автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Контроль технологических параметров многокомпонентных смесей в псевдоожиженном слое

На правах рукописи

Липин Антон Владимирович

КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Специальность: 05.11.13 - приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул — 2006

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Замятин Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Якунин Алексей Григорьевич

Ведущая организация: Северская государственная технологическая академия

Защита состоится 26 декабря 2006 г. В 11.30 на заседании диссертационного совета Д212.004.06 Алтайского государственного университета им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета.

Автореферат разослан 24 ноября 2006 г.

кандидат технических наук Степаненко Сергей Анатольевич

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. В процессе производства химико-фармацевтической продукции широко используется конвективная сушка. Одной из ее разновидностей является сушка в псевдоожиженном (кипящем) слое. Очевидными достоинствами псевдоожиженных систем являются такие параметры, как развитая поверхность контакта твердого материала и осушающего агента, высокие теплообменные характеристики, возможность непрерывного ввода и вывода твердой фазы.

На этапе сушки формируются эксплуатационные характеристики продукта, его химико-физические свойства. От качества сушки, в итоге, напрямую зависит качество конечного продукта (таблетки, порошка, капсулы и др.). В свою очередь, процесс сушки в псевдоожиженном слое недостаточно изучен, и решение таких задач, как интенсификация и контроль процесса, затруднено. В связи с этим, появляется необходимость разработки новых способов мониторинга и контроля процесса сушки в псевдоожиженном слое, позволяющих повысить качество продукции, улучшить возможности интенсификации, сократить энергозатраты и уменьшить потери за счет автоматизации.

Таким образом, мониторинг и контроль процесса сушки в псевдоожиженном слое является актуальной задачей, имеющей большое прикладное значение.

Цель диссертационной работы заключается в разработке программно-аппаратного комплекса мониторинга и методики контроля технологических параметров процесса сушки химико-фармацевтических смесей в псевдоожиженном слое.

Задачи исследования:

• Рассмотреть математическую модель сушки в псевдоожиженном слое, связывающую параметры осушающего агента и материала;

• Разработать алгоритм вычисления параметров материала по состоянию осушающего агента в псевдоожиженном слое;

• Определить набор необходимого аппаратного обеспечения для мониторинга параметров псевдоожиженного слоя;

• Спроектировать и изготовить экспериментальную установку для мониторинга и контроля технологических параметров процесса сушки;

• Провести экспериментальные исследования процесса сушки химико-фармацевтичских смесей в кипящем слое на производстве;

• Исследовать процесс сушки и провести анализ полученных данных;

• Синтезировать программно-аппаратный комплекс на • основе полученных результатов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач при выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Экспериментальные исследования проводились на базе производственного предприятия ООО «Химфарм» г. Барнаул.

Научная новизна работы;

• Произведено теоретическое и экспериментальное обоснование рациональной модели процесса сушки многокомпонентных химико-фармацевтических смесей;

• Разработана методика, позволяющая определять параметры материала в процессе сушки по состоянию осушающего агента, не рассматривая другие технологические параметры.

Практическая ценность работы:

• Разработанная система мониторинга и контроля параметров кипящего слоя позволила сократить длительность сушки, увеличить выход готового продукта, улучшить качество готового продукта, осуществить автоматизацию процесса;

• Получены обобщенные кинетические зависимости параметров ряда химико-фармацевтических материалов;

• Разработанный метод контроля параметров кипящего слоя позволяет синтезировать автоматические системы контроля широкого круга использования. Подобные системы могут быть использованы для решения широкого круга задач, связанных с контролем параметров производственных процессов.

Реализация научно-технических результатов:

В результате проведенных исследований была разработана программно-аппаратная система контроля влажности дисперсных материалов в сушилках кипящего слоя СГ-30. Система внедрена на производственное предприятие ООО «Химфарм» г. Барнаул.

На защиту выносятся:

• Методика экспериментального определения параметров процесса сушки по характеристикам параметров сушильного агента;

• Методика контроля технологических параметров химико-фармацевтических смесей при сушке в кипящем слое с использованием приборов ¿>82438, Н1Н3610, ротаметра на базе сети гшсго1ап;

• Алгоритм вычисления температуры и влажности материала на основе параметров осушающего агента.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены в докладах на конференциях: «Измерение, контроль, информатизация -2002, 2003» , "Виртуальные и интеллектуальные системы -2006".

Публикации. По материалам выполненных в диссертационной работе исследований опубликовано 8 печатных работ, в которых изложено основное содержание диссертации.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов исследования, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание изложено на 125 страницах машинописного текста, содержит 26 иллюстраций и 9 таблиц. Список литературы состоит из 92 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, формулируется цель работы, определяются задачи диссертации. Показана научная новизна работы и ее практическая значимость.

В первой главе «Теоретические представления о процессе конвективной сушки дисперсных материалов» рассмотрено состояние проблем производства с применением технологии псевдоожижения и основные направления развития сушильных установок в химико-фармацевтической промышленности. В главе дана классификация продуктов химико-фармацевтического производства. Рассмотрено технологическое оборудование и методы сушки. Рассмотрены различные варианты реализации процесса конвективной сушки. Определены цели и задачи диссертационного исследования.

Во второй главе «Математическая модель процесса конвективной сушки в псевдоожиженном слое с рециркуляцией осушающего агента» рассмотрена математическая модель процесса сушки, рассмотрены зависимости между материалом и осушающим агентом в процессе сушки. Определяются основные технологические параметры процесса сушки, анализируются методы измерения параметров.

В процессе сушки происходят одновременно два процесса: испарение влаги (массообмен) и перенос тепла (теплообмен). Массообменном в процессе сушки называется процесс переноса жидкости из твердой фазы в газовую. Движущей силой процесса массообмена является разность концентраций пара на поверхности тела и в окружающей среде. Теплообменом называется любой процесс переноса теплоты, в котором она самопроизвольно переходит от более нагретой среды к менее нагретой. Движущей силой процесса переноса теплоты является разность температур.

В данном случае мы имеем вынужденный конвективный теплообмен, т.е. тепло передается к материалу через теплоноситель (осушающий агент). Теплообмен, осложненный массообменом, имеет специфические особенности в сравнении с чистым теплообменом.

Основными технологическими параметрами процесса сушки является влажность и температура материала. Прямое измерение параметров материала в данном процессе сушки затруднительно по ряду причин: движение псевдоожиженного материала в потоке горячего воздуха, перемешивание материала, высокие показатели испарения с поверхности • материала, высокая запыленность.

Рассмотрим математическую модель процесса конвективной сушки дисперсных материалов.

Для упрощения задачи расчета примем ряд допущений:

1. Температура влажных частиц равномерна по их объему и равна температуре мокрого термометра ^

2. Температура материала Т одинакова по всему объему слоя;

3. Влажность материала U равномерна по всей высоте слоя;

4. Частицы высушиваемого материала монодисперсны;

5. Ввиду рециркуляции осушающего агента примем, что потери тепла отсутствуют.

Согласно закону сохранения энергии все тепло, подведенное к продукту, затрачивается на испарение влаги и нагрев продукта.

