автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Кинетика процессов сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов

Шикунов Алексей Николаевич

КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И КРИСТАЛЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ

Специальность 05.17.08 -Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2004

Работа выполнена на кафедре «Химическая инженерия» Тамбовского государственного технического университета.

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

ГАТАПОВА Наталья Цибиковна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БЕЛЯЕВ Павел Серафимович

кандидат технических наук ФЕФЕЛОВ Пётр Александрович

Ведущая организация ОАО "Научно-исследовательский институт

химикатов для полимерных материалов" (НИИХИМПОЛИМЕР), г. Тамбов

Защита диссертации состоится 24 декабря 2004 г. 14 ч 00 мин

на заседании диссертационного совета Д 212.260.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: г. Тамбов, ул. Ленинградская, 1, ауд. 60.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ.

Эл. почта: kvidep@ce.tstu.ru. Факс: (8 0752) 72 20 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТГТУ.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доцент НЕЧАЕВ Василий Михайлович

И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Сушка дисперсий и кристаллообразующих растворов относится к массовым процессам химической и родственных отраслей промышленности. К ним относятся жидкотекучие материалы, слаботекучие концентрированные пульпы и практически нетекучие пасты. Это макродисперсные непрозрачные суспензии, эмульсии, пены и их смеси, микродисперсные коллоидные системы и молекулярные прозрачные или окрашенные растворы, превращающиеся при сушке в результате пересыщения и выпадения кристаллов в смешанные суспензии или другие дисперсии в растворах. Их предварительное механическое обезвоживание, а затем термическая сушка производятся с целью получения твердых товарных продуктов - кусковых, зернистых, гранулированных, микрогранулированных или порошкообразных, монолитных или микропористых, синтетического, минерального, растительного или животного происхождения. Сушка может производиться бесконтактно, например, в распылительных сушилках, в кипящем слое и др., а также на различных подложках, например, на обогреваемых контактных барабанах, на инертном носителе в псевдоожиженном слое и т.д. Так производятся разнообразные полупродукты, пигменты и красители, многочисленные продукты оргсинтеза, минеральные соли и удобрения, пищепродукты и др. Эти процессы и оборудование нуждаются в дальнейшем совершенствовании.

Качество высушенных продуктов, особенно термолабильных, часто сильно зависит не столько от кинетики удаления влаги, т.е., собственно сушки, сколько от кинетики их нагрева в процессе сушки. Это вызвано сильной, обычно экспоненциальной, зависимостью происходящих при сушке химических, физико-химических и структурно-реологических превращений от температуры высушиваемого материала.

То есть, здесь имеет определяющее значение, прежде всего, температурная кинетика, а значение диффузионной кинетики сводится просто к достижению заданного конечного влагосодержания продукта. Этим важным в научном и практическом плане и слабо изученным проблемам взаимосвязанной кинетики особое место уделяется в работах школы профессора В.И. Коновалова. При этом для изучения, описания и моделирования процессов сушки этих многочисленных материалов разрабатывается единый методологический подход на базе температурно-влажностных зависимостей и эффективных коэффициентов тепло-массопереноса.

Особенности сушки кристаллообразующих растворов до сих пор практически не изучались, в то время как широко исследованы процессы их выпаривания и кристаллизации. Однако для многих водорастворимых продуктов, например, неорганических и органических сульфатов, красителей, пищепродуктов и др. в промышленности используются процессы сушки.

Соответственно данная работа посвящена актуальным вопросам дальнейшего расширения и обобщения круга высушиваемых материалов различного происхождения, в том числе важным в научном и практическом плане вопросам кинетики сушки кристаллообразующих растворов, а.также вопросам совершенствования инертных носителей для сушилок псевдоожиженного слоя.

Работа выполнялась в продолжение Координационного плана АН России по Теоретическим основам химической технологии (тема 2.27.2.8.12) и в соответствии с Планом НИР ТГТУ и ИТЦ ТГТУ с ОАО «Пигмент» (2000 - 2003 гг.; тема № 4/02, 2004 г., «Совершенствование процессов и оборудования для сушки органических пигментов»).

Цель работы. Дальнейшее расшире^ие-и обобщение кинетики взаимосвязанных процессов сушки и нагрева для н и модельных

материалов; совершенствование кинетической классификации исследованных материалов различного происхождения; изучение физического механизма и кинетики сушки кристаллообразующих растворов и дисперсий на типичных вариантах подложек - плоские подложки из различных материалов и инертные носители для псевдоожиженного слоя; разработка инженерных соотношений для концентраций насыщения растворов, давления насыщенного пара и температуры кипения типичных кристаллообразующих растворов; разработка математического описания кинетики и получение основных соотношении тепло-массопереноса для этих процессов; разработка практических рекомендаций по совершенствованию исследуемых способов сушки, сушильной аппаратуры; совершенствование инертных носителей и процессов сушки в кипящем слое.

Объекты исследований. Выполнены эксперименты в широком диапазоне условий по воздушной конвективной сушке кристаллообразующих растворов и дисперсий различного происхождения. Использовались различные типичные и модельные плоские подложки (алюминий, фторопласт, капроновые сетки) и различные инертные носители для псевдоожиженного слоя (алюминиевые, фторопластовые частицы и их смеси). Объектами сушки были новые, ранее не исследовавшиеся по данной методологии продукты и дисперсии с расширенными диапазонами начальных концентраций: суспензии и пасты Гамма-кислоты, Р-соли дисперга-тора НФ; водные дисперсии оптических отбеливателей «Белофор КД-2» и «Бело-фор КД-93»; латексно-резорцино-формальдегидный адгезионный состав (ЛРФ-состав); растворы поваренной соли и свекловичного сахара; растворы мочевины, аммиачной селитры, едкого натра и хлористого кальция; а также мясо-костная жидкость, тяжелая кукурузная жидкость, коллоиды желатина и крахмала.

Научная новизна. Впервые выделен и обоснован комплекс из шести структурно-кинетических типов дисперсий и растворов, отличающихся числом, наличием или вырождением температурных площадок на кинетических температурно-влажностных кривых при разных режимах сушки, что позволяет анализировать механизм тепло-массопереноса, выбирать соответствующие методы физико-математического описания и устанавливать целесообразные способы и режимы сушки.

Впервые исследованы физические особенности сушки кристаллообразующих растворов и предложено их математическое описание: снижение интенсивности сушки, монотонный рост температуры раствора с выпадающими кристаллами в области площадки мокрого термометра, повышение температуры сушки в области площадки псевдокипения.

Путем сравнительного анализа обоснован новый технологический прием, обеспечивающий: повышение интенсивности сушки в псевдоожиженном слое на бинарном инертном носителе из смеси разнородных частиц, снижение взрыво-опасности и возможность повышения качества высушиваемого продукта.

Практическая ценность. Предложены аппроксимации физико-химических свойств кристаллообразующих растворов, необходимые для инженерного расчета процессов сушки. На базе разработанной структурно-кинетической классификации предложены методы инженерного расчета сушки, учитывающие разные типы и свойства растворов и дисперсий, что позволяет выполнять более точные расчеты и более обоснованно выбирать способ и режим сушки. Предложен и запатентован новый эффективный «бинарный инерт» для сушки в псевдоожиженном слое, принятый для практического использования на ОАО «Пигмент», г. Тамбов, и рекомендуемый для других предприятий.

Апробация работы. Результаты работы доложены на Международном форуме по тепломассообмену (Минск, 2004 г.), Международных симпозиумах по

сушке (Китай, IDS'2002; Бразилия, IDS'2004), Российской конференции по тепло-физическим свойствам веществ (Казань, 2002 г.), научных конференциях ТГТУ (2000-2004 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ и получено положительное решение на выдачу патента на изобретение.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора, пяти основных глав, выводов, списка литературы из 199 наименований и трех приложений.

Настоящая работа по сушке кристаллообразующих растворов и дисперсий является законченной самостоятельной составной частью проводимых в школе профессора В.И. Коновалова комплексных исследований по разнообразным су-шильно-термическим процессам. Она непосредственно продолжает диссертационные работы С.С. Хануни, Е.А. Сергеевой, А.Н. Пахомова, И.Л. Коробовой, А.Н. Колиуха, Д.В. Козлова по научному направлению Н.Ц. Гатаповой. Всем им, особенно А.Н. Пахомову и Д.В. Козлову, а также профессору Т. Кудре (Канада), Н.П. Утробину, А.Н. Утробину, А.И. Леонтьевой, А.А. Фролову, коллективу кафедры «Химическая инженерия (ПАХТ)» ТГТУ автор выражает благодарность за помощь в работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении приведена аннотация работы в целом: сформулированы направление и цель, отмечены научная и практическая актуальность работы, показана научная новизна и практическая значимость, отмечена достоверность результатов, а также приведены сформулированные рекомендации по их реализации в промышленности и научно-инженерной практике.

1 Современное состояние и направления развития теории и техники сушки дисперсий и растворов в химической, резиновой, пищевой и других родственных отраслях промышленности.

Рассмотрены виды и особенности жидких дисперсий и кристаллообразующих растворов как объектов сушки, имеющиеся способы идентификации их типов и классификации.

Выполнен сопоставительный обзор применяемого промышленного сушиль-но-термического оборудования. Отмечены достоинства, недостатки и области целесообразного применения сушильной аппаратуры различных типов. Приведены типичные примеры требований к качеству готовых продуктов.

Особо рассмотрены актуальные вопросы сушки дисперсий и растворов в распылительных сушилках и в пседоожиженном слое на инертном носителе. Наряду с достоинствами, отмечены также недостатки распылительной сушки — малая напряженность объема по испаряемой влаге и трудности с распылением («атомиза-цией») концентрированных дисперсий, в результате чего иногда приходится даже разбавлять до жидкотекучего состояния пасты, полученные после фильтрации. Наряду с достоинствами процессов сушки на инерте, отмечены также их недостатки - малая теплопроводность инертного носителя и теплосьем от него к дисперсии, а также пожароопасность в результате образования статического электричества.

Показаны традиционные и развивающиеся направления теоретических и экспериментально-промышленных исследований в области их описания и совершенствования, включая последние отечественные и зарубежные публикации и диссертации.

В результате этого определены соответствующие задачи и план настоящей работы, выбраны объекты исследований, экспериментальная техника, методы физико-математического анализа, отмечены желаемые и возможные инженерно-прикладные результаты.

2 Вопросы разработки и совершенствования методов анализа, классификации и моделирования процессов сушки дисперсий и кристаллообразую-щих растворов.

