автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Моделирование процессов распылительной сушки с учетом изменения показателей качества материала

На правах рукописи

005050891

Войновский Александр Александрович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШКИ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛА

05.17.08 Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

005050891

Работа выполнена на кафедре кибернетики химико-технологических процессов Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева

Научный руководитель Доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры кибернетики химико-технологических процессов РХТУ им. Д.И. Менделеева Меньшутина Наталья Васильевна

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедрой процессы и аппараты химической и нефтехимической промышленности Московского государственного открытого университета Ефремов Герман Иванович

Кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии неорганических веществ РХТУ им. Д.И. Менделеева Конькова Татьяна Владимировна

Ведущая организация Санкт-Петербургский государственный

технологический институт (технический университет)

Защита диссертации состоится «28» февраля 2013 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.204.03 в РХТУ им. Д.И. Менделеева по адресу: 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9, в конференц-зале.

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан января 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.204.03

А.В. Женса

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Распылительная сушка относится к массовым процессам химической, пищевой, химико-фармацевтической отраслям промышленности, поскольку позволяет получать из растворов, суспензий, эмульсий и паст конечный продукт в виде хорошо растворимого порошка или гранулята. Распылительная сушка может проводиться в большом диапазоне рабочих температур, процесс характеризуется малым временем контакта материала с горячим теплоносителем и высокой производительностью по испаренной влаге.

Качество высушенных продуктов, особенно термо- и ксеролабильных, часто сильно зависит не только от температуры нагрева и остаточного влагосодержания, но и от скорости их нагрева и обезвоживания в процессе сушки. Это вызвано сильной, обычно экспоненциальной, зависимостью происходящих при сушке химических, физико-химических и структурно-реологических превращений от текущего состояния капли/частицы.

Разработка математического описания, позволяющего прогнозировать не только изменение параметров состояния материала (температуры и влажности), но и изменение показателей качества продуктов в процессе сушки является актуальной задачей.

Работа проводилась в соответствии с заданием Министерства образования и науки РФ в рамках задания Минобрнауки России на проведение научных исследований по тематическому плану. Номер темы 1.13.10 «Разработка теоретических основ процессов получения наноструктурированных микропорошков для химической и фармацевтической отраслей промышленности» 2011-2014 гг.

Цель работы заключается в моделировании процессов распылительной сушки с учетом изменения качественных характеристик продуктов. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие научно-технические задачи: • Проведение экспериментальных и аналитических исследований распылительной сушки объектов различной природы: биопродукт — биосуспензия, содержащая дрожжи, обогащенные каротиноидами; органический продукт - эмульсия «масло в воде» (МВ); неорганический продукт — раствор алюмосиликата.

• Проведение регрессионного анализа результатов исследований с целью выявления ключевых факторов, оказывающих наибольшее влияние на получение материала с высокими показателями качества.

• Математическое описание и проведение вычислительных экспериментов для нахождения изменения таких характеристик материала, как температура и влагосодержание от времени пребывания в аппарате.

• Выбор типа уравнения деградации, определение входящих в него констант и расчет на его основе изменение показателей качества материала на основании экспериментальных и расчетных массивов данных.

• Развитие алгоритмов передачи многомерных массивов данных и стыковки программных модулей, необходимых для расчета сложных процессов химической технологии.

• Масштабирование процесса распылительной сушки с использованием разработанного математического описания и выдача рекомендаций по ведению процесса в аппарате промышленного масштаба с учетом прогнозируемого качества продукта.

Научная новизна. Развиты теоретические положения процесса сушки распылением и предложена методология расчетов, оценивающая изменение параметров качества материала в зависимости от свойств исследуемого объекта (энергии деактивации и других параметров), а также от: 1 - температуры; 2 - температуры и влагосодержания; 3 - температуры и скорости изменения влагосодержания; 4 — температуры и скоростей изменения влагосодержания, температуры.

Развиты алгоритмы передачи многомерных массивов данных и стыковки программных модулей, необходимых для расчета сложных процессов химической технологии.

Проанализировано влияние технологических параметров на сохранение антиоксидантных свойств, что крайне важно для многотонажного производства биологически активных добавок.

Выявлено влияние состава, условий приготовления эмульсии и параметров процесса на характеристики конечного продукта (эффективность инкапсуляции и

индекс окисленности). Изучено поведение оболочки микрокапсулы в процессе ее обезвоживания.

Проанализировано влияние параметров процесса на сохранение активного алюминия в продукте при получении сухих неслеживаемых форм с точки зрения минимизации энергетических затрат.

Развита методология прогнозирования поведения объекта на основе совокупности методов регрессионного анализа; механики сплошных сред; алгоритма обработки массивов данных для нахождения зависимостей, характеризующих проведение процесса в целом; метода многопараметрической оптимизации с использованием имитационного метода случайного поиска (метод роя пчел).

Практическая ценность. Проведен комплекс исследований процесса распылительной сушки для трех объектов, включая последующий регрессионный анализ и оптимизацию. Получены данные по кинетике сушки для объектов исследования.