Плотность теплового потока может быть выражена уравнением теплоотдачи Ньютона, а также зависимостью между количеством испарившейся влаги и затраченной энергии в период постоянной скорости сушки:

Sdr Sdr

где а - коэффициент теплоотдачи,

Вт/ (м2*К); Ь — площадь поверхности тела, м2; (t"-t) - разность температур поверхности тела и соприкасающейся с ним среды,°С; г - теплота испарения влаги; dW/dx - скорость испарения влаги; t -температура осушающего агента.

В период падающей скорости сушки часть поступающей теплоты затрачивается на нагрев материала:

a(V -t)S = (—)r + cnm„ —, (2)

Sdr dr

где свл — теплоемкость влажного продукта, Дж/(кг К); гпвл — масса влажного продукта, dT/dT — скорость нагрева продукта.

Для смеси состоящей из п компонентов должно выполняться:

+ , (3)

/=1

где с0' , с„ — удельные теплоемкости соответственно абсолютно сухого компонента i и влаги, Дж/(кг.К); U1 - массовая доля влаги в компоненте i; mj -масса влажного компонента i.

Уравнение массоотдачи в газовой фазе

dW

^L = ßx(XH-X), (4)

Sau

где ßx — коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности влагосодержаний осушающего агента, кг/(м2с); (Хн-Х) — разность влагосодержаний агента (движущая сила по газовой фазе).

Влагосодержание материала

TT W

мт

где W — масса влаги в материале; Мт - масса сухого продукта.

Выразим (4) через влагосодержание материала

ёи_а(хи-х)

л (б)

где в — массовый расход сушильного агента, (кг/с); Мм — масса влажного материала.

Интенсивность изменения температуры материала можно выразить из выражений (2) и (4):

ЛТ 1 / \о „ ^ ^ ч

--- =-(а(? (7)

В условии рециркуляции агента температуру сухого материала можно принять равной температуре осушающего агента I. Таким образом, значение температуры материала в псевдоожиженном слое может быть определено как среднее взвешенное из температур влажной и сухой доли:

Т=1„(и)+1 (1-и). (8)

Система уравнений (3),(6),(7),(8) представляет собой математическое описание процесса сушки дисперсного материала в псевдоожиженном слое в рамках сделанных допущений.

Расчет процесса сушки по предложенным уравнениям представляет большие трудности, так как в объектах сушки происходит взаимосвязанный тепломассоперенос: удаление влаги и одновременный нагрев влажного материала. Взаимосвязь процессов обусловлена тем, что массообменные коэффициенты зависят от температуры, а тепловые - от концентрации влаги в материале при условии частичной рециркуляции осушающего агента. Вычисление выражения (3) также представляет собой трудоемкую задачу, т.к. в процессе сушки скорость изменения массовой доли влаги в каждой компоненте смеси различна.

На практике целесообразно использовать выражение (6) описывающее интенсивность изменения влагосодержания материала по состоянию сушильного агента и выражение (8), позволяющее оценить температуру материала в процессе сушки.

Таким образом, мы выделили основные параметры процесса сушки, которые наиболее значимы.

Исходя из технико-экономических показателей, мы полагаем, что температура на выходе из сушилки должна быть, по возможности, низкой, но не ниже температуры, определяемой условиями равновесия высушиваемого материала с влажным воздухом. Это необходимо для достижения требуемой остаточной влажности продукта. Температура сушильного агента на входе в сушильную камеру должна быть как можно выше, но с учетом допустимой температуры материала для сохранения качественных показателей продукта.

Расчет параметров материала необходимо будет производить через состояние осушающего агента в двух точках: на входе в сушилку и на выходе из нее. Для

каждой точки необходимо измерить температуру и влагосодержание осушающего агента. Также необходимо знать объемный расход газа и его скорость в сушилке. Таким образом, мы определим интенсивности испарения влаги. Для измерения данных параметров необходимо было разработать программно-аппаратный комплекс. Основной задачей данного комплекса стало фиксирование параметров процесса конвективной сушки на всем его протяжении для их последующей обработки и анализа.

В третьей главе «Описание экспериментальной установки и методики проведения эксперимента процесса конвективной сушки» рассматривается схема экспериментальной сушильной установки и методика поведения эксперимента.

В главе анализируются возможности современных приборов измерения параметров воздушной среды. Определяется набор приборов, отвечающих технологическим требованиям процесса конвективной сушки в псевдоожиженном слое. Мониторинг температуры осушающего агента производился датчиком DS2438 Dallas Semiconductor. Для мониторинга относительной влажности осушающего агента использовался датчик НШ 3610. В качестве датчика скорости воздушного потока использовался кулер 80x80. Использование данного датчика обусловлено приемлемой точностью измерения.

Контроль механизмов и узлов решено производить через электронные адресуемые ключи на базе прибора DS2406 (ML06h). Для сопряжения прибора ML06h с сетью питания узлов сушилки применялись семисторные развязки.

Все приборы входят в состав сети microlan. Данная технология построена на использовании одного канала связи и позволяет масштабировать аппаратную часть системы мониторинга и контроля параметров процесса. Так как реализацию алгоритмов сбора, хранения и обработки, данных процесса сушки целесообразнее всего реализовать на языке высокого уровня, то в качестве, «ведущего» в сети Microlan использовался ПК на, базе процессора Pentium 120 с контроллером DS9097U под управлением ОС Windows 98. В качестве базового языка реализации алгоритмов использовался высокоуровневый язык Java (SDK 1.2.1) с библиотеками, реализующими API microlan.

Экспериментальная установка состоит из сушильной камеры рис. 1, внутри которой находится стальная дежа и рукавные фильтры. Дежа — стальная емкость в форме усеченного конуса с сетчатым дном в сечении для подачи осушающего агента. Материал загружается в дежу и подсоединяется к воздуховоду, соединенному с блоками вентилятора и тенов. Осушающий агент предварительно , фильтруется и, проходя через блоки вентилятора и тенов, попадает в нижнюю часть дежи, где начинает контактировать с материалом. Нагретый осушающий агент, пройдя через дежу с материалом, отдает часть своей теплоты и насыщается влагой. Далее отработанный агент через рукавные фильтры снова попадает в сушилку через блоки вентилятора и тенов. Для обеспечения движущей силы процесса сушки (межфазового перехода влаги) часть отработанного агента сбрасывается в открытую среду 10. Приток нового осушающего агента осуществляется через воздухозаборник 11. Блок вентиляторов 8 обеспечивает постоянный поток агента, который необходим для создания условий псевдоожижения материала.

Рис. 1. Блок-схема экспериментальной установки на основе периодической сушилки с псевдоожиженным слоем:

1-сушильная камера; 2 — патрубок для ввода материала; 4 — решетка; 5 — псевдоожиженный (кипящий) слой; 6 — рукавный фильтр; 7 — нагревательные тены; 8 - вентилятор; 9-воздушная заслонка; 10-вытяжка; 11 - воздухозаборник.