2.1 Базой для любых методов исследования, описания и расчета сушильных процессов являются анализ, систематизация и классификация разновидностей сушки и высушиваемых материалов. Однако, как пишет Дж. Ван-Брейкель, «удивительно, как мало попыток было сделано для классификации различных типов характеристик сушки». Сам Ван-Брейкель собрал и выделил 23 разновидности кривых скорости сушки от влагосодержания N(u). Разновидности сушильных материалов и процессов группировались по различным признакам в соответствии с разрабатываемыми подходами, например, А.В. Лыковым, О. Кришером, ПА. Ре-биндером, М.А. Казанским, Б.С. Сажиным, А.А. Долинским, СП. Рудобаштой, К.Д. Малецкой. В работах ТГТУ ставится акцент на анализе физического механизма переноса, видов кинетических кривых и учете взаимовлияния потоков тепла и вещества на базе температурно-влажностных зависимостей Т(и) (ТВЗ). Ранее были выделены 18 типичных разновидностей кусочно-линейной аппроксимации кривых Т(и). Дальнейшим развитием и обобщением являются последние исследования ТГТУ и настоящая работа с добавлением к волокнистым материалам, дисперсиям и др. еще и кристаллообразующих растворов.

Разработанная единая «кинетическая классификация» материалов «с существенной температурной кинетикой» включает комплект из 6 основных видов ТВЗ (см. далее рис. 5 и 6, а - е). Температурные зависимости при этом, в соответствии с механизмом сушки, характеризуются наличием или вырождением температурных площадок при мягких и жестких режимах:

а—две площадки вблизи Тш и Тл это соответственно основные базовые механизмы поверхностного испарения при насыщении пара и объемного псевдокипения;

бив- одна площадка вблизи Тш при температурах воздуха ниже и выше 100 °С соответственно;

г - одна площадка вблизи Ткнпп;

дм. е- вырождение обеих площадок, соответственно, при температурах воздуха ниже и выше 100 °С.

Температурные площадки могут вырождаться в перегибы кривых Г(т) с изменением знака кривизны или их вырождение может быть полным (рис. 5, в, д, е). Физические механизмы и причины этого связаны, прежде всего, с кинетикой структурирования дисперсии при разных начальных и граничных условиях (исходная и текущая концентрация, наличие и тип подложки, время начала и продолжительность структурирования, расположение и порозность образующегося слоя и др.), а также с миграцией влаги и растворенного вещества. При углублении поверхности (зоны) испарения, при существенном инфракрасном или кондуктивном теплоподводе и других особенностях могут формироваться модификации «базовых» площадок («квази-», «псевдо-»: Гкмт, ТКХ11П; Тпш, Tmm). При сушке органических растворителей встречаются Т„ от 10 до 110 °С, а при сушке их дисперсий в перегретом водяном паре появляются по две площадки 7'пкип, связанные с температурами кипения воды, растворителя, истинного или квазиазеотропа (Гкип, Тю которые могут быть как ниже, так и выше Ткт воды. Могут быть и другие модификации температурных площадок, свидетельствующие о других «деталях» вышеперечисленных модельных представлений, принятых за базу.

Отсюда видно, что разрабатываемый анализ наглядно выраженных температурных и температурно-влажностных кривых намного информативнее, чем монотонных кривых убыли влаги и намного надежнее, чем традиционное использование кривых скорости сушки, получаемых дифференцированием с сопутствующим ему возрастанием погрешностей.

2.2 Рассматриваемая в настоящей работе кинетика сушки кристаллообразу-ющих растворов ио сравнению с сушкой дисперсий имеет принципиальные отличия, которые до сих пор не изучались. Некоторые данные можно использовать из кинетики и техники выпаривания и кристаллизации растворов, изученных для ряда систем достаточно обстоятельно. Свойства дисперсий, в которых относительно малоподвижные дисперсные частицы «не активны» или мало активны в смысле молекулярно-кинетического взаимодействия с жидкой фазой, большей частью описываются относительно просто и надежно. Во многих случаях они аддитивны. Совершенно другая картина с молекулярными растворами. Молекулы растворенного вещества могут существенно понижагь активность водной фазы («блокировка»), но иногда она меняется мало или даже увеличивается. В соответствии с уравнением Г.И. Микулина в растворах хорошо гидратированных солей (гидратное число п — это число диполей воды, сгруппированных около данного иона) активность воды с повышением температуры увеличивается, а в растворах отрицательно гидратированных солей («разрушающих» структуру воды) активность воды с повышением температуры уменьшается. Если соль с повышением температуры переходит из области отрицательной гидратации в область положительной гидратации, то происходит также инверсия хода активности воды.

Для сушки наиболее важными являются концентрация насыщения хнс, давление насыщенных паров растворителя Ршс и связанная с ними температура кипения растворов Гкип. При сушке раствора его текущая концентрация х, а также хшс, Ршс и Гкип изменяются во всем диапазоне температур. Соответственно изменяются механизм тепло-массопереноса и характер кинетических кривых. В связи со снижением Рнас интенсивность сушки растворов, по сравнению с дисперсиями, снижается во всем диапазоне, в 1-м периоде - прямо пропорционально. При достижении раствором концентрации насыщения х &хшс, если имеется достаточное число зародышей, начинается выпадение кристаллов, а концентрация раствора приближенно будет оставаться равной хл, которая непрерывно изменяется (обычно увеличивается) с ростом температуры высушиваемого раствора. В результате уровень температурных площадок Тш и Гкип повышается, и они становятся наклонными (рис. 1).

Данные по растворимости и насыщению хшс(Т) необходимо получать из литературы или измерять экспериментально, так как теоретические расчеты в общем случае малонадежны из-за огромного разнообразия молекулярных взаимодействий. Для сушильной расчетной практики зависимости нас(7) необходимо аппроксимировать, причем возможно более простыми соот-

ношениями. Однозонная аппроксимация иногда невозможна. Мы использовали линейные, степенные и экспоненциальные схемы, 1-, 2- или 3-х параметрические.

Давление насыщенного пара Ркгс и температура кипения жидкости Т%кп связаны между собой. В инженерной практике чаще всего используется простейшее классическое уравнение Антуана Pmc = ехр(Ар-{Вр1(Т+Ср))). Отсюда имеем ГКВП(П) = (B,J(Ap- 1аРнас)) - Ср, где П = Ршс - общее давление в системе.

Для расчета температуры кипения растворов или т.н. температурной депрессии Д = Ттп раствора _ Гкип р1С1Юрта, в инженерной практике процессов выпаривания чаще всего пользуются эмпирическими зависимостями, базирующимися на 1-й или 2-х известных точках: при 1-м известном давлении - правилом Бабо (р - р0) !р = = С = const с поправкой В.Н. Стабникова; при 1-й известной температуре и теплоте парообразования - зависимостью И.А. Тищенко Д = (0,0003872 ?/г)Д0; при 2-х известных давлениях - уравнением В.А. Кирсева (lgp^i - I&taVOgPei - lgРвг) ~ = С - const; при 2-х известных температурах - правилом линейности К.Ф. Павлова -Дюринга (tpl - tp2)/(®pi - ®р2) - К = const. Теоретически наиболее обоснованы зависимости, базирующиеся на определении термодинамических коэффициентов активности а, причем р = аюдь1 р0. Однако теоретические расчеты возможны только для разбавленных и не слишком отличающихся от «идеальных» или «нормальных» растворов, а для реальных растворов используются экспериментальные данные. Нами выполнены сравнительные расчеты для ряда растворов по упомянутым методикам. В результате их анализа впервые предлагается полутеоретический метод, одновременно учитывающий зависимость от температуры Т и концентрации х. Он базируется на уравнении Антуана с концентрационным множителем Д„ эквивалентным коэффициенту активности воды Дт « ак]ш. Для аппроксимации А, мы использовали одно-, 2-х или 3-х параметрическую линейную, степенную полиномиальную или экспоненциальную форму в зависимости от имеющихся данных и типа кривых. Представляется, что такой подход, сочетающий исходную теоретическую базу и использующий все имеющиеся экспериментальные данные, в настоящее время наиболее целесообразен.

Например, для поваренной соли получены зависимости: *вм = 0,0003г+0,2572, кг/кг р-ра;

Л.ас = (2,49 - 1,501 ехр(0,5дг))ехр(23,27396 - 3878,56/(Т + 230,15)), Па; (1)

^„„=3878,56/(23,27396 - 1п(/У(2,49 - 1,501ехр(0,5х)))) - 230,15, "С;

для растворов свекловичного сахара: *нас = 0,002Г+ 0,6262, кг/кг р-ра;

Л«=(1,0099-0,01175ехр(3,856х))ехр(23,27396 - 3878,56/(Г+ 230,15)), Па; (2) 7;нп=3878,56/(23,27396-1п(/7(1,0099 - 0,01175ехр(3,856х)))) - 230,15, °С. Здесь Т- в "С.

На рис. 2 дано сравнение расчетных и табличных значений хшс и Т,ил. Наибольшая погрешность для 7^,,,, составила около 0,5 °С.

2.3 Методика математического моделирования процессов сушки как дисперсий, так и растворов используется аналогичная последней методике, разработанной в ТГТУ для дисперсий, но с существенным расширением круга исследуемых дисперсий, учетом в расчетах упомянутых особенностей и данных для кристаллообра-зующих растворов, получением соответствующих новых ТВЗ и тепло-массо-обменных характеристик.

При математическом моделировании сушильных процессов на базе разрабатываемого в ТГТУ единого подхода для материалов с существенной температурной кинетикой используются аналитические решения или численные методы, что однако не является принципиальным. На кафедре «Химическая инженерия» ТГТУ преимущество пока отдается аналитическим методам. Проводится также сравнение их достоинств и недостатков с пробными численными расчетами. Для конкретных случаев получены решения классических линейных уравнений теплопроводности и диффузии для многослойных тел канонической формы (пластина, цилиндр, шар) с эквивалентными несимметричными граничными условиями (ГУ) при произвольных начальных условиях (НУ) и отрабатывается их компьютерная реализация. Обычно достаточно 4-х, а в нашем случае даже 2-х слоев. Счет ведется по «достаточно малым» временным интервалам. На 1-м участке принимается фактическое начальное распределение (обычно равномерное или кусочно-ступенчатое). На последующих интервалах за НУ расчетной зоны принимаются конечные распределения предыдущей зоны. Изменение кинетических, емкостных и геометрических характеристик по интервалам принимается кусочно-ступенчатым (пересчет выполняется из балансных соотношений). Задаваемая в явном виде взаимосвязь температурных и влажностных полей обеспечивается итеративным счетом: в конце интервала базовые точки Т - и должны соответствовать ТВЗ, что обеспечивается корректировкой наименее надежной переносной характеристики (обычно коэффициентов диффузии или внешней массоотдачи).

Для примера приведем аналитическое решение 4-х слойной задачи переноса с эквивалентными ГУ-3, полученное методом разделения переменных.

Общее решение для температурного (Р = Г ) и концентрационного (Р = С ) полей будет

\

п=1

Кх

м

+ф„

ехр(-ц^/), /=1,2,3,4.

(3)

Здесь функции IV, (*) для стационарного распределения, корни <р„„ (¿,„ функции А,„ определяются по дополнительным соотношениям и характеристическим уравнениям (корни ц„ имеют размерность с"0 5).