Разработан программный модуль расчета изменения качественных характеристик материала в процессе распылительной сушки: антиоксидантной активности, индекса окисленности, количества активного алюминия.

На основании расчетных данных были даны рекомендации по организации процесса на установке промышленного масштаба, обеспечивающие достижение высокого качества рассматриваемых объектов исследования.

Апробация. Основные результаты диссертационной работы были изложены на Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии, Москва, 2009 гг.; Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Белгород, 2010 гг.; Европейском симпозиуме по информационным технологиям и управлению «ESCAPE», Краков, Искье, Халкидики, 2009 - 2011 гг.; Международной конференции по сушке «NDC», Рейкьявик, Хельсинки, 2009, 2011 гг.; Международной конференции в рамках X Московского Международного салона инноваций и инвестиций, Москва, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 4 работы в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 146 наименований, 3 приложений. Общий объем составляет 174 страницы печатного текста, включая 21 таблицу и 65 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена и обоснована актуальность поставленной задачи.

В первой главе проведен обзор современных областей применения технологии распылительного высушивания; эффектов, возникающих в процессе обезвоживания материалов; а так же существующих подходов к математическому описанию гидродинамики, тепло- и массообмена, распределению компонентов, кинетики деградации в результате теплового и осмотического эффектов, возникающих на уровне единичного включения.

В соответствии с целью работы и на основании результатов анализа литературы была сформулирована постановка задачи исследования и намеченные этапы ее решения.

Вторая глава описывает комплекс экспериментальных и аналитических исследований, регрессионный анализ полученных результатов в соответствии с блок-схемой, представленной на рис. 1. Экспериментальные исследования проводись на лабораторной установке Mini Spray Dryer В-290, BÜCHI. В случае получения эмульсии использовался погружной гомогенизатор Ultra Turrax Т18, IKA.

' Объект ^исследования Бносуспензия Водно-масляная эмульсия Раствор алюмосиликата

План эксперимента Ортогональный план второго порядка 25 экспериментов Ортогональный план Плакетга-Бермана 12 экспериментов Композиционный план второго порядка 15 экспериментов

Размерность плана 4 фактора 5 уровней 10 фактора 2 уровня 3 фактора 3 уровня

Основные показатели процесса

Антиоксидаитная активность Остаточное влагосодержание

Энергозатраты

Количество активного

Эффективность

инкапсуляции алюминия

Остаточное влагосодержание п продукта за счёт

Индекс окислит ости вещества

Потери продукта за счет Энергозатраты

адгезии вещества г г

Рис. 1. Блок-схема комплексных исследований Экспериментальные исследования распылительной сушки биосуспензии дрожжей проводились в соответствии с ортогональным планом второго порядка

(рис. 1). В качестве варьируемых параметров были выбраны: Ъх — температура сушильного агента на входе в аппарат (130-210 °С); Z2 - расход сушильного агента (27-35 м3/ч); Z3 - расход сжатого воздуха (0.428- 1.07 м3/ч); Z4 - скорость подачи биосуспензии (0.35 - 0.78 кг/ч). При построении плана параметры были переведены в безразмерный масштаб (X).

Основными анализируемыми качественными параметрами были Yj — антиоксидантная активность (АА) и Y2 — остаточное влагосодержание (ОВ). Регрессионный анализ позволил найти следующие зависимости:

= 5.41 • Хх - 5.12 • Х3 - 5.05 • Хг ■ Х3 + 8.92 ■ Аг| + 9.28 ■ Xi Y2 = 0.0181 - 0.0023 • Xt - 0.0017 • Х2 + 0.0070 ■ Х% + 0.0028 • Х\

Было установлено, что значения локальных оптимумов не совпадает, в связи с чем, по методу утопической точки была найдена точка компромисса. В таблице 1 приведены расчетные и экспериментальные значения, найденные в локальных оптимумах и точке компромисса.

Таблица 1

Координаты оптимумов и результаты

Тип оптимума Параметры Прогноз Эксперимент Электроэнергия, кДж

АА, % ов, % АА, % ов, %

Локальный (ААтах) Аг1=1.546 Хг- -1.546 Хъ= -1.546 Х4= -1.546 68.1 4.06 57.51 2.61 2299

Локальный (OBmin) ^=1.546 *2=1.546 Х3= 0 х4=о 29.07 1.19 20.54 1.93 1831

Точка компромисса Х1=1.546 Х2=1.546 Х3= -1.546 ^4= 0.4 44.73 2.91 43.42 2.18 1602

В результате были рекомендованы следующие параметры: Ъх = 210 °С, Ъг = 35 м3/ч, Ът, = 0.428 м3/ч, = 0.626 кг/ч. Выбор параметров велся исходя из максимального значения АА, минимальных энергозатрат и остаточного влаго содержания.