В процессе сушки измеряли температуру и влажность осушающего агента на выходе из сушильной камеры. Температурный режим сушки не менялся на протяжении всего процесса. Необходимая скорость агента для создания условий псевдоожижения подбиралась эмпирически и составляла 20-35 м/с. Скорость осушающего агента измерялась ротаметром в воздуховоде перед сушильной камерой. Отработанный агент выводился во внешнюю среду из камеры в объеме 400 м3/ч. Забор осушающего агента производился из помещения.

Датчики мониторинга воздушной среды, фиксировавшие параметры отработанного агента, были размещены в воздуховоде после фильтров, где вероятность контакта с материалом и влагой минимальна рис. 2. Мониторинг параметров осушающего агента на входе в сушилку не производился, так как его температура и влажность в процессе сушки менялась незначительно. Параметры осушающего агента на входе в сушилку фиксировались однократно перед сушкой. В качестве осушающего агента (теплоносителя) использовался воздух при температуре 20 °С и влажности 45-55%. Влагосодержание осушающего агента по диаграмме влажного воздуха составило 0.0045 (кг/кг).

Рис. 2. Блок-схема автоматизированного комплекса контроля технологических параметров в сушилке:

1 — датчик температуры; 2 — датчик влажности; 3 - датчик скорости воздушного потока; 4,5 - электронные ключи; 6 — сеть гшсго!ап; 7 - ПК.

Процесс сушки занимал от 40 до 60 минут в зависимости от массы материала и его состава. Интервал опроса датчиков был подобран эмпирически. Ввиду инертности процесса сушки данный интервал составил 3-20 секунд. Все данные, полученные в ходе экспериментов, сохранялись программой в базе данных ЭВМ для последующей обработки.

В экспериментах использовались смеси следующих материалов, применяемых в производстве биологически активных добавок:

1. микрокристаллическая целлюлоза МКЦ (60%), лактоза (15%), глюкоза (15%), черника (10%);

2. ламинария;

3. микрокристаллическая целлюлоза МКЦ (90%), лактоза (5%), рябина (5%).

Форма материала - гранулированные частицы цилиндрической формы

размером до 2 мм.

На основе построенной модели процесса сушки был разработан алгоритм расчета параметров материала по состоянию осушающего агента рис. 3.

Константы скорости сушки в первом периоде сушки были рассчитаны по выражению

АЛ

где р — коэффициент массопередачи, (м/с); рм - плотность сухого материала, кг/м3; — приведенный размер тела, м; См и Сс - концентрация водяных паров у поверхности материала и в ядре потока.

вход

Ввод и^н, и0

Получение и (температуры агента),<р( влажности), у(скорости потока)

0=8*У«Рг давления насыщенного пара Рб^). парциального давления пара Рп(),

и-и

Х=0.622*(ср*Рз)/( 100-й *Рб)

^=^-0.01 РшЧО

Рз"=65.3375а-и-Рт'(и

А

Коррекция параметров

у=У*4.6+2

сглаживание сро

Г

и„=ип.гО*(Х-Х')/М*Дт

и=цип)+и1-ип)

Т. Тп+^е-т „- Г„.1у(т„-г Хп) +

ЭЦ-(Дип- дЧп-!)

Сигнал на отключение сушильной установки.

выход

3

Рис. 3. Алгоритм расчета параметров материала по состоянию осушающего агента:

и0 — начальное влагосодержание материала;!^,, — конечное влагосодержание материала; и,ф — критическое влагосодержание; ип — влагосодержание материала рг — плотность осушающего агента; V — скорость осушающего агента; в — диаметр воздуховода; X — влагосодержание отработанного агента; X' — начальное влагосодержание агента.

Константы скорости сушки во втором периоде сушки определяли по методу А.В.Лыкова с использованием приведенной критической влажности и,ф пр

где и^, — критическое приведенное влагосодержание; ир - равновесное влагосодержание; К — коэффициент пропорциональности.

Для подтверждения достоверности построенной модели сушки производились прямые измерения влажности продукта.

Влажность материала в процессе сушки определялась по ГОСТ 1936-85 и ГФ-XI (2 часть, стр. 285-286). В определенные моменты времени производился отбор материала из сушилки и его взвешивание. Убыль массы материала фиксировалась весами типа ВНЦ-2.

По массе влажного материала и известной массе сухого продукта, можно рассчитать его влагосодержание:

мте мтв

где Мщ, - масса влаги в материале; Мтв - масса сухого материала; Мк — измеренная масса в процессе сушки

или абсолютную влажность материала

Мтв

Согласно ТУ на производство пищевых добавок, конечная влажность материала должна составлять 5 - 7%. Конечная масса, до которой производится сушка, рассчитывается следующим образом:

КОН Ш€ N

где ик0„ = 5-7% — конечное влагосодержание материала.

По полученным в ходе эксперимента данным строились кривые сушки и=£(т) для материалов, участвующих в эксперименте.

Кривые скорости сушки ёи/ёт=Ди) строились по точкам, полученным путем дискретного дифференцирования функции и=Г(т) с использованием специального программного обеспечения.

В четвертой главе «Моделирование процесса в псевдоожиженном слое» получены уравнения взаимосвязи кинетических характеристик процесса путем применения регрессионного анализа. Рассмотрены экономические аспекты внедрения системы мониторинга и контроля на производстве.

По результатам экспериментальной работы были определены начальные и конечные параметры процесса сушки, произведена оценка исследуемых параметров.

На основе экспериментальных данных был произведен расчет параметров процесса сушки. Произведена оценка разработанной математической модели и осуществлен сравнительный анализ ее с экспериментальными данными.

В ходе экспериментов был получен на бор параметрических данных процесса сушки рис. 4. Для получения осредненных значений температуры и влажности осушающего агента использовался метод "скользящего среднего".

- Относительная «лажность -Температура сух Ш Влажность материала |

2 <? к Я Б

Рис. 4. Кривые температуры, влажности осушающего агента и кривая сушки материала.

В результате обработки экспериментальных данных были получены обобщенные кривые влажности и температуры осушающего агента, а также влагосодержания материала рис. 5 и рис. 6.

Рис. 5. Обобщенные кривые относительной влажности и температуры агента: 1- материал 1; 2 - материал 2; 3 - материал 3.

50,0 л

«5,0 •

* «0.0 ■ л

5 39,0 -

1 30.0 ■ ш

25.0 • 20,0 ■ 15,0 -10,0 -5,0 •

Л.

'г

Л # Л Д ^ ^ Л >0 «(V Л ф А Ф.<®

Рис. 6. Обобщенные данные сушки материалов: ш материал I; 0

материал 2; А материал 3.

Используя математическое описание процесса сушки, по экспериментальным данным мы рассчитали параметры материала ( рис.7).

^ ^ ^ ч<? <1? л? «р?Л л?^ <?? «Р ¿¡>

Рис. 7. Расчетные кривые температуры и влажности материалов: ■ материал 1; О материал 2; А материал 3.

Для проверки гипотезы о равенстве средних значений использовался I-критерий для а=0.95, гипотеза подтвердилась. Полученные кривые ачажности материала согласуются с результатами исследований других авторов. Таким образом, можно говорить, что построенная модель процесса сушки материала по параметрам осушающего агента адекватна.