2.4 Одним из наиболее эффективных способов сушки дисперсий является их сушка в кипящем слое на инертных частицах. Она существенно превосходит распылительную сушку как по возможной исходной концентрации дисперсий, так и по напряжению по испаряемой влаге. Однако присущие псевдоожиженному слою недостатки, особенно для «плохокипящих» и взрывоопасных продуктов, требуют поиска и разработки конструктивно-технологических решений для устранения этих недостатков. Первичный поиск таких решений является творческо-аналити-ческой работой, проделанной в диссертации.

В качестве инертных частиц-носителей чаще всего используют кубики, шарики или крошку фторопласта, капрона и других полимеров, стеклянные или керамические шарики, иногда кварцевый песок и другие материалы. Общими их недостатками являются: малая теплопроводность частиц и соответствующее снижение возможной скорости сушки, недостаточно равномерное отслаивание высушенного материала с поверхности частиц (а также со стенок сушильной камеры), связанное с этим разное время пребывания частиц продукта в сушилке и соответственно ухудшение его качества, а также низкая электропроводность инерта и связанное с этим возникновение статического электричества и взрывоопасность сушилки.

В результате появляется идея использования разнородных материалов, но при простейшей форме частиц и с попыткой устранения других вышеупомянутых недостатков. Напрашивается применение смеси частиц, близких по плотности и размерам, но сильно различающихся по адгезионным, теплофизическим, физико-механическим и электрофизическим свойствам. Перебор возможных материалов приводит к комбинации из частиц фторопласта и алюминия. Количественное сопоставление их свойств показывает следующее.

Теплопроводность и температуропроводность алюминия почти на 3 порядка выше, чем у фторопласта. Поэтому скорость сушки на горячих алюминиевых частицах и на смеси частиц также должна быть выше, чем на фторопласте.

Плотность алюминия и фторопласта достаточно близка. Это необходимо во избежание расслоения (сегрегации) псевдоожиженного слоя смеси частиц по плотностям. Дополнительно для этого возможно варьирование размерами частиц, а при необходимости — перемешивание в слое (например, как в типовых сушилках конструкции НИИхиммаша).

Удельное электрическое сопротивление алюминия почти в 1010 раз меньше, чем у фторопласта. Поэтому частицы алюминиевого инерта, сталкиваясь с фторопластовыми частицами, должны снимать и переносить электрический заряд с фторопласта к металлическому заземленному корпусу аппарата, устранять статическое электричество и снижать пожаро-взрывоопасность сушилки.

Вследствие сильно разнящихся твердости, коэффициентов температурного расширения, тешюфизических свойств, смачиваемости и адгезии для алюминиевых и фторопластовых частиц можно ожидать улучшения и более равномерного отслаивания высушиваемого материала.

Наконец, коэффициенты трения фторопласта по металлу в 3 - 4 раза меньше, чем алюминия по алюминию и примерно одинаковы с трением фторопласта по фторопласту, что также может способствовать отслаиванию высохшего материала и одновременно уменьшать истирание инертных частиц. Все эти соображения требуют экспериментальной и расчетной проверки, описанной в дальнейшем.

3 Экспериментальные исследования процессов сушки дисперсий и кри-сталлообразующих растворов синтетического, минерального, растительного и животного происхождения.

3.1 В развитие и продолжение ранее выполненных исследований в настоящей работе была сделана попытка охватить дисперсии и растворы всех основных, наиболее характерных видов.

Для примера было отобрано 16 видов разнородных продуктов:

1) дисперсии, включая пасты, с начальными концентрациями 12 ... 50 %:

а) синтетического происхождения: водные латексно-резорцино-формаль-дегидные (ЛРФ) составы (смешанные эмульсии-дисперсии, твердеющие при обработке; ВНИИРТмаш, НИИШП); продукты тонкого органического синтеза (Гамма-кислота, Р-соль, диспергатор НФ, белофоры КД-2 и КД-93, ОАО «Пигмент», г. Тамбов);

б) животного происхождения: мясокостная жидкость мясопереработки («Meet processing sludge», Канада); желатин,

в) растительного происхождения: тяжелая кукурузная жидкость крахмального производства («Heavy corn steep waten, Канада); крахмал;

2) кристаллообразующие растворы с начальными концентрациями 12... 50 %;

а) органических веществ: сахар; мочевина;

б) неорганических веществ: NaCl, CaCl2; NH4NO3; NaOH.

Все они высушивались в «модельных» опытах и условиях на различных подложках на циркуляционной сушилке ТГТУ.

Для сушки в псевдоожиженном слое из них были отобраны 2 перспективные в этом плане дисперсии типичных и разнородных полупродуктов производства пигментов и красителей: суспензии Р-соли (2-нафтол-3,6-дисульфокислота, динат-риевая соль) и Гамма-кислоты (2-амино-8-нафтол-6-сульфокислота).

Эти дисперсии высушивались, кроме модельных опытов, на подложках, а также на различных инертных носителях на установке кипящего слоя ТГТУ.

3.2 Схема большой циркуляционной сушилки с каналом 240 х 240 мм с электронными весами на магнитной подвеске и с системой записи температур приведена на рис. 3. Сушка проводилась при продольном обдуве в тонком слое дисперсии или раствора на пластинах-подложках (фторопласт, алюминий) или редких капроновых

Рис. 3 Большая циркуляционная конвективная сушилка (БЦС)

сетках. Размер подложек в плане был 35 х 45 мм. Температуры варьировались в пределах 20 ... 180 °С; скорости воздуха - от 2 до 9 м/с.

Основой разрабатываемой и применяемой методологии является набор экспериментальных методик (модельных, кинетических, визуальных, технологических и др.), обеспечивающих получение «физичных», надежных и пригодных для всестороннего кинетического анализа процесса сушки результатов.

33 Схема малой лабораторной установки с кипящим слоем инерта дана на рис. 4. На настоящей разведочной стадии была выбрана простейшая схема установки с периодическим взвешиванием всей быстро отсоединяемой камеры, включая инерт и высушиваемый продукт. Время на замер не превышало нескольких секунд. Интервал между замерами около 30 с. Таким образом, снимались весовые кинетические кривые совмещенных, происходящих одновременно процессов сушки, скола продукта с инерта и его уноса из сушильной камеры в рукавный фильтр. Температуры в слое измерялись непрерывно. Диаметр камеры был 64 мм, начальная высота слоя около 20 мм. Использовался инерт в виде фторопластовых и алюминиевых частиц с размерами 5х5и03х4мм соответственно, а также их смеси с разным соотношением фторопласта и алюминия. Дисперсия наносилась сверху, после выхода сушилки на режим. Скорости на полное сечение были 1 ... 4 м/с, температура 50 ... 80 °С - в диапазоне промышленного регламента/

Задачей этих предварительных экспериментов была проверка перечисленных выше соображений и получение интегральных кинетических кривых сушки, а также выбор соотношения фторопласт / алюминий для бинарного инерта. Полученные кинетические кривые сравнивались с результатами, полученными в модельных экспериментах на подложках из таких же материалов.

4 Обработка экспериментальных данных и получение необходимых теп-ло-массообменных и кинетических характеристик сушки и нагрева дисперсий и растворов. Получаемые экспериментальные результаты в виде записей начальных, режимныхи конечныххарактеристик,диаграммныхлент Т(х), тепло-массопереносных свойств, органолептических характеристик, фотографий остатка и др. данных заносились в протоколы экспериментов и обрабатывались в Ехсе1'97. Они приведены в приложении к диссертации. Всего в данной работе было выполнено и обработано более 200 опытов.

Рнс. 4 Установка кипящего слоя с инертным носителем (УКСИН)

Первичной задачей обработки был поиск начальных и режимных характеристик, соответствующих всем 6 установленным типам кинетических кривых ТВЗ и анализ условий их существования. Некоторые типы ТВЗ для отдельных дисперсий потребовалось отыскивать в многочисленных вариантах условий. Позже для всех детально изученных дисперсий и растворов были обнаружены все типы кривых. Их комплекты приведены на рис. 5 и 6. По-видимому, существование всех типов ТВЗ является общей закономерностью, если возможно варьирование начальных и режимных условий в достаточном диапазоне.

Особо сильное влияние на типы кривых оказывают начальная концентрация дисперсии, особенности ее структурирования (в том числе кристаллообразования), вид подложки и температура воздуха. Создание расчетной методики, обеспечивающей предсказание самого типа кинетических кривых, является сложнейшей задачей и находится в стадии разработки. В настоящее время тип ТВЗ пока определяется экспериментально и аппроксимируется разработанными ранее гиперболическими или двухдуговыми зависимостями, а в простейших случаях - полиномами.

Рис. 5 Комплект из б типов экспериментальных температурных и влажностных кривых сушкн водных дисперсий Р-соли

Рис. б Комплект из 6 типов экспериментальных температурных н влажностных кривых сушки раствора свекловичного сахара

Для кристаллообразукмцих растворов температурные площадки по своей природе должны быть наклонными (рис. 6 и 7), однако для веществ с малыми температурной депрессией и зависимостью хяк{Т) (напр., поваренная соль, рис. 7, а) наклон может быть выражен слабо, а для веществ с большей температурной депрессией - сильнее (напр., свекловичный сахар, рис. 6, а, г и 7, б) или весьма сильно (напр., КаОН, рис. 1). При этом с достижением концентрации насыщения и началом кристаллообразования, чему соответствует пересечение откладываемых на графиках вторичных расчетных кинетических кривых концентрации *(т) и насыщения *„ас(т) (см. рис. 7), связано также изменение характера кривых.

В результате количественной обработки экспериментальных данных получены также другие необходимые тепло-масссюбменные и кинетические характеристики

Рис. 7 Кинетические кривые сушки водных растворов поваренной соли (а) и свекловичного сахара (о):

на рисунках, кроме кинетических кривых Дт) и ы(т), приведены кривые текущей концентрации х(х) (-•-) и насыщения (-♦-)

процессов сушки дисперсий и растворов, приведенные в диссертации. Они используются далее для модельных и инженерных расчетов.

5 Разработка методики расчета и моделирования процессов сушки дисперсий и растворов.

Для коэффициентов внешней тепло-массоотдачи подтверждены критериальные уравнения традиционного вида Nu (Re, Рг) или Nu (Re, Sc)

Сравнение экспериментальных и расчетных кинетических кривых нагрева представлено для примера на рис. 8, а.

В коэффициентах теплоотдачи дополнительно учитывалось излучение, а в 1-м периоде сушки также сток тепла на поверхностное испарение. Во 2-м периоде значение принималось линейным между а в простейшем случае -

среднеарифметическим.

Использование вышеописанных аппроксимаций ТВЗ для поверхности высушиваемого материала обеспечивает возможность расчетов и моделирования процессов сушки и гранулирования при грубой оценке коэффициентов диффузии. Подтвержден ранее предложенный способ их оценки по величинам температуропроводности и по приближенному соотношению средних продолжительностей нагрева и сушки до равновесного состояния

А

эф =

■•сух дисп

т2сушки т2нагр.

(5)

где а Сух „с - значение температуропроводности для сухого остатка дисперсии при квазиравновесном (гигроскопическом) влагосодержании.

