patent. №2200963. 1940. 9 p.

171. Mishkin, Abraham R., Stephen W. U.S. Patent. Drying apparatus. №3633283. Г972. 7 p.

172. Miskell F., Marshall W.R. A study of Retention time on a Rotary Dryer // Chem. Engng. Progr. 1956. №52. P. 35-38.

173. Mordan A.I. Technique for Improving Instants // Food Engineering. 1959. №9. P 34-37.

174. Mordan A.I., Ginnette L.F. U.S. Patent. №2955943. 1960. 14 p.

175. Myers, D. Surfactant Science and Technology, 3rd Ed. Wiley Interscience, 2006. ISBN: 9780471680246. 396 p.

176. Nenstiel W. Neuer Trockner fur rieselfahige Giiter // Keramische Zeitschrift. 1964. № 16. S. 146-149.

177. Newmann A.B. Chem. Mit. Eng. 1931. V. 38. P. 12.

178. Perre P., May B.K. A numerical drying model that accounts for the coupling between transfers and solid mechanics. Case of highly deformable products // Drying Technol. 2001. №19. P. 1629-1643.

179. Perre P., May B.K. The existence of the first drying stage proved by two independent experimental evidences. Proceedings of the 14th International Drying Symposium. Brazil, 2004. 257 p.

180. Rosen M. Surfactants and interfacial phenomena. N.Y.: J. Willcy, 1978. 304 p.

181. Rowe, Carroll G. U.S. Patent. Foam generating apparatus. №5837168. 1998.21 p.

182. Saguchi, Hiraiwa K, Takashi. U.S. Patent. Spray dryer. №3895994. 1975.

183. Schmitt T.M. Analysis of Surfactants, 2nd Ed. Marcel Dekker, 2001. ISBN: 9780824704490. 648 p.

184. Shinoda K. Solvent properties of surfactants solutions. N.Y.: M. Dekker, 1967. 365 p.

185. Sinnamon H.I., Aceto N.S., Schoppet E.F. The development of vacuum Foam dried Whole milk // Food Technology. 1971. V.25. №12. P 107-111.

186. Sigg P., Koch А. Непрерывная вакуумная сушка. Chem. Technol. Eur, 1995. №3. p. 32-34.

187. Stockburger D. Fortschritte und Entwicklungstentenzen in der Trocknungstechnik bei der Trocknung formloser Gutter // Chem. Ing. Techn. 1976. № 48. S. 199-205.

188. Surfactants Chemistry, Interfacial, Applications / Ed. by Fainemian V.B., Mobius D., Miller R. Amsterdam: Elsevier, 2001. 661 p.

189. Sutherland K., Ewers W. Austr. J. Sci. Research // Phys. Sci., 1952. v. 5. №4. P. 697-710.