Ввиду особенностей процесса сушки с рециркуляцией, разность между температурой материала и осушающего агента не должна превышать 2-4 °С, что подтвердилось результатами расчетов.

На основе анализа кривых сушки и скорости сушки (рис. 8) рассчитывались коэффициенты скорости процесса в первом и втором периодах.

0.01000 0.00900 0.00800

К

£ 0.00700 5 в

0.00600 0.00500 0.00400 . 0.00300 0.00200 0.00100 о.ооооо

885 5 ;гпг58!г38ис88?8йа8:5 8!;

8 5 5 5 8 5 I! К 8 Я К 8 ! " Г" «•■-•»■«-■->'■"«•" * »- - ">-

и.м

Рис. 8. Кривые скорости сушки ёи/ёт=:Г(и) :-+- материал 1; ^ материал 2; материал 3.

Как видно из полученных данных, материалы имеют схожие виды связи с влагой, тем не менее, материал 2 имеет большее массообменное сопротивление, чем материалы 1 и 3.

Во втором периоде сушки снижение скорости удаления влаги из материала происходит по экспоненциальному закону, причем кривые своей выпуклостью обращены в сторону оси абсцисс. Такой характер кривых скорости сушки соответствует по классификации влажных материалов (по А.В.Лыкову) материалам 2-го типа (капиллярно-пористые). Температура материала во всех случаях является монотонно возрастающей функцией.

В исследовании произведен сравнительный анализ экспериментально полученных констант скорости сушки в первом периоде и теоретически рассчитанных коэффициентов внешнего влагопереноса. Коэффициент массоотдачи в первом периоде сушки зависит от скорости сушильного агента, его температуры, а также от условий обтекания поверхности воздухом (форма и размеры поверхности), т.е. характеризуется влагообменным критерием N11.

Для выявления параметров, наиболее полно отражающих динамику и кинетику процесса, необходимо оценить меру связи между параметрами осушающего агента и материала.

Таблица 1

Коэффициенты корреляции между параметрами осушающего агента и

параметры газа материала <Р,% X,кг/кг Сс 1 °С М> V " .

им,% 0.63,0.9,0.66 -0.18,0.02,-0.56 -0.94,-0.99,-0.96 -0.73,-0.7,-0.86

0.08,0.31,-0.59 -0.96,-0.98,-0.97 -0.84,-0.75,-0.92

сШ/скр, %/с 0.9,0.88,0.96 0.99,0.99,0.99 -0.3,0-0.42,-0.53 0.41,0.34,0.85

Температура осушающего агента имеет значительную линейную зависимость с влажностью материала в процессе сушки рис. 9. Однако использовать данную зависимость затруднительно ввиду того, что термограмма агента зависит от массы влажного материала, степени рециркуляции агента и других факторов.

Как видно из таблицы 1, влагосодержание осушающего агента имеет значительную линейную зависимость со скоростью сушки материала. Таким образом, целесообразно получение аналитического выражения данной зависимости и ее анализ.

» •>. ч ч

»«¡ей!!;::

одемяд

Рис. 9. Аппроксимация термограммы осушающего агента и кривой сушки материала экспоненциальной зависимостью.

Аппроксимация кривой скорости процесса сушки производилась логарифмической зависимостью (9)

^ =(Л1п(г) +Я). (9)

ат

Обобщенное уравнение, описывающее кинетику сушки исследуемых материалов можно представить в виде:

О

— (10) м

где А и В — константы, зависящие от типа материала; С — массовый расход воздуха, кг/с; М - расход по мокрому материалу, т * 18 - время за период, с; ик -искомая величина влажности материала, ин — начальная величина влажности материала. Для материалов были найдены коэффициенты А и В: А=4.75 В=2.45 (МКЦЗ),А=3.4 В=2.459 (МКЦ1),А=2.27 В=5.71 (ламинария).

С целью создания условий для автоматизации процесса сушки были получены обобщенные уравнения взаимосвязи кинетических характеристик процесса.

Компьютерная обработка экспериментальных данных с применением метода регрессионного анализа позволила получить степенную зависимость выходного параметра и от факторов, влияющих на процесс:

и = АеВт, (п)

где и — влагосодержание материала, А и В — константы, зависящие от типа материала, начального влагосодержания, температуры осушающего агента:

А=29.41,В=-0.0042(МКЦЗ); А=28.56,В=-0.0049(МКЦ1); А=30.57,В=-0.0075(ламинария).

0.0

По предложенным кинетическим зависимостям были построены кривые сушки рис.10.

Средние относительные ошибки аппроксимации первой и второй модели не превышают 7%. Зависимость (10) удобнее использовать при расчете процесса, т.к. параметры процесса входят в уравнение в явном виде и данную зависимость достаточно легко интегрировать в систему контроля параметров материала в процессе сушки.

Полученные уравнение согласуются с математической моделью процесса сушки и рассчитанными коэффициентами скорости сушки.

Расчеты и анализ параметров процесса сушки производились с применением программ MathCAD и Microsoft Excel.

В заключении представлены основные выводы и результаты работы, а также задачи, требующие дальнейшего решения. ,

В приложения вынесены исходные тексты программы мониторинга и контроля технологических параметров, экспериментальные кривые параметров процесса и каталог используемых приборов с кратким техническим описанием.

Основные результаты диссертационного исследования заключаются в следующем:

1. Определены математические зависимости между температурой и влажностью осушающего агента и материала. Причем термограмма материала с некоторыми допущениями соответствует термограмме осушающего агента на выходе из сушильной камеры;

2. Спроектирована и испытана автоматизированная система мониторинга для исследования параметров процесса сушки;

3. Проведено экспериментальное исследование процесса сушки трех видов таблетсмесей;

4. Предложена математическая модель процесса сушки, связывающая влажность, температуру агента и влагосодержание материала;

5. Обосновано использование параметра «влагосодержание осушающего агента», зависящего от относительной влажности и температуры осушающего агента. Математическая модель, построенная по кривой влагосодержания, наиболее полно отражает кинетику процесса сушки и может быть применена при различных параметрах процесса сушки;

6. Предложен и реализован алгоритм определения параметров материала по состоянию осушающего агента;

7. Разработан аппаратный комплекс мониторинга и контроля технологических параметров процесса сушки;

8. Предполагаемый экономический эффект от внедрения ^созданного программно-аппаратного комплекса для сушки многокомпонентных фармацевтических смесей в кипящем слое составит более 3 665 ООО рублей за десятилетний период.

Основное содержание диссертационного исследования опубликовано в следующих работах:

1. Замятин В.И., Липин A.B. Приборы мониторинга и контроля параметров сушилки-гранулятора в псевдоожиженном слое// Материалы третьей международной научно-технической конференции "ИКИ-2002".-Барнаул:Изд. Азбука, 2002. - 38 с.

2. Замятин В.И., Липин A.B. Использование технологии MicroLAn при автоматизации сушилки-гранулятора в псевдоожиженом слое//Ползуновский вестник. - Барнаул:Издательство АлтГТУ, 2002. - №1. - с. 149-153.