Оно, в свою очередь, сильно зависит от порозности высыхающего слоя е. Приближенная оценка может быть сделана сравнением температурных кривых для стыка дисперсии и подложки, полученных для разных 8. На рис. 8, 6 приведены для примера вместе с температурной кривой сушки Гсушки(т) - кривые «чистого» нагрева высушенного материала на подложке '/^(г) для с = 0,3; 0,45 и 0,6.

Рис. 8 Расчетные (♦) н экспериментальные (-) данные

по сушке и нагреву дисперсий и растворов: а-для чистого нагрева; б -зависимость кинетики нагрева сухого остатка от порозности слоя е и термограмма сушки; в - для сушки дисперсии Р-соли; г - для сушки раствора свекловичного сахара

В приложении к диссертации приведены 3 комплекта программ и примеров расчетов по разработанной методике: для чистого нагрева дисперсий на подложке, т.е. для 2-х слойной пластины; для сушки дисперсий и для сушки кристаллообра-зующих растворов с учетом изменения их ТФХ.

Сравнение экспериментальных и расчетных данных для сушки дисперсий приведено для примера на рис. 8, в, а для сушки кристаллообразующих растворов — на рис. 8, г.

Погрешность расчетных кинетических кривых обычно не превышает 5 ... 12 % по времени, что для инженерной практики вполне приемлемо. Время счета вариантов при разных условиях составляет от секунд до нескольких минут.

6 Рекомендации по совершенствованию сушильных процессов и оборудования для сушки дисперсий и растворов.

Полученные экспериментальные результаты и разработанные методы расчета процессов сушки растворов и дисперсий позволили дать рекомендации по расчету кинетики тепло- и массопереноса при сушке ряда полупродуктов синтеза органических пигментов и красителей (Р-соль, Гамма-кислота, белофоры КД-2 и КД-93, диспергатор НФ) и соответственно по обоснованному выбору рационального типа сушилок и расчету их размеров.

Результаты экспериментов, проведенных при сушке в кипящем слое на инер-те, полностью подтвердили сделанные при выборе носителей соображения. Рекомендован бинарный инерт, состоящий из 50 % частиц фторопласта и 50 % алюминия. При этом устраняется налипание, улучшается скол продукта с частиц, снимается статическое электричество и соответственно снижается пожаро-взрыво-

опасность. Время сушки на смеси частиц меньше, чем на фторопласте, примерно на20 ... 30 %. Получен патент на способ сушки и бинарный инерт.

Материалы работы приняты к реализации ОАО «Пигмент», г. Тамбов.

Полученные результаты рекомендуются также отечественным и зарубежным предприятиям для совершенствования процессов сушки ряда конкретных продуктов: мясо-костной жидкости, желатина — в мясной и мясо-молочной промышленности; тяжелой кукурузной жидкости, крахмала - в крахмало-паточной промышленности; сахара - в сахарной промышленности; различных солей и других неорганических продуктов - в промышленности минеральных удобрений и солей; продуктов органического синтеза - в химической и резиновой промышленности.

Кроме того, разрабатываемая методика экспериментального изучения, анализа, выбора, компьютерных расчетов и проектирования сушильного оборудования для дисперсий и кристаллообразующих растворов на базе единого теоретического и методологического подхода на основе температурно-влажностных зависимостей сушки дает возможность принципиально повысить познавательную ценность и надежность результатов всех этих работ.

ВЫВОДЫ

1 Выполнен обзор и анализ современного состояния теории и техники сушки дисперсий и растворов различной природы в химической, пищевой, резинотехнической и других отраслях промышленности. Кинетика сушки кристаллообразую-щих растворов, в отличие от их выпаривания и кристаллизации, практически не изучена. Показаны перспективные направления исследований и подходы к решению сформулированных задач совершенствования расчетов, процессов и оборудования.

2 Расширена классификация объектов сушки. Впервые выделен и обоснован комплекс из шести структурно-кинетических типов дисперсий и растворов, отличающихся числом, наличием или вырождением температурных площадок на кинетических температурно-влажностных кривых при разных режимах сушки, что позволяет анализировать механизм тепло-, массопереноса, выбирать соответствующие методы физико-математического описания и устанавливать целесообразные способы и режимы сушки.

3 Впервые исследованы физические особенности сушки кристаллообразую-щих растворов и предложено их математическое описание: снижение интенсивности сушки, монотонный рост температуры раствора с выпадающими кристаллами в области площадки мокрого термометра, повышение температуры сушки в области площадки псевдокипения.

4 Впервые обосновано повышение интенсивности сушки в псевдоожижен-ном слое на «бинарном инерте» из смеси фторопластовых и алюминиевых частиц, а также показано снижение взрывоопасности и возможность повышения качества высушиваемого продукта.

5 Выполнены обширные эксперименты (более 200) в широком диапазоне условий по воздушной конвективной сушке большого ряда кристаллообразующих растворов и дисперсий различного происхождения (16 типов) на различных подложках. Результаты подтвердили разработанную классификацию. На их основе подтверждены, уточнены или разработаны методы описания температурно-влажностных кинетических кривых сушки

6 Впервые предложены полутеоретические зависимости для описания давления насыщенного пара ряда растворов, одновременно учитывающие зависимость от температуры и концентрации, соотношения для расчета температуры кипения от концентрации и давления, а также аппроксимации для концентрации насыщения.

7 На базе аналитических решений и полученных кинетических характеристик усовершенствована и реализована компьютерная методика инженерных расчетов процессов сушки и нагрева дисперсий и растворов на подложках. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов подтвердило физичность, достаточную точность (» 5 ... 12 % по времени) и приемлемость предложенной методики для инженерной практики.

8 Выданы рекомендации по расчету кинетики тепло- и массопереноса при сушке ряда полупродуктов синтеза органических пигментов и красителей (Р-соль, Гамма-кислота, белофоры КД-2 и КД-93, диспергатор НФ) и соответственно по обоснованному выбору рационального типа сушилок и расчету их размеров.

9 Разработан и рекомендован бинарный инертный носитель для сушки в кипящем слое, состоящий из 50 % частиц фторопласта и 50 % алюминия. При этом устраняется налипание, улучшается скол продукта с частиц, снимается статическое электричество и соответственно снижается пожаро-взрывоопасность. Время сушки на смеси частиц меньше, чем на фторопласте, примерно на 20 ... 30 %. Получен патент на способ сушки и бинарный инерт. Материалы работы по пп. 8 и 9 приняты к реализации ОАО «Пигмент», г. Тамбов.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ (размерности в системе СИ):

а - температуропроводность; с - теплоемкость; С — концентрация; D - коэффициент диффузии; g - убыль веса; I - длина; N — скорость сушки; р, П - давление, общее давление; Р - потенциал переноса; г - теплота испарения; Т - температура, К или °С; и - влагосодержание материала, кг вл./кг сух.; w - скорость; а, ß - коэффициенты теплоотдачи, массоотдачи; 8 - толщина; е - порозность; X - теплопроводность; р - плотность; v - кинематическая вязкость; т - время. Nua = aj/x- Nup = ß//D; Pr = v/a; Re = w lh\ Sc = v/D.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1 Брянкин КВ. Влияние связующих добавок на процесс сушки белофора КД-2 / К.В. Брянкин, А.Н. Шикунов // Сб. трудов V-ой научной конференции ТГТУ. - Тамбов, 2000. - С. 50.

2 Drying kinetics of liquid dispersions from thin organic syntheses on various substrates / N.Z. Gatapova, A.N. Shikunov, A.N. Utrobin, V.I. Konovalov, A.N. Pachomov, A.I. Leontyeva // Proc. ofthe 13th IDS'2002. China, 2002. Vol. A, pp. 226 - 231.

3 К вопросу о кинетических особенностях сушки на подложках дисперсий оргсинтеза (ЛРФ-состав, Р-соль, гамма-кислота, диспергатор НФ, белофор) / А.Н. Шикунов, А.Н. Утробин, Н.Ц. Гатапова, АЛ. Пахомов // Труды ТГТУ. Вып. 11. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. - С. 42 - 46.

4 Роль порофоров в возникновении тепловых эффектов и изменении коэффициентов тепло- и массоотдачи при сушке оптических отбеливателей (белофора КД-2) на твердых подложках / А.Н. Утробин, В.И. Ульянов, В.В. Фатнев, А.Н. Шикунов // X Российская конференция по теплофизическим свойствам веществ: Тез. докл. 30 сентября - 4 октября 2002 г. Казань. - С. 121 - 122.

5 К кинетике сушки кристаллообразующих растворов / А.Н. Шикунов, Н.Ц. Гатапова, Д.В. Козлов, А.Н. Пахомов // Труды ТГТУ. Вып. 13. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. - С. 33 - 37.

6 Теплофизические и кинетические особенности сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов / Н.Ц. Гатапова, В.И. Коновалов, А.Н. Шикунов, А.Н. Пахомов, Д.В. Козлов // Вестник ТГТУ. - 2003. - Т. 9, № 2. - С. 210 - 229.

7 Кинетика сушки дисперсий на бинарном инертном носителе / В.И. Коновалов, Н.Ц. Гатапова, А.Н. Шикунов, А.Н. Утробин // Избр. доклады V-ro Минского Между-нар. форума по тепломассообмену. - Минск: ИТМО, 2004. - Сек. 7. - 11 с.

8 Гатапова Н.Ц. К вопросу кинетики сушки дисперсий на инертных носителях / Н.Ц. Гатапова, А.Н. Шикунов, А.Н. Утробин // Сб. трудов IX-ой научной конференции ТГТУ. - Тамбов, 2004. - С. 61.

9 Kinetics of conductive drying and heat-transfer on contact cylinders / V.I. Kono-valov, N.Z. Gatapova, A.N. Koliuch, A.N. Pachomov, A.N. Shikunov, A.N. Utrobin // Proc. ofthe 14th IDS'2004. Brazil, Aug. 22-25,2004. Vol. A, pp. 247 - 253.

10 Инертный носитель для сушки продуктов в псевдоожиженном слое («бинарный инерт») / В.И. Коновалов, Н.Ц. Гатапова, А.Н. Шикунов, А.Н. Утробин, А.И. Леонтьева // Заявка № 2003125506 на патент в ФИПС от 18.08.03 (Получено положительное решение о выдаче патента).

Подписано к печати 22.11.2004 Гарнитура Times New Roman. Формат 60 * 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем: 1,00 усл. печ. л.; 1,32 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 816

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 329000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 '

»24142

398

00. ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

0. ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И РАСТВОРОВ

В ХИМИЧЕСКОЙ, РЕЗИНОВОЙ, ПИЩЕВОЙ И ДРУГИХ

РОДСТВЕННЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.1 Виды и особенности жидких дисперсий и кристаллообразующих растворов как объектов сушки.

1.2 Типы и конструкции сушильной аппаратуры для сушки дисперсий и растворов.

1.3 Сушка дисперсий и растворов в распылительных сушилках.

1.4 Сушка дисперсий и растворов в псевдоожиженном слое на инертном носителе.

1.5 Методы исследования, расчёта, моделирования и инженерной оптимизации сушильных процессов и аппаратов.

2. ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА, КЛАССИФИКАЦИИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И КРИСТАЛЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ

2.1 Вопросы классификации материалов как объектов сушки. Кинетическая классификация процессов сушки дисперсий и растворов и качество высушиваемых продуктов.

2.2 Особенности тепло-массопереноса и кинетики сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов.

2.3 Методология математического моделирования процессов сушки и нагрева дисперсий и растворов.

2.4 Вопросы совершенствования сушки продуктов в псевдоожиженном слое на инертных носителях.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И КРИСТАЛЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ СИНТЕТИЧЕСКОГО, МИНЕРАЛЬНОГО, РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.

3.1 Виды дисперсий и кристаллообразующих растворов.

3.2 Виды подложек и образцы.

3.3 Большая циркуляционная конвективная сушилка.

3.4 Установка кипящего слоя с инертным носителем.

3.5 Методика, результаты и качественный анализ экспериментов.

4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

И ПОЛУЧЕНИЕ НЕОБХОДИМЫХ ТЕПЛО-МАССООБМЕННЫХ И КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУШКИ И НАГРЕВА ДИСПЕРСИЙ И РАСТВОРОВ.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЁТА И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И РАСТВОРОВ.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СУШИЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСИЙ И РАСТВОРОВ.

7. ВЫВОДЫ.

Сушка дисперсий и кристаллообразующих растворов относится к массовым процессам химической и родственных отраслей промышленности.

К ним относятся жидкотекучие материалы, слаботекучие концентрированные пульпы и практически нетекучие пасты.

Это макродисперсные непрозрачные суспензии, эмульсии, пены и их смеси, микродисперсные коллоидные системы и молекулярные прозрачные или окрашенные растворы, превращающиеся при сушке в результате пересыщения и выпадения кристаллов в смешанные суспензии или другие дисперсии в растворах. Их предварительное механическое обезвоживание, а затем термическая сушка производятся с целью получения твердых товарных продуктов - кусковых, зернистых, гранулированных, микрогранулированных или порошкообразных, монолитных или микропористых, синтетического, минерального, растительного или животного происхождения.

Сушка может производиться бесконтактно - например, в распылительных сушилках, в кипящем слое и пр., а также на различных подложках - например, на обогреваемых контактных барабанах, на инертном носителе в псевдо-ожиженном слое и т.д.

Так производятся, например, разнообразные полупродукты, пигменты и красители, многочисленные продукты оргсинтеза, минеральные соли и удобрения, пищевые продукты и пр. Эти процессы и оборудование нуждаются в дальнейшем совершенствовании.

Качество высушенных продуктов, особенно термолабильных, часто сильно зависит не столько от кинетики удаления влаги, то есть, собственно сушки, сколько от кинетики их нагрева в процессе сушки. Это вызвано сильной, обычно экспоненциальной зависимостью происходящих при сушке химических, физико-химических и структурно-реологических превращений от температуры высушиваемого материала.

То есть, здесь имеет определяющее значение, прежде всего, температурная кинетика, а значение диффузионной кинетики сводится просто к достижению заданного конечного влагосодержания продукта.

Время прогрева таких материалов до конечной "квазиравновесной" температуры (при чисто конвективной сушке - близкой к температуре среды) одного порядка или даже превышает время удаления влаги до конечного "квазиравновесного" влагосодержания. Такие процессы и материалы называют "сушкой материалов с существенной температурной кинетикой". То есть имеет место выражение взаимосвязанная кинетика тепло- и массопереноса при сушке.

Этим важным в научном и практическом плане и слабо изученным проблемам взаимосвязанной кинетики особое место уделяется в работах школы профессора В.И. Коновалова в ТГТУ. При этом для изучения, описания и моделирования процессов сушки этих многочисленных материалов разработан единый методологический подход на базе температурно-влажностных зависимостей и эффективных коэффициентов тепло-массопереноса.

Особенности сушки кристаллообразующих растворов до сих пор практически не изучались, в то время как широко исследованы процессы их выпаривания и кристаллизации. В то же время для многих водорастворимых продуктов, например, неорганических и органических сульфатов, красителей, пищевых продуктов и др. в промышленности используются процессы сушки. Такая технология используется, например, когда продукты являются термолабильными и не допускают длительного нагрева при выпаривании и кристаллизации, или когда требуется получать микродисперсный продукт, не допускающий операции размола плотного осадка после кристаллизации, фильтрации и сушки и пр. Процессы сушки таких материалов представляют также значительный научный интерес из-за своих физических особенностей.

Данная работа посвящена актуальным вопросам дальнейшего расширения и обобщения круга высушиваемых материалов различного происхождения, в том числе важным в научном и практическом плане вопросам кинетики сушки кристаллообразующих растворов, а также вопросам совершенствования инертных носителей для сушилок псевдоожиженного слоя.

Работа выполнялась в продолжение Координационного плана АН России по Теоретическим основам химической технологии (тема 2.27.2.8.12) и в соответствии с Планом НИР ТГТУ и ИТЦ ТГТУ с ОАО "Пигмент" (2000 - 2003 гг.; тема № 4/02, 2004 г., «Совершенствование процессов и оборудования для сушки органических пигментов»).

Цели работы:

- Дальнейшее расширение и обобщение кинетики взаимосвязанных процессов сушки и нагрева для новых практически важных и модельных материалов.

- Совершенствование кинетической классификации исследованных материалов различного происхождения.

- Изучение физического механизма и кинетики сушки кристаллообразующих растворов и дисперсий на типичных вариантах подложек — плоских подложках из различных материалов и на инертных носителях псевдоожиженного слоя.

- Разработка инженерных соотношений для концентраций насыщения растворов, давления насыщенного пара и температуры кипения типичных кристаллообразующих растворов.

- Разработка математического описания кинетики и получение основных соотношений тепло-массопереноса для этих процессов.

- Разработка практических рекомендаций по совершенствованию исследуемых способов сушки, сушильной аппаратуры.

- Совершенствование инертных носителей и процессов сушки в кипящем слое.

Объекты исследований. Выполнены эксперименты в широком диапазоне условий по воздушной конвективной сушке кристаллообразующих растворов и дисперсий различного происхождения.

Объектами сушки были новые, ранее не исследовавшиеся по данной методологии продукты, а также дисперсии с расширенными диапазонами начальных концентраций:

- суспензии и пасты Гамма-кислоты, Р-соли, диспергатора НФ;

- водные дисперсии оптических отбеливателей «Белофор КД-2» и «Белофор КД-93»;

- латексно-резорцино-формальдегидный адгезионный состав (ЛРФ-состав);

- растворы поваренной соли и свекловичного сахара;

- растворы мочевины, аммиачной селитры, едкого натра и хлористого кальция;

- а также мясо-костная жидкость, тяжелая кукурузная жидкость, коллоиды желатина и картофельного крахмала.

Использовались различные типичные и модельные плоские подложки (алюминий, фторопласт, капроновые сетки, подложки из анидной ткани и отрезков лавсанового шнура) и различные инертные носители для псевдоожиженного слоя (алюминиевые, фторопластовые частицы и их смеси).

Научная новизна. Впервые выделен и обоснован комплекс из 6 структурно-кинетических типов высушиваемых материалов, включающих, кроме ранее изученных - новые виды дисперсий, а также, главное - кристаллообразую-щие растворы. Эти 6 типов отличаются числом, наличием или вырождением температурных площадок на кинетических температурно-влажностных кривых при разных режимах сушки. Это позволяет анализировать механизм тепломассопереноса, выбирать соответствующие методы физико-математического описания и устанавливать целесообразные способы и режимы сушки.

Впервые исследованы физические особенности сушки кристалле образующих растворов и предложено их математическое описание: снижение интенсивности сушки, монотонный рост температуры раствора с выпадением кристаллов в области площадки температуры мокрого термометра, повышение температуры сушки в области температурной площадки псевдокипения.

Впервые обосновано повышение интенсивности сушки в псевдоожи-женном слое на «бинарном инерте» из смеси фторопластовых и алюминиевых частиц, а также показано снижение взрывоопасности и возможность повышения качества высушиваемого продукта.

Практическая ценность. Предложены аппроксимации физико-химических свойств кристаллообразующих растворов, необходимые для инженерного расчета процессов сушки.

На базе разработанной структурно-кинетической классификации предложены методы инженерного расчета сушки, учитывающие разные типы и свойства растворов и дисперсий, что позволяет выполнять более точные расчеты и более обоснованно выбирать способ и режим сушки.

Предложен и запатентован новый эффективный "бинарный инерт" для сушки в псевдоожиженном слое, принятый для практического использования на ОАО «Пигмент», г. Тамбов, и рекомендуемый для других предприятий. Достоверность результатов обеспечивается:

- широким диапазоном выбранных для исследования и обобщения дисперсий и растворов, подложек и условий сушки;

- большим числом экспериментов, последовательностью следования серий и воспроизводимостью проведенных экспериментов;

- хорошими результатами сопоставительного анализа собственных и литературных данных;

- современной расчётной компьютерно-аналитической методикой, позволившей быстро обработать большие массивы данных и внести необходимые коррективы;

- приемлемой точностью расчетных методик, установленной путем сравнения результатов расчетов с экспериментальными данными.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ и получено положительное решение на выдачу патента на изобретение.

Структура работы. Данная диссертация состоит из введения, обзора, пяти основных глав, выводов, списка литературы из 199 наименований и 3 приложений.

7 ВЫВОДЫ

1 Выполнен обзор и анализ современного состояния теории и техники сушки дисперсий и растворов различной природы в химической, пищевой, резинотехнической и других отраслях промышленности. Кинетика сушки кристаллообразующих растворов, в отличие от их выпаривания и кристаллизации, практически не изучена. Показаны перспективные направления исследований и подходы к решению сформулированных задач совершенствования расчетов, процессов и оборудования.

2 Расширена классификация объектов сушки. Впервые выделен и обоснован комплекс из 6 структурно-кинетических типов дисперсий и растворов, отличающихся числом, наличием или вырождением температурных площадок на кинетических температурно-влажностных кривых при разных режимах сушки, что позволяет анализировать механизм тепло-массопереноса, выбирать соответствующие методы физико-математического описания и устанавливать целесообразные способы и режимы сушки.

3 Впервые исследованы физические особенности сушки кристаллообразующих растворов и предложено их математическое описание: снижение интенсивности сушки, монотонный рост температуры раствора с выпадающими кристаллами в области площадки мокрого термометра, повышение температуры сушки в области площадки псевдокипения.

4 Впервые обосновано повышение интенсивности сушки в псевдоожи-женном слое на «бинарном инерте» из смеси фторопластовых и алюминиевых частиц, а также показано снижение взрывоопасности и возможность повышения качества высушиваемого продукта.

5 Выполнены обширные эксперименты (более 200) в широком диапазоне условий по воздушной конвективной сушке широкого круга кристаллообразующих растворов и дисперсий различного происхождения (16 типов) на различных подложках. Результаты подтвердили разработанную классификацию. На их основе подтверждены, уточнены или разработаны методы описания температурно-влажностных кинетических кривых сушки.