3. Замятин В.И., Липин A.B. Проблемы разработки программно-аппаратного комплекса для установки гранулирования и сушки//' Материалы третьей международной научно-технической конференции "ИКИ-2003". - Барнаул:Изд. Азбука, 2003. - с. 39-40.

4. Замятин В.И., Липин АЛЗ. Автоматизированная система управления технологическими параметрами сушилки в псевдоожиженном слое// Материалы международной научно-технической конференции "ИКИ-2003".-Барнаул :Изд. АлтГТУ, 2003. - с. 96-97.

5. Замятин В.И., Липин A.B. Кинетика сушки микрокристаллической целлюлозы в псевдоожиженном слое // Вестник Алтайского государственного технического университета. Приложение к изданию «Ползуновский альманах» // Алт. Гос. Тех. Ун-т им И.И.Ползунова.-Бэрнаул:Издательство АлтГТУ, 2006. - с. 83-84:

6. Замятин В.И., Липин A.B. Комплекс приборов однопроводной сети microlan для мониторинга сушилок с псевдоожиженным слоем // Вестник Алтайского государственного технического университета. Приложение к изданию «Ползуновский альманах» // Алт. Гос. Тех. Ун-т им И.И.Ползунова.-Барнаул:Издательство АлтГТУ, 2006. - с. 79-82.

1. Замятин В .И., Липин A.B. Анализ кинетики конвективной сушки гранулированной микрокристаллической целлюлозы в установках с псевдоожиженным слоем// Вестник Алтайского государственного технического университета. Приложение к изданию «Ползуновский альманах» // Алт. Гос. Тех. Ун-т им И.И.Ползунова.-Барнаул:Издательство АлтГТУ, 2006. - с. 85-88.

8. Липин A.B. Интеллектуальная система обработки информации в сушильных установках кипящего слоя // Ползуновский альманах. - 2006. — №4. — с. 47-48.

9. Липин«, A.B. Кинетика конвективной сушки многокомпонентных фармацевтических смесей // МИТС-НАУКА: международный научный вестник: сетевое электронное научное издание - Ростов-на-Дону :РГУ ;№3. — 2006. — 6 е.: http://. www.reos.ru.

Подписано в печать 22.11.2006 г. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. У сл.пл. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 2006-/32

Отпечатано в типографии АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД №28-35 от 15.07.1997 г.

Введение.

1 Теоретические представления о процессе конвективной сушки дисперсных материалов

1.1 Основные положения теории тепло- и массообмена.

1.2 Техника и технология процесса конвективной сушки мелкодисперсных материалов

1.2.1 Конвективная сушка.

1.2.2 Классификация объектов сушки.

1.2.3 Классификация сушильных аппаратов кипящего слоя.

1.2.4 Периодически действующие сушилки кипящего слоя.

1.2.5 Сушилки с импульсным кипящим слоем.

1.2.6. Регулирование движущей силы процесса сушки.

1.3. Основные направления совершенствования техники и технологии процесса сушки мелкодисперсных химико-фармацевтических смесей с применением метода псевдоожижения.

1.4. Выбор и обоснование направления диссертационных исследований

2 Математическая модель процесса конвективной сушки в псевдоожи/кенном слое с рециркуляцией осушающего агента

2.1 Математическое описание процессов теплообмена.

2.2 Влажность материала в процессе сушки.

2.3 Гидродинамика кипящего слоя.

2.4 Температура материала в процессе сушки.

2.5 Скорость убыли влаги из материала в процессе сушки.

2.6 Математическая модель процесса сушки в кипящем слое с рециркуляцией осушающего агента.

3 Экспериментальная установка и методика проведения эксперимента процесса конвективной сушки в кипящем слое

3.1 Конструкция сушилки с псевдоожиженным слоем.

3.2 Приборы измерения и контроля технологических параметров

3.2.1 Сеть приборов как единая система сбора информации.

3.2.2 Приборы измерения температуры сушильного агента.

3.2.3 Приборы измерения влажности осушающего агента.

3.2.4 Приборы измерения скорости потока осушающего агента.

3.2.5 Приборы контроля механизмов и узлов сушилки.

3.2.6 Каналы связи приборов и ЭВМ.

3.3 Экспериментальная сушильная установка с автоматизированным контролем.

3.4 Методика мониторинга температуры материала и осушающего агента в процессе сушки.

3.5 Методика мониторинга влажности осушающего агента.

3.6 Методика мониторинга убыли влаги в материале в процессе сушки

3.7 Методика мониторинга скорости потока и массового расхода осушающего агента в процессе сушки.

3.8 Подготовка материалов к эксперименту и методика его проведения.

3.9 Расчет влажности и температуры материала по состоянию осушающего агента.

3.10 Расчет кинетических характеристик многокомпонентных смесей.

3.11 Подготовка и планирование эксперимента.

4 Исследование процесса сушки многокомпонентных смесей в кипящем слое

4.1 Обработка экспериментальных данных.

4.2 Кинетика сушки материалов в процессе сушки.

4.3 Расчет параметров материала по состоянию осушающего агента.

4.4 Анализ процесса сушки.

4.5 Моделирование процесса сушки

4.5.1 Введение.

4.5.2 Закономерности кинетики влагообмена при сушке.

4.5.3 Математическая обработка экспериментальных данных.

4.6 Оценка технического эффекта от внедрения АСУТП на базе разработанных методик контроля технологических параметров.

4.7 Оценка экономической эффективности от внедрения АСУТП.

4.8 Техническая реализация метода контроля технологических параметров в псевдоожиженном слое.

Актуальность работы. В процессе производства химико-фармацевтической продукции широко используется конвективная сушка. Одной из ее разновидностей является сушка в псевдоожиженном (кипящем) слое. Очевидными достоинствами псевдоожиженных систем являются такие параметры, как развитая поверхность контакта твердого материала и осушающего агента, высокие теплообменные характеристики, возможность непрерывного ввода и вывода твердой фазы.

На этапе сушки формируются эксплуатационные характеристики продукта, его химико-физические свойства. От качества сушки, в итоге, напрямую зависит качество конечного продукта (таблетки, порошка, капсулы и др.). В свою очередь, процесс сушки в псевдоожиженном слое недостаточно изучен, и решение таких задач, как интенсификация и контроль процесса, затруднено. В связи с этим, появляется необходимость разработки новых способов мониторинга и контроля процесса сушки в псевдоожиженном слое, позволяющих повысить качество продукции, улучшить возможности интенсификации, сократить энергозатраты и уменьшить потери за счет автоматизации.

Таким образом, мониторинг и контроль процесса сушки в псевдоожиженном слое является актуальной задачей, имеющей большое прикладное значение.

Цель диссертационной работы заключается в разработке программно-аппаратного комплекса мониторинга и методики контроля технологических параметров процесса сушки химико-фармацевтических смесей в псевдоожиженном слое.