Усовершенствованы нагревательные элементы БЦС, что позволило проводить эксперименты при 200 °С и выше. Разработан экспериментальный тип шнуровой подложки для исследования конвективной сушки и пропитки лавсановых шнуров латекс-резорцин-формальдегидными составами.

6 Впервые предложены полутеоретические зависимости для описания давления насыщенного пара ряда растворов, одновременно учитывающие зависимость от температуры и концентрации, соотношения для расчета температуры кипения от концентрации и давления, а также аппроксимации для концентрации насыщения.

7 На базе аналитических решений и полученных кинетических характеристик усовершенствована и реализована компьютерная методика инженерных расчетов процессов сушки и нагрева дисперсий и растворов на подложках. Сравнение расчётных и экспериментальных результатов подтвердило физич-ность, достаточную точность (« 5. 12 % по времени) и приемлемость предложенной методики для инженерной практики.

8 Выданы рекомендации по расчету кинетики тепло- и массопереноса при сушке ряда полупродуктов синтеза органических пигментов и красителей (Р-соль, Гамма-кислота, белофоры КД-2 и КД-93, диспергатор НФ) и соответственно по обоснованному выбору рационального типа сушилок и расчету их размеров.

9 Разработан и рекомендован бинарный инертный носитель для сушки в кипящем слое, состоящий из 50 % частиц фторопласта и 50 % алюминия. При этом устраняется налипание, улучшается скол продукта с частиц, снимается статическое электричество и соответственно снижается пожаро-взрыво-опасность. Время сушки на смеси частиц меньше, чем на фторопласте, примерно на 20. .30 %. Получен патент на способ сушки и бинарный инерт.

Указанные материалы и рекомендации работы приняты к реализации Тамбовским ОАО "Пигмент".

1. Акулич А.В. Разработка высокоэффективных аппаратов с управляемой гидродинамикой для сушки и улавливания в химической и текстильной про-мышленности/А.В. Акулич:Автореф. дис. докт. техн. наук.-Москва, 1999.-32 с.

2. Акулич А.В. Термогидродинамические процессы в технике сушки / А.В. Акулич. Минск: ИТМО, 2002. - 268 с.

3. Берд Р. Явления переноса / Р. Берд, В. Стьюарт, Е. Лайтфут. Л.: Химия, 1974.-688 с.

4. Беляев Н.М. Методы теории теплопроводности. В 2-х томах / Н.М. Беляев, А.А. Рядно. М.: Высшая школа, 1982. - 612 с.

5. Берг Л.Г. Практическое руководство по термографии / Л.Г. Берг. Казань: КГУ, 1967.- 128 с.5а. Бергман Э.Д. О модели процесса термошелушения / Э.Д. Бергман, А.Я. Колодко, B.C. Никифоровский, В.М. Серяков // ДАН СССР. 1990. - Т. 315, №5.-С. 1120-1123.

6. Бирюкова Т.И. Повышение энергетической эффективности промышленного сушильного оборудования конвективного типа для полотенных материалов / Т.И. Бирюкова: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Иваново: ИГХТУ, 2003.-16 с.

7. Брянкин К.В. Кинетика и аппаратурное оформление процесса сушки полупродуктов органических красителей на инертных телах / К.В. Брянкин: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 1997. - 16 с.

8. Брянкин КВ. Влияние связующих добавок на процесс сушки Белофора КД-2 / К.В. Брянкин, А.Н. Шикунов // Тез. докл. V науч. конф. ТГТУ. Тамбов: ТГТУ, 2000.-С. 50-51.

9. Бунин О.А. Машины для сушки и термообработки ткани / О.А. Бунин, Ю.А. Малков. М.: Машиностроение, 1971. - 304 с.

10. Бэррер Р. Диффузия в твёрдых телах / Р. Бэррер. М.: Издатинлит, 1948.-504 с.

11. Варгафтик Н.Б. Справочник по тепло физическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. М.: Наука, 1972. - 720 с.

12. Васильков Ю.В. Термообработка текстильных изделий технического назначения/Ю.В. Васильков, А.В. Романов.-М.: Легпромбытиздат, 1990. 208 с.

13. Воскресенский П.И. Техника лабораторных работ. Изд. 10-е, стереотипное / П.И. Воскресенский. М.: Химия, 1973. - 717 с.

14. Гатапова Н.Ц. Кинетика и оптимизация циклических тепловых процессов при вулканизации резиновых заготовок / Н.Ц. Гатапова: Дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТИХМ, 1992. - 405 с.

15. Теплофизические и кинетические особенности сушки дисперсий и кристаллообразующих растворов / Н.Ц. Гатапова, В.И. Коновалов, А.Н. Шику-нов, А.Н. Пахомов, Д.В. Козлов // Вестник ТГТУ. 2003. - Т. 9, №2. - С. 210-229.

16. Гегузин Я.Е. Капля / Я.Е. Гегузин. М.: Наука, 1973. - 125 с.

17. Гегузин Я.Е. Пузыри / Я.Е. Гегузин. М.: Наука, 1985. - 174 с.

18. Гинзбург А.С. Дериватографический анализ кинетики сушки / А.С. Гинзбург // Известия вузов. Пищевая промышленность. — 1989, № 2. С. 74—76.

19. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов / А.С. Гинзбург. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 528 с.

20. Гинзбург А.С. Технология сушки пищевых продуктов / А.С. Гинзбург. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 247 с.

21. Гинзбург А.С. Тепло-физические характеристики пищевых продуктов. Справочник / А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. М.: Пищевая промышленность, 1980. -288 с.

22. Гинзбург А.С. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. Справочник / А.С. Гинзбург, И.М. Савина. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982. - 280 с.

23. Гончарова С.В. Математическое моделирование процессов в ленточной сушилке (на примере каучука ДССК-65) / С.В. Гончарова: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва, 1996. - 16 с.

24. Горбатое В.А. (Ред.). Структурно-механические характеристики пищевых продуктов: Справочник / В.А. Горбатов (ред.). М.: Легпищепром, 1982. - 296 с.

25. Горбунов Б.Н. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов / Б.Н. Горбунов, Я.А. Гурвич, И.П. Маслова. М.: Химия, 1981. - 368 с.

26. Дилъман В.В. Методы модельных уравнений и аналогий / В.В. Диль-ман, А.Д. Полянин. М.: Химия, 1988. - 304 с.

27. Дмитриев В.М. Инертный носитель для сушки суспензий и пастообразных материалов / В.М. Дмитриев, С.П. Рудобашта, Г.С. Кормильцин, JT.C. Тарова//А.С. № 1760836 (СССР).

28. Долинский А.А. Оптимизация процессов распылительной сушки / А.А. Долинский, Г.К. Иваницкий. Киев: Наукова Думка, 1984. - 240 с.

29. Дульнев Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Т.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. Д.: Энергия, 1974. - 264 с.

30. Дущенко В.П. Исследование физической сущности критических точек кривых скорости сушки капиллярно-пористых и коллоидных капиллярно-пористых тел / В.П. Дущенко: Дисс. . канд. техн. наук. — Киев-Станислав: КПИ, 1952.-231 с.

31. Ефремов Г.И. Макрокинетика процессов переноса / Г.И. Ефремов. -М.: МГТекстУ, 2001. 289 с.

32. Ефремов Г.И. Разработка обобщенных методов расчёта нестационарных гетерогенных процессов в химической технологии и в отделке текстильных материалов / Г.И. Ефремов:Автореф. дис. док. техн. наук.-Москва, 1999.-32 с.

33. Зайцев ИД. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ: Справочник / И.Д. Зайцев, Г.Г. Асеев. М.: Химия, 1988. - 416 с.

34. Зайцев ИД. Машинный расчёт физико-химических параметров неорганических веществ / И.Д. Зайцев, А.Ф. Зозуля, Г.Г. Асеев. М.: Химия, 1983. -256 с.

35. Зайцев В.Ф. Справочник по дифференциальным уравнениям с частными производными: Точные решения / В.Ф. Зайцев, А.Д. Полянин. М.: Международная программа образования, 1996. - 496 с.

36. Зимон А.Д. Адгезия пищевых масс / А.Д. Зимон. М.: Агропромиз-дат, 1985.-270 с.

37. Исаченко В.П. Теплопередача. 4-е изд / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. М.: Энергия, 1981. - 416 с.38а. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров. М.: Химия, 1985. - 448 с.

38. Кришер О. Научные основы техники сушки / О. Кришер. М.: Изда-тинлит, 1961. - 540 с.

39. Карслоу Г. Теплопроводность твёрдых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. М.: Наука, 1964.-488 с.

40. Казанский М.Ф. Исследование тепло- и массообмена капиллярно-пористых материалов в процессе сушки / М.Ф. Казанский: Дисс. . докт. техн. наук. Минск: АН БССР, 1958. - 367 с.

41. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твёрдых тел. 2-е изд / Э.М. Карташов. М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.

42. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 8-е изд / А.Г. Касаткин. М.: Химия, 1971. - 784 с.

43. Конвективный тепло- и массоперенос: Единое описание для течения в каналах и внешнего обтекания тел любой формы и расположения / В. Каст, О. Кришер, Г. Райнике, К. Винтермантель. М.: Энергия, 1980. - 49 с.

44. Кацнельсон О.Г. Автоматические измерительные приборы с магнитной подвеской / О.Г. Кацнельсон, А.С. Эдельштейн. М.: Энергия, 1970. -131 с.

45. Кичигин М.А. Теплообменные аппараты и выпарные установки / М.А. Кичигин, Г.Н. Костенко. -М.-Л.: ГЭИ, 1955. 392 с.

46. Классен П.В. Гранулирование / П.В. Классен, И.Г. Гришаев, И.П. Шомин. М.: Химия, 1991. - 240 с.

47. Коробов В.Б. Исследование полей влагосодержания и температуры в процессе конвективной сушки кордных материалов резиновой промышленности / В.Б. Коробов: Дис. канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1975. - 209 с.

48. Козлов В.П. Двумерные осесимметричные нестационарные задачи теплопроводности / В.П. Козлов. Минск: Наука и техника, 1986. - 392 с.

49. Колиух А.Н. Кинетика процессов охлаждения, нагрева и сушки рулонных материалов на контактных барабанах / А.Н. Колиух: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 2001. - 16 с.

50. Коллаген (желатин) II Химическая энциклопедия. — Т. 2, С. 856-857. М.: Советская энциклопедия, 1990.

51. Коновалов А.В. Обезвоживание и грануляция химикатов для полимерных материалов во взвешенном слое / А.В. Коновалов: Дис. . канд. техн. наук. М.: Московский текстильный ин-т им. А.Н. Косыгина, 1989. - 190 с.

52. Коновалов В.И. Особенности интенсивной сушки материалов, пропитанных дисперсиями или растворами / В.И. Коновалов, А.Г. Двойнин, Е.Н. Туголуков // Тепломассообмен ММФ. Избр. доклады Междунар. форума. -Минск: ИТМО, 1989. - Секц. 6, 7. - С. 152-165.

53. Коновалов В.И. Базовые кинетические характеристики массообмен-ных процессов / В.И. Коновалов // ЖПХ. 1986. - Т. 59, № 9. - С. 2096-2107.

54. Коновалов В.И. Серия статей по расчёту сушильных процессов на базе соотношений теплопереноса в ТОХТ 1975-1978 гг: 9(2) с. 203-209, (4) с. 501510, (6) с. 834-843; 11 (5) с. 769-771; 12 (3) с. 337-346.

55. Коновалов В.И. Серия статей по пропиточно-сушильным процессам в журнале «Каучук и резина» 1975-1977 гг: 1975, № 6, с. 31-34; № 8, с. 39-43; 1977, № 6, с. 39-41 ;№ 9, с. 20-24; № 12, с. 33-37.

56. Коновалов В.И. Исследование процессов пропитки и сушки кордных материалов и разработка пропиточно-сушильных аппаратов резиновой промышленности / В.И. Коновалов: Дис. . докт. техн. наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1976. - 415 с.

57. Коновалов В.И. Явления переноса и кинетика промышленных процессов: модели и реальность / В.И. Коновалов // Сборник статей к 100-летию П.Г. Романкова. СПб.: СпбТИ, 2003. - С. 14.

58. Кинетика сушки дисперсий на бинарном инертном носителе / В.И. Коновалов, Н.Ц. Гатапова, А.Н. Шикунов, А.Н. Утробин // Избр. доклады V Минского Междунар. форума по тепломассообмену. Минск: ИТМО, 2004. -Секц. 7. - 11 с.

59. Коновалов В.И. Пропиточно-сушильное и клеепромазочное оборудование / В.И. Коновалов, A.M. Коваль. М.: Химия, 1989. - 224 с.

60. Коновалов В.И. О возможностях использования точных, интервальных и приближенных аналитических методов в задачах тепло- и массопереноса в твёрдых телах / В.И. Коновалов, Е.Н. Туголуков, Н.Ц. Гатапова // Вестник ТГТУ. 1995. - Т. 1, № 1-2. - с. 75-90.

61. К расчёту внешнего тепло-массообмена при сушке и нагреве волокнистых материалов / В.И. Коновалов, С.С. Хануни Самех, Е.Н. Туголуков, Н.Ц. Гатапова, И.Л. Коробова, Б.Н. Михайлов, Е.А. Сергеева // Вестник ТГТУ. -1997.-Т.З, № 1-2.-с. 47-60.

62. О влиянии режимов высушивания и нагревания на кинетику химических превращений в плёнке адгезива / В.И. Коновалов, И.Л. Шмурак, Л.С. Ду-дакова, В.Б. Коробов // Каучук и резина. 1977. - № 12 - с. 33-37.

63. Корнюхин И.П. Тепломассообмен в пористых телах / И.П. Корнюхин, Л.И. Жмакин. М.: Информэлектро, 2000. - 236 с.

64. Коишяков Н.С. Уравнения в частных производных математической физики / Н.С. Кошляков, Э.Б. Глинер, М.М. Смирнов. М.: Высш. школа, 1970. -712с.

65. Крахмал // Химическая энциклопедия. Том. 2, с. 987-989. М.: Советская энциклопедия, 1990.

66. Кук Г. А. Процессы и аппараты молочной промышленности / Г.А. Кук. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 768 с.

67. Кутателадзе С.С. Анализ подобия и физические модели / С.С. Кута-теладзе. Новосибирск: Наука, 1986. - 296 с.

68. Кузнецова Г.Н. Некоторые характеристики и способы очистки жиро-содержащих сточных вод мясокомбинатов / Г.Н. Кузнецова, О.А. Степанова. -М.: АгроНИИТЭИММП, 1992. 32 с.

69. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидравлическое сопротивление: Справ, пособие / С.С. Кутателадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

70. Кутателадзе С.С. Справочник по теплопередаче / С.С. Кутателадзе, В.М. Боришанский. Л.-М.: Госэнергоиздат, 1959. - 416 с.

71. Кутепов A.M. Новое американское издание "Справочник инженера-химика Перри" / A.M. Кутепов, В.И. Коновалов, Н.Ц. Гатапова // Хим. и нефте-газ. машиностроение. 2000. - №3 - С. 50-52.

72. Лебедев П.Д. Расчёт и проектирование сушильных установок / П.Д. Лебедев. М.: ГЭИ, 1963. - 320 с.11а. Левеншпилъ О. Инженерное оформление химических процессов / О. Левеншпиль. М.: Химия, 1969. - 624 с.

73. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. 2-е изд., дополн. и перераб / В.Г. Левич. М.: Физматиздат, 1959. - 700 с.

74. Линия изготовления мясокостной муки // Интернет-информация: http://www.poltavamash.newmail.ru/.

75. Лисицын В.Н. Химия и технология промежуточных продуктов / В.Н. Лисицын. М.: Химия, 1987. - 368 с.

76. Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.

77. Лыков А.В. Теория сушки. 2-е изд / А.В. Лыков. М.: Энергия, 1968.472с.

78. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп / А.В. Лыков. М.: Энергия, 1978. - 480 с.

79. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / А.В. Лыков. М.: ГИТТЛ, 1954. - 296 с.

80. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности / М.В. Лыков. -М.: Химия, 1970. 429 с.

81. Микулин Г.И. (Ред.). Вопросы физической химии растворов электролитов. Л.: Химия, 1968. - 418 с.

82. Нечаев В.М. Исследование кинетики процесса сушки и термовытяжки кордных материалов / В.М. Нечаев: Дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1978. - 265 с.

83. Нечаев В.М. Автоматические весы для записи кривой сушки / В.М. Нечаев, В.И. Коновалов, А.П. Пасько // Труды МИХМ, вып. 51. М.: МИХМ, 1974.-С. 15-18.

84. Мищенко С.В. Расчёт теплофизических свойств веществ / С.В. Мищенко, И.А. Черепенников, С.Н. Кузьмин. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 208 с.

85. Муштаев В.И, Сушка дисперсных материалов / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. М.: Химия, 1988. - 352 с.

86. Муштаев В.И. Техника сушки дисперсных материалов в аппаратах с устойчивыми вибропсевдоожиженными и пульсирующими слоями / В.И. Муштаев, А.П. Ворошилов, Е.А. Мандрыка. М.: б. и., 2003. - 304 с.

87. Никитина JJ.M. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах/JI.M. Никитина.-М.:Энергия, 1968.-500 с.

88. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Том 1.: Учебник / Под ред. В.Г. Айнштейна. М.: Химия, 1999. - 888 с.

89. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 10-е изд., перераб. и доп. / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Л.: Химия, 1987. - 576 с.

90. Пахомов А.Н. Кинетика сушки дисперсий на твёрдых подложках / А.Н. Пахомов: Дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 2000. - 225 с.

91. Перри Дж. Г. Справочник инженера-химика / Дж. Г. Перри. Л.: Химия, 1969. - Т. 1, 640 с. Т. 2, 504 с.

92. Перепёлкин К.Е. Структура и свойства волокон / К.Е. Перепёлкин. -М.: Химия, 1985 208 с.

93. Плановский А.Н. Аппаратура промышленности полупродуктов и красителей / А.Н. Плановский, Д.А. Гуревич. М.: ГХИ, 1961 - 504 с.

94. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 3-е изд., перераб. и доп. / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. -М.: Химия, 1987. 496 с.

95. Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). 3-е изд. В 2-х частях / М.Е. Позин. Л.: Химия, 1970. - 1558 с.

96. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. 5-е изд. / М.Е. Позин. Л.: Химия, 1983. - 336 с.102а. Протодьяконов И.О. Статистическая теория явлений переноса в процессах химической технологии / И.О. Протодьяконов, С.Р. Богданов Л.: Химия, 1983.-400 с.

97. Рашкович JI.H. (МГУ им. М.В. Ломоносова) Как растут кристаллы в растворе / Л.Н. Рашкович // Соросовский образовательный журнал. 1996. - №3.

98. Рид Р. Свойства газов и жидкостей. 3-е изд. / Р. Рид, Дж. Праусниц, Т.К. Шервуд. Л.: Химия, 1982. - 592 с.

99. Рожков В.Ф. Процессы сушки клеевых покрытий на резиновых заготовках / В.Ф. Рожков: Дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1982.- 237 с.

100. Ромашов П.Г. Сушка во взвешенном состоянии / П.Г. Романков, Н.Б. Рашковская. Л.: Химия, 1979. - 272 с.

101. Романков П.Г. Массообменные процессы химической технологии / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1990. - 384 с.

102. Романков П.Г. Теплообменные процессы химической технологии / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1982. - 288 с.

103. Методы расчёта процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк, М.И. Куроч-кина. Санкт-Петербург: Химия, 1993. - 496 с.

104. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твёрдой фазой / С.П. Рудобашта. М.: Химия, 1980. - 248 с.

105. Рудобашта С.П. Диффузия в химико-технологических процессах / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов. М.: Химия, 1993. - 208 с.

106. Сажин Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. М.: Химия, 1984.- 320 с.

107. Сажин Б.С. Научные основы техники сушки / Б.С. Сажин, В.Б. Сажин. М.: Наука, 1997. - 448 с.

108. Самарский А.А. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры: 2-е изд. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Физматлит, 2001. -320 с.

109. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов.- М.: Колос, 1999. 495 с.

110. Сергеева Е.А. Кинетика испарения растворителей и сушки покрытий на пористых и монолитных материалах / Е.А. Сергеева: Дис. . канд. техн. наук.- Тамбов: ТГТУ, 2000. 235 с.

111. Систер В.Г. Экология и техника сушки дисперсных материалов / В.Г. Систер, В.И. Муштаев, А.С. Тимонин. Калуга: Изд-во Н. Бочкарёвой, 1999.-670 с.

112. Соколов В.Н. Аппаратура микробиологической промышленности / В.Н. Соколов, М.А. Яблокова. Л.: Машиностроение, 1988. - 278 с.

113. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети / Е.Я. Соколов. -М.: Изд-во МЭИ, 1999. 472 с.

114. Соколовский А.А. Технология минеральных удобрений / А.А. Соколовский. М.: Химия, 1966. - 304 с.

115. Справочник резинщика. М.: Химия, 1971. - 831 с.

116. Справочник химика. 2-е изд., перераб. и доп. Т. 5. M.-JL: Химия, 1966.-976 с.

117. Справочник экспериментальных данных по растворимости солевых систем. В 4-х томах. Д.: ГХИ, 1961-1963.

118. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей: Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Б.И. Степанов. М.: Химия, 1984.-592 с.

119. Стёпин Б.Д. Техника лабораторного эксперимента в химии: Учеб. пособие для вузов / Б.Д. Стёпин. М.: Химия, 1999. - 600 с.

120. Сумм Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов. М.: Химия, 1976. - 232 с.