Задачи исследования:

• Рассмотреть математическую модель сушки в псевдоожиженном слое, связывающую параметры осушающего агента и материала; Разработать алгоритм вычисления параметров материала по состоянию осушающего агента в псевдоожиженном слое;

• Определить набор необходимого аппаратного обеспечения для мониторинга параметров псевдоожиженного слоя;

• Спроектировать и изготовить экспериментальную установку для мониторинга и контроля технологических параметров процесса сушки;

• Провести экспериментальные исследования процесса сушки химико-фармацевтичских смесей в кипящем слое на производстве;

• Исследовать процесс сушки и провести анализ полученных данных;

• Синтезировать программно-аппаратный комплекс на основе полученных результатов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач при выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Экспериментальные исследования проводились на базе производственного предприятия ООО «Химфарм» г. Барнаул.

Научная новизна работы:

• Сделано теоретическое и экспериментальное обоснование рациональной модели процесса сушки многокомпонентных химико-фармацевтических смесей; Разработана методика, позволяющая определять параметры материала в процессе сушки по состоянию осушающего агента, не рассматривая другие технологические параметры.

Практическая ценность работы:

• Разработанная система мониторинга и контроля параметров кипящего слоя позволила сократить длительность сушки, увеличить выход готового продукта, улучшить качество готового продукта, осуществить автоматизацию процесса;

• Получены обобщенные кинетические зависимости параметров ряда химико-фармацевтических материалов;

• Разработанный метод контроля параметров кипящего слоя позволяет синтезировать автоматические системы контроля широкого круга использования. Подобные системы могут быть использованы для решения широкого круга задач, связанных с контролем параметров производственных процессов.

Реализация научно-технических результатов:

В результате проведенных исследований была разработана программно-аппаратная система контроля влажности дисперсных материалов в сушилках кипящего слоя СГ-30. Система внедрена на производственное предприятие ООО «Химфарм» г. Барнаул.

На защиту выносятся:

• Методика экспериментального определения параметров процесса сушки по характеристикам параметров сушильного агента;

• Методика контроля технологических параметров химико-фармацевтических смесей при сушке в кипящем слое с использованием приборов DS2438, HIH3610, ротаметра на базе сети microlan;

• Алгоритм вычисления температуры и влажности материала на основе параметров осушающего агента.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены в докладах на конференциях: «Измерение, контроль, информатизация -2002, 2003» , "Виртуальные и интеллектуальные системы -2006".

Публикации. По материалам выполненных в диссертационной работе исследований опубликовано 8 печатных работ, в которых изложено основное содержание диссертации.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов исследования, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание изложено на 125 страницах машинописного текста, содержит 26 иллюстраций и 9 таблиц. Список литературы состоит из 92 наименований.

Основные результаты диссертационного исследования заключаются в следующем:

1. Определены математические зависимости между температурой и влажностью осушающего агента и материала. Причем, термограмма хМатериала с некоторыми допущениями соответствует термограмме осушающего агента на выходе из сушильной камеры. Это позволяет интенсифицировать процесс сушки;

2. Спроектирована и испытана автоматизированная система мониторинга для исследования параметров процесса сушки;

3. Проведено экспериментальное исследование процесса сушки трех видов смесей. Определены кинетические характеристики процесса конвективной сушки материала в кипящем слое;

4. Разработана математическая модель процесса сушки, связывающая влажность, температуру процесса и влагосодержание материала;

5. Обосновано использование параметра «влагосодержание осушающего агента», зависящего от относительной влажности и температуры осушающего агента. Математическая модель, построенная по кривой влагосодержания, наиболее полно отражает кинетику процесса сушки и может быть применена при различных параметрах процесса сушки;

6. Разработан программно-аппаратный комплекс мониторинга и контроля технологических параметров процесса сушки;

7. Предполагаемый экономический эффект от внедрения созданного программно - аппаратного комплекса для сушки многокомпонентных фармацевтических смесей в кипящем слое составит более 3 665 ООО рублей за десятилетний период.

1. Хвастунин Ю.А. Гранулирование и обжиг в псевдоожиненном слое. -Киев,1988,- 158 с.

2. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. -М.:Химия,1987.-с. 10-327.

3. Азизов A.M. Анализ технологических процессов. Л.:Химия,1991. - с. 38-66.

4. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. -Л.:Химия,1968.-с. 431-470.

5. Назаров С.В., Барсуков А.Г. Измерительные средства и оптимизация вычислительных систем. М.:Радио и связь, 1990. - 248 с.

6. Аристова Н.И, Корнеева А.И. Промышленные программно-аппаратные средства АСУТП на российском рынке. М:., 2001. - с. 9-16.

7. Анштейн В.Г, Баскаков А.П. Псевдоожижение.-М.:Химия,1991. -7 с.

8. Голант А.И., Альперович Л.С., Васин В.М. Системы цифрового управления в химической промышленности. М.:Химия, 1991. -255 с.9. http://www.infrost.ru

9. Ю.Электронный справочник приборов HONEYWELLhttp://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditvmoisture/11. http://www.epluse.yns.ru/download/db/datasheet EE06.pdf

10. Электронный справочник по кремниевым датчикам http://www.dalsemi.eom/datasheets/pdfs/l 821 .pdf

11. Электронный справочник по полупроводниковым приборам http://www.national.com/ds/LM/LM76.pdf14. http://www.analog.com/pdf/tmp034.pdf15. http://sdb-ois.asm.md/SDB/Products/index.htm

12. Электронный каталог оборудования Vaisala http://www.vaisala.com

13. Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов (пер.с англ. под редакцией Н.И. Гельперина). М.:Химия,1974. - с. 325-330.

14. Лыков B.J1. Сушка в химической промышленности. М.:Химия,1970. -с. 27-432.

15. Шински Ф. Управление процессами по критерию экономии энергии (пер.с англ. под редакцией Е.К. Маслова).-М.:Мир, 1981. 387-с.

16. Журнал N24 "МИР КЛИМАТА" http://mir-klimata.apic.ru/archive/24/14.html?prtv—1.

17. Павлов И.Н., Куничан В.А.,Денисов Ю.Н., Севодина Г.И. Кинетика контактной сушки микрокристаллической целлюлозы при механическом перемешивании// Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ».-2002-с. 6-9.

18. Электронный справочник http://www.eurolab.ru/.

19. Замятин В.И., Липин А.В. Использование технологии MicroLAn при автоматизации сушилки-гранулятора в псевдоожиженом слое // «Ползуновский вестник» // Алт. Гос. Тех. Ун-т им И.И.Ползунова.-БарнаулИздательство АлтГТУ, 2002. с. 149-151.

20. Белоглазов И.Н., Муравьев А.И Интенсификация и повышение эффективности химико-технологических процессов. Л.:Химия, 1987. -79 с.

21. Минскер И.Н., Ицкович Э.Л. Методы анализа АСУ химико-технологическими процессами.-М.:Химия, 1990.-41 с.

22. Кафаров В.В., Дорохов И.Н Системный анализ процессов химической технологии. -Л.:Наука, 1976.- с. 199-259.

23. Замятин В.И., Липин А.В. Приборы мониторинга и контроля параметров сушилки-гранулятора в псевдоожиженном слое// Материалы третьей международной научно-технической конференции "ИКИ-2002". -Барнаул:Изд. Азбука,2002. 38 с.