121. Сушильные аппараты и установки: Каталог НИИХиммаш М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. - 80 с.

122. Таубман Е.И. Выпаривание / Е.И. Таубман. М.:Химия, 1982. -328 с.

123. Теплофизические свойства веществ: Справочник / Под ред. Н.Б. Вар-гафтика. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 368 с.

124. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. 2-е изд., перераб. / В.К. Тихомиров. М.: Химия, 1983. - 264 с.

125. Тихонов А.Н. Уравнения математической физики. 3-е изд. / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. М.: Наука, 1966. - 724 с.

126. Туголуков Е.Н. Кинетика сушки и охлаждения клеепромазанных резиновых заготовок / Е.Н. Туголуков: Дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТИХМ, 1986.-321 с.

127. Тутова Э.Г. Сушка продуктов микробиологического производства / Э.Г. Тутова, П.С. Куц. М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.

128. Уланов М.Е. Исследование клеепромазочной машины с сушкой в среде перегретого пара / М.Е. Уланов: Дис. . канд. техн. наук. JL: ЛТИ им. Ленсовета, 1974. - 163 с.

129. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник: Пер. с англ. / X. Уонг. М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

130. Уръев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов / Н.Б. Урьев. М.: Химия, 1988. - 256 с.

131. Утробин А.Н. Кинетика сушки и микрогранулирования продуктов тонкого органического синтеза при наличии химических превращений (на примере оптических отбеливателей) / А.Н. Утробин: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 2003. - 16 с.

132. Федосов С.В. Процессы термообработки дисперсных материалов с фазовыми и химическими превращениями / С.В. Федосов: Дис. . докт. техн. наук. Иваново: ИГХТИ, 1986. - 473 с.

133. Федосов С.В. Применение методов теории теплопроводности для моделирования процессов конвективной сушки / С.В. Федосов, В.Н. Кисельни-ков, Т.У. Чертаев. Алма-Ата: ГИЛИМ, 1992. - 166 с.

134. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мелихова. М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 53, 62, 129, 247, 250.

135. Физическая энциклопедия. Том 1, с. 65. М.: Советская энциклопедия, 1988.

136. Фролов А.А. Электронные весы для записи кривой сушки / А.А. Фролов, А.Н. Пахомов // Труды ТГТУ. Вып. 6. Тамбов: ТГТУ, 2000. -С. 193-196.

137. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов / В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1987. - 208 с.

138. Фролов В.Ф. Растворение дисперсных материалов / В.Ф. Фролов // ТОХТ. 1998. - Том 32, № 4. - С. 398 - 410.

139. Фролов В.Ф. Физико-химические процессы в псевдоожиженном слое / В.Ф. Фролов // В справочнике "Псевдоожижение". М.: Химия, 1991. - С. 156-189.

140. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник для вузов. 2-е изд. / Ю.Г. Фролов. М.: Химия, 1988.-464 с.

141. Хануни С. С. С. Кинетика сушки волокнистых материалов резинотехнической промышленности / С.С.С. Хануни: Дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 1997.-302 с.

142. Химическая энциклопедия. Том 1, с. 207. - М.: Советская энциклопедия, 1988.

143. Циборовский Я. Процессы химической технологии / Я. Циборов-ский. Л.: ГХИ, 1958. - 932 с.

144. Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых. М.: Химия, 1987. -312 с.

145. Чегодаев Д.Д. Фторопласты / Д.Д. Чегодаев, З.К. Наумова, Ц.С. Дунаевская. Л.: ГХИ, 1960, с. 43-45, 33.

146. Чемерчёв JI.H. Сушка полупродуктов органических красителей пи-разолонового ряда в плотном слое при микроволновом способе подвода тепла / Л.Н. Чемерчёв: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Тамбов: ТГТУ, 2000. - 16 с.

147. Справочник по распыливающим, оросительным и каплеулавливаю-щим устройствам / А.Н. Чохонелидзе, B.C. Галустов, Л.П. Холпанов, В.П. При-ходько. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 608 с.

148. Чупрунов С.Ю. Кинетика и аппаратурное оформление процесса сушки сыпучих полупродуктов органических красителей в виброаэрокипящем слое/С.Ю. Чупрунов-.Автореф. дис. канд. техн. наук.-Тамбов:ТГТУ,1999.-16 с.

149. Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах / Н.В. Чураев. М.: Химия, 1990. - 272 с.

150. Чуфаровский A.M. Исследование внутренней кинетики процесса конвективной сушки при переменных режимах / А.И. Чуфаровский: Дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1973. - 296 с.

151. Шевченко И. Мясная Мекка Тамбова / И. Шевченко // Тамбовская жизнь. 12 авг. 2000 г.

152. К кинетике сушки кристаллообразующих растворов / А.Н. Шику-нов, Н.Ц. Гатапова, Д.В. Козлов, А.Н. Пахомов // Труды ТГТУ. Вып. 13. Тамбов: ТГТУ, 2003. - С. 33-37.

153. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: Учебник для вузов / А.Д. Яковлев. Л.: Химия, 1989. - 384 с.

154. Яковлев АД. Оборудование для получения лакокрасочных покрытий. Учебное пособие для вузов / А.Д. Яковлев, В.Г. Евстигнеев, П.Г. Гисин. -Л.: Химия, 1982. 192 с.

155. Crank J. The Mathematics of Diffusion / J. Crank. Oxford: Clarendon, 1975.-IX, 414 p.

156. Dobiash B. Solid-Liquid Dispersions / B. Dobiash, X. Qiu, W. Rybinski. New York: Dekker, 1999. - 560 p.

157. Heat and Mass Transfer Analogy for Evaporation of Solvents / N.Z. Gatapova, E.A. Sergeeva, V.I. Konovalov, T. Kudra, A.B. Mozzhukhin // Доклады IV Межд. форума по тепломассообмену ММФ-2000. Минск.: ИТМО, 2000. Т. 9, с. 94-100.

158. Keey R.B. Drying of Loose and Particulate Materials / R.B. Keey. -New York: Hemisphere, 1992. X, 504 p.

159. Keey R.B. Drying: principles and practice / R.B. Keey. Oxford: Perga-mon, 1975.-XIX, 358 p.

160. Konovalov V.I. External Heat- and Mass Transfer during Convective Drying and Heating of Strips Materials / V.I. Konovalov, N.Z. Gatapova // Proc. 11th Intern. Drying Symp. IDS'98. Halkidiki, Greece, 1998. Vol. A. Keynote Lecture. Pp. 23-34.

161. Konovalov V.I. Drying of Liquid Dispersions A Unified Approach to Kinetics and Modeling / V.I. Konovalov, N.Z. Gatapova, T. Kudra // Drying Technology - An International Journal. New York: Dekker, 2003. - Vol. 21, No. 6. -Pp. 1029 -1047.

162. Konovalov V.I. Drying of liquid dispersions unified approach to kinetics and modeling / V.I. Konovalov, N.Z. Gatapova, T. Kudra // Proc. of the 13th IDS'2002. China, Aug. 27-30, 2002.

163. Krischer O. Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik. 3-te, neubearbeitete Auflage fon W. Kast / O. Krischer. Berlin: Springer, 1978. -XLX, 489 s.

164. Kroes B. The influence of material properties on drying kinetics / B. Kxoes: PhD Thesis. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 1999. 139 p.

165. Kroll К Trockner und Trocknungsverfahren. 2-te Auflage / K. Kroll. -Berlin: Springer, 1978. 653 s.

166. Kroll K. Trocknen und Trockner in der Produktion. 2-te Auflage / K. Kroll, W. Kast. Berlin: Springer, 1989. - 615 s.

167. Kudra T. Advanced Drying Technologies / T. Kudra, A.S. Mujumdar. -New York: Dekker, 2002. VII, 460 p.

168. Kudra T. Thermal Processing of Bio-materials / T. Kudra, C. Strumillo (Eds.). Amsterdam: Gordon and Breach, 1998. - XV, 669 p.

169. Levenspiel O. Chemical Reaction Engineering. 3rd Edit / O. Levenspiel. -New York: Wiley, 1999. XVI, 668 p.

170. Masoud S.A. Mass diffusion into two-layer media / S.A. Masoud, A.M. Hassan, M.A. Al-Nimr // Heat Mass Transfer, Springer. 2000. -Vol.36 - Pp.173-176.

171. Masters К Spray Drying in Practice / K. Masters. Denmark: Spray Dry Consult, 2002. - 464 p.

172. Mikhailov M.D. Unified Analysis and Solutions of Heat and Mass Diffusion / M.D. Mikhailov, M.N. Ozisik New York: Wiley, 1984. - 524 p.

173. Mujumdar A.S. (Ed.). Advances in Drying. Vol. 2 / A.S. Mujumdar (Ed.). New York: Hemisphere, 1983. - 310 p.

174. Mujumdar A.S. (Ed.). Handbook of Industrial Drying / A.S. Mujumdar (Ed.). New York: Decker, 1995. - XVII, 1423 p.

175. Mujumdar A.S. Mujumdar's practical guide to industrial drying. / Ed. S. Devahastin. Montreal: Exergex Corp., 2000. - VIII, 187 p.

176. Nadeau J.-P. Sechage des processus physiques aux procedes industries / J.-P. Nadeau, J.-R. Puigali. Paris: Tec-Doc. - Lavoisier, 1995. - XXVI, 327 p.

177. Perry's Chemical Engineering Handbook. 7th Edition /Prepared by a staff of specialists under the editorial direction of Late Editor R. H. Perry, Editor D. W. Green, Associate Editor J. O. Maloney. New York: McGraw Hill, 1997. - 2624 p.

178. Re id R.C. The Properties of Gases and Liquids. 4th Ed. / R.C. Reid, J.M. Prausnitz, B.E. Poling New York: McGraw Hill, 1987. - 741 p.

179. Sintef Energy Research (Проспект норвежской фирмы «Sintef Energy Research», на англ. языке), 2000. 17 p.

180. Strumillo С. Drying: principles, applications, and design / C. Strumillo, T. Kudra. New York: Gordon, 1986. - XX, 448 p.

181. The-Internet-catalogue\ www.pactor.com.pl;www.kendro.com.pl; www.hanmech.hajnowka.pl;www.konwektor.wwi.pl.

182. Turner I. Mathematical Modeling and Numerical Techniques in Drying Technology /1. Turner, A.S. Mujumdar (Ed.). New York: Dekker, 1996. - IX, 679 p.

183. Van Brakel, J. Mass Transfer in Convective Drying. In: Advances in Drying. V.l / J. Van Brakel.-Washington: Hemisphere Publishing, 1980. Pp. 217-267.

184. Wolff E. Internal and Superficial Temperature of Solids during Drying/ E. Wolff, J.J. Вimbenet//Drying'86, V.l, Pp. 77-84. New York: Hemisphere, 1986. -XXVII, 874 p.

185. Zaytsev I.D. Properties of Aqueous Solutions of Electrolytes / I.D. Zayt-sev, G.G. Aseyev. Florida (USA): CRC Press, 2000. - 1773 p.