24. Замятин В.И., Липин А.В. Проблемы разработки программно-аппаратного комплекса для установки гранулирования и сушки//

25. Материалы третьей международной научно-технической конференции "ИКИ-2002". Барнаул:Изд. Азбука,2002. - с. 39 - 40.

26. Замятин В.И., Липин А.В. Автоматизированная система управления технологическими параметрами сушилки в псевдоожиженном слое// Материалы международной научно-технической конференции "ИКИ-2003". Барнаул:Изд. АлтГТУ,2003. - с. 96 - 97.

27. Голубев Л.Г., Сажин Б.С. Валашек Е.Р. Сушка в химико-фармацевтической промышленности. М.: Медицина, 1978. - 272 с.31 .Рашковская Н.Б. Сушка в химической промышленности. Л.: Химия. Ленингр. отделениение, 1977.-263 с.

28. Техническое описание сушилок типа СГ-30 , http://www.valday.ru/~phmop/sg.html.

29. Справочные данные по микрокристаллической целлюлозе (МКЦ). Сайт производителя), http://mk-center.ru.

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

31. Филорикьян Д.Ф., Гилтерин Н.И. Сушка материалов в аппаратах с псевдоожиженным слоем и во взвешенном состоянии. ХФП, 1978. - № 2. -с. 44-34.

32. Репринцева С.Н., Федорович Н.В. Новые методы термообработки и сушки химико-фармацевтических препаратов. Наука и техника, 1979. -186 с.

33. Ламм Э.Л. Анализ схем сушильных установок с замкнутым циклом теплоносителя. В сб. научных трудов под ред. Коровнина Е.В., Корягина А.А. - М.: НИИХИММАШ. 1981.-е. 67-69.

34. Корягин А.А., Щедрина Н.Е. Рекомендации по выбору аппаратов для химической промышленности. В сб. научн. трудов под ред. Коровнина Е.В., Корягина А.А. - М.: НИИХИММАШ, 1981. - с.65-67.

35. Любошиц И.Л., Слободкин Л.С., Пикус И.Ф. Сушка дисперсных термочувствительных материалов. Минск: Наука и техника, 1969. -97с.

36. Андреев С.Е., Товаров В.В., Перов В.А. Закономерности уменьшения и исчисление характеристик гранулометрического состава. М.: Металлургиздат, 1959. - 167 с.

37. Езерский M.JI. Исследование структурно- механических характеристик некоторых антибиотиков. //ХФЖ. 1970. - №10. - с.54 - 56.

38. Дзядзио A.M., Кеммер А.С. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1967. - 295 с.

39. Кафаров В.В, Мешалкин В.П., Гурьева JI.B. Оптимизация теплообменных процессов и систем. М.:Энергоатомиздат,1987. - с.6 - 35.

40. Кафаров В.В., Ветохин В.Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств. М.:Наука, 1987. - с. 52-120.

41. Лыков А.В Тепломассообмен справочник. -М.:Энергия, 1978.

42. Лыков М.В., Леончик Б.И. Распылительные сушилки. -М.Машиностроение, 1966. 306 с.

43. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Уч. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1991.-400 с.

44. Любошиц И.Л., Слободкин Л.С., Пикус И.Ф. Сушка дисперсных термочувствительных материалов. Минск: Наука и техника, 1969. -97с.

45. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1971.-784 с.

46. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу ПАХТ. Л.: Химия, 1987. - 575 с

47. Романков П. Г., Фролов В. Ф., Флисюк О. М., Курочкина М. И. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Л.: Химия, 1993.-496 с.

48. Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.:Химия, 1987. - 496 с.

49. Процессы и аппараты пищевых производств: Лабораторный практикум // Под общей редакцией В. Н. Стабникова. Киев: Вища школа, 1986. - 175 с.

50. Массопередача в системах с жидкой фазой: Лаб. работы. / Сост. Е. И. Преображенский, В. А. Набатов, В. Н. Куприянов, В. Н. Ладыжский. -Тамб. ин-т хим. маш. Тамбов, 1983. 16 с.

51. Каталог приборов на базе продкуции Dallas Semiconductor http://www.eline.ru.

52. Дворецкий С.И., Егоров А.Ф., Дворецкий Д.С. Компьютерное моделирование и оптимизация технологических про-цессов и оборудования. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. - с. 75-81.

53. Процессы и аппараты пищевых производств (массообменные процессы): Лаб. работы / Сост. В. А.Набатов, Т. В. Павлова, В. М. Нечаев, А. Б.Мозжухин, Е. А. Сергеева. Тамбов: Изд-во Тамб. гос.техн. ун-та, 2002.- 15 с.

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

55. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия.- 1968. - 470 с.

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

57. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М. -Л.: ГЭИ.-1956.-464 с.

58. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Гостехиздат, 1954.-296 с.

59. Нерпин С.В., Чураев Н.В. Кинетика испарения влаги из капиллярно-пористых тел//ИФЖ, 1965. Вып. 8. -с. 22-26.

60. Никитина Л.М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М.: Энергия, 1968. - 500 с.

61. Жбанков Р.Г., Козлов П.В. Физика целлюлозы и ее производных. -Минск, 1983.-296 с.

62. Липин А.В. Интеллектуальная система обработки информации в сушильных установках кипящего слоя // Ползуновский альманах. 2006. -N4.-с. 47-48.

63. Баттиста О.А. Микрокристаллическая целлюлоза // Целлюлоза и ее производные / Пер. с англ.; под редаецией Н. Байклза и Л. Сегала Т. 2. -М., 1974.-с. 412-423.

64. Петропавловский Г.Я., Котельникова Н.Е. Микрокристаллическая целлюлоза (обзор) // Химия древесины. 1979. №6. с. 3-21.

65. Торопцева A.M., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. -Л., 1972.- 106 с.

66. Липин А.В. Кинетика конвективной сушки многокомпонентных фармацевтических смесей // МИТС-НАУКА: международный научный вестник: сетевое электронное научное издание Ростов-на-Дону:РГУ;№3. - 2006. - 6 е.: http://www.reos.ru.

67. Методы исследования целлюлозы // Под ред.В.П. Карлевана. Рига, 1981. -358 с.

68. Массообменные процессы с твердой фазой: Лаб. работы. / Сост. Т. В. Павлова, В. Б. Коробов, В.М.Нечаев, В. Н. Ладыжский. Тамбов:Тамб. ин-т хим. маш., 1981. - 20 с.

69. Массообменные процессы: Лаб. раб. / Сост. Павлова Т. В., Наба- тов В. А., Куприянов В. Н.,Коробов В. Б., Нечаев В. М. Тамбов:Тамб. ин-т хим. мат., 1991. - 48 с.

70. Кришер О. Научные основы техники сушки. М.: Изд-во иностр.лит., 1961.-539 с.

71. Мухиддинов Д.Н., Юнусов Ю.Х., Юфа А.И. Сушка порошкообразной целлюлозы в аппарате с фонтанирующим закрученным потоком теплоносителя в присутствии инертного материалаЛ Химическая промышленность. 1984. -№5. с. 307-308.

72. Лущиков В.В. Нестационарный теплообмен поверхности со слоем перемешиваемого дисперсного материала// Тепломассоперенос в аппаратах с дисперсными системами. Минск: ИТМО АН БССР, 1983. -с. 3-9.

73. Бараз В.Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel. -Екатеринбург, 2005. с. 53-70.

74. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.:Физматлит, 2001. - 320 с.

75. Цирлин A.M., Миронова В.А., Крылов Ю.М. Сегрегированные процессы в химической промышленности. М.: Химия, 1986. - 232 с.

76. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. Учеб. пособие для вузов. -М.: Наука, 1989.-432 с.

77. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов. Л.: Химия 1987.-208 с.

78. Дудников Е.Г., Балакирев B.C. и др. Построение математических моделей химико-технологических объектов. М.: Химия, 1970. - 312 с.

79. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1986. - 366 с.

80. Ахназарова C.J1., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1978. -319с.

81. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство или наука. - М.: Мир, 1978.-318 с.

82. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов.-13-е издание, исправленное. М.: НаукаД986. - 176с.

83. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. М.: Наука, 1978,-575 с.

84. Last reading for tracking of a 'change' */ protected String lastReading

85. JTextField jTextFieldl = new JTextFieldО;

86. JPanel jPanell = new JPanelО;

87. JLabel jLabell = new JLabelO;

88. JTextField jTextField2 = new JTextField();

89. JLabel jLabel2 = new JLabelO;

90. JLabel jLabel3 = new JLabelO;

91. JTextField jTextField3 = new JTextField();

92. JLabel jLabel4 = new JLabelO;

93. JLabel jLabelS = new JLabelO;

94. XYLayout xYLayoutl = new XYLayoutО;

95. Vector owdvect = new Vector (5); Vector humiditydevices = new Vector(1); double HUM = 0; double ?EM = 0;get the default adapter and show header DSPcrtAdapter adapter = OneWireAccessProvider.getDefaultAdapterО;

96. System.out.println("Adapter: " + adapter.getAdapterName(} + " Port: " + adapter.getPortName()); System.out.println(); System.out.println("Devices Found:");

97. OneWireContainer cwd = (OneWireContainer)owdenum.nextElement(); System.out.print(owd.getAddressAsString() ) ;if (owd instanceof HumidityContainer) // add HUM device {humiditydevices.addElement(owd);

98. System.cut.println(" Humidity Sensor, Relative=" + ((HumidityContainer)owd).isRelative ()) ;else

99. System.out.println(" NOT Humidity Sensor"); if ((owd instanceof SwitchCcntainer)) owdvect.addElement(owd);if (humiditydevices . size() == 0) throw new Exception("No Humitiy devices found!");display device found System.out.println();

100. System.out.println("Hit ENTER to stop reading humidity"); SwitchContainer sw;// = (SwitchContainer)cwdvect.elcmentAt (0); TemperatureCcntainer tc = (TemperatureContainer)humiditydevices.elementAt(0); // i byte. state = tc.readDevice();

101. HumidityContainer he = (HumidityContainer) huir.iditydevices. elementAt (0) ; // ilog ( ((OneWireContainer)he).getAddressAsString() ); inc tt = 0,hh = 0; // flags // loop and read RH or ENTER to quit

102. TemperatureContainer tc = (TemperatureContainer)humiditydevices.elementAt(0); // i state = tc.readDevice () ; tc.aoTemperatureConvert(state); // read the result of the conversion

103. TEM = tc.getTemperature(state); if ( TEM < (TEMLIMIT INERLIMIT) ) { // turn ON device if (tt ! = 1) { //state = sw.readDevice(); sw.setLatchState(l,true,false, state);sw.writeDevice(state);

104. System.out.println("ON ten");log ("ON ten")tt=l ;if ( TEM > (TEMLIMIT INERLIMIT + 1.5 ) ) // turn OFF device { if (tt == 1) { //state = sw.readDevice(); sw.setLatchState(1,false, false, state); sw.writeDevice(state);

105. System.out.printIn("OFF ten");log ("OFF ten"); } tt=0;1. HunidityContainer he =

106. Double dl = new Double(jTextField3.getText().toString());

107. ERLIMIT = ( dl.doubleValue() > 0 ) ? dl.doubleValue() : 5.0 ; System.out.println("Inertion has been chanded to "+dl.doubleValue());void jTextField2keyPressed(KeyEvent e)if (e.getKeyCode() == 10) j?extField2mousePressed(null);

108. System.out.println(e.getKeyCode()); }void jTextFieldlkeyPressed(KeyEvent e)if (e.getKeyCode() == 10)jTextFieldlmousePressed(null); }void jTextField3keyPressed(KeyEvent e)if (e.getKeyCode() == 10)j TextField3mousePressed(null); }j * *

109. Logs the current reading with the provided value */public void log(String value)

110. Аппаратное обеспечение системы контроля параметров процесса сушки

111. Мониторинг температуры и влажности осушающего агента производился прибором ML 38Н производства HTJ1 ЭлИн рис. 1.1. Рис. 1. Прибор ML38h.

112. Связь системы контроля параметров процесса сушки с внешними узлами сушилки осуществлялась через электронно-управляемые ключи ML07H, на базе прибора DS2406 рис. 2.1. Рис. 2. Прибор ML06H.

113. Экспериментальные данные процесса конвективной сушки

114. Рис. 1. Экспериментальные данные: относительная влажность, температура осушающего агента и влагосодержание материала при сушке ламинарии.

115. II I 41 I I 111 I II I I II 4 IN II I Ii и 11 и 11 и 11 и 11 пи и i и i

116. И I II I I II I HI I I II I I И I II I I II I I II I

117. F Q" <? <Г & ч4' 0' ❖ ^ $ ■О' Ф" V & # # t?'1. Время,t

118. Рис. 2. Экспериментальные данные: относительная влажность, температура осушающего агента и влагосодержание материала при сушке продукта 1.

119. Экспериментальные данные параметров процесса сушки материала 3 (МКЦ (90%), лактоза (5%), рябина (5%)) представлены на рис. 3.-Относительная влажность

120. Температура сух а Влажность материалаюозввйавааоакйвйвваввевйййвгггггг1. Время,t

121. Рис. 3. Экспериментальные данные: относительная влажность, температура осушающего агента и влагосодержание материала при сушке продукта 3.1. ООО «Химфарм»1. УТВЕРЖДАЮисполнительный директор предприятия

122. Елисеев Геннадий Александрович1. АКТсентября 2006 г.об использовании результатов кандидатской диссертационной работы Липина Антона Владимировича

123. Методику проведения исследований процесса сушки материалов в кипящем слое;

124. Аппаратный комплекс мониторинга параметров процесса конвективной сушки;

125. Алгоритм вычисления параметров материала по состоянию осушающего агента в составе программного комплекса контроля параметров.

126. Использование указанных результатов позволяет: повысить качество продукции, сократить время сушки, снизить энергозатраты и автоматизировать процесс.1. Исполнительный директор