Экспериментальные исследования по двухстадийной инкапсуляции липофильных функциональных компонентов путем приготовления эмульсии (стадия 1) и ее распылительной сушки (стадия 2) проводились в соответствии с ортогональным планом Плакетта-Бермана. Факторы и уровни их варьирования были выбраны: Ъ\ - доля масляной фазы (20 - 40 %); Ъ2 - доля гуммиарабика (25 - 75 %);

Ъъ - время выдерживания гуммиарабика (0-12 ч); 7.4 - скорость гомогенизации (3000 - 5000 об/мин.); - время гомогенизации (5-10 мин.); - вязкость масляной фазы (15.5-10"6 — 60.6-10"6 м2/с); - расход сжатого воздуха (473-601 л/ч); г8 -скорость подачи эмульсии (0.36 - 0.6 кг/ч); Z9 — температура сушильного агента (170-200 °С); Ъю — расход сушильного агента (22.5—27.5 м3/ч). В соответствии с планом было произведено 12 экспериментов, а так же анализ промежуточных и конечных продуктов. Основными качественными параметрами были приняты: У6 - эффективность инкапсуляции, У7 - производительность по целевому продукту, У5 — остаточное влагосодержание и У8 — индекс окисленности. Дополнительно определялись размер капель масла в эмульсии (У0, а так же размер частиц продукта и соответствующие индексы полидисперстности (У3,У4).

На рис. 2 приведены фотографии поверхности частиц из которых видно, что в местах близкого расположения масляной фазы при высушивании образуются впадины. При приближении видно, что вся поверхность покрыта мелкими порами за исключением впадин, где имеются большие трещины. В этих местах произошло вскипание масляной фазы, что и привело к образованию больших трещин, разрывов и потерь активного компонента.

Рис. 2. Фотографии частицы при разном приближении, полученные методом

сканирующей электронной микроскопии

Был проведен регрессионный анализ полученных данных. На рис. 3 отображено влияние процесса на характеристики промежуточного целевого продукта. Стрелками показано, увеличивает или уменьшает параметр исследуемую характеристику, при этом цвет стрелки отвечает за то, положительное или отрицательное влияние оказывает данный эффект, а номер - интенсивность его влияния.

На основании регрессионного анализа были даны рекомендации по проведению промышленного эксперимента двухстадийной инкапсуляции липофильных

функциональных компонентов.

Рис. 3. Влияние параметров процесса на характеристики промежуточного и целевого продукта при инкапсуляции

Исследование распылительной сушки алюмокремниевого коагулянта-флокулянта (АККФ) проводилось в соответствии с композиционным планом второго порядка. Для приготовления АККФ использовали нефелиновый концентрат. В ходе эксперимента варьировали: - расход сушильного агента (24-38 м3/ч), 7-2 - температуру СА (130- 170 °С) и Z} - скорость подачи раствора АККФ (0.324 - 0.540 кг/ч).

При производстве сухих форм коагулянтов достижение низкого остаточного влагосодержания, не требуется. Достаточно получить дисперсный, неслеживающийся продукт, хорошо растворяющийся в воде, следовательно, достаточно удалить только поверхностную влагу. Предварительные исследования показали, что первый период сушки водного раствора коагулянта заканчивается при достижении остаточного влагосодержания 0.15 г влаги/г материала. С другой стороны, требуется организовать распылительную сушку таким образом, чтобы качественные характеристики конечного продукта - выход сухого продукта (избежать налипания продукта в процессе сушки на стенках аппарата) и количественное содержание активного алюминия - были наилучшими, а энергозатраты на сушку - минимальными.

Регрессионный анализ позволил найти следующие зависимости: У1 = 0.614 + 0.009 -Х2 + 0.011 -ХгХ2 - 0.015 -XI + 0.030 -х1 У2 = 12.414 + 1.044 ■ Х1 - 1.383 ■ ХхХ2 + 1.118 ■ Х2Х3 - 1.638 ■ Х% - 1.243 ■ ХгХ2Х3

Поскольку координаты локальных оптимумов не совпадали, был применён

X, Х2 13 кя ш ЕЯ ЕЯ ЕЯ В

VI Отрицательное влияние

у2 Положительное влияние

ф * *

*

* 1Й- *

*

* КЗ *

Чг 9

метод утопической точки для свёртки многокритериальной задачи. В результате были получены следующие координаты точки компромисса: Ъ\ = 24 м3/ч, Ъ2 = 170 °С, г3 = 0.54 кг/ч. Регрессионный анализ позволил выявить ключевые факторы, оказывающие наибольшее влияние на сохранение параметров качества материала в процессе распылительной сушки; выдать рекомендации по организации процесса на установке лабораторного масштаба.

Для построения математического описания были проведены исследования кинетики сушки для трех выбранных объектов при разных температурных режимах. Результаты данных исследований представлены во второй части главы 2.

Полученные кривые для биосуспензии дрожжей имели ярко выраженные линейные участки, соответствующие первому периоду сушки и заканчивающиеся при достижении остаточного влагосодержания 0.35 г/г. Далее сушка протекает во втором периоде.

В случае водно-масляных эмульсий исследовались растворы не содержащие масляную фазу. Было отмечено, что при низкой температуре увеличение доли гуммиарабика препятствует отводу влаги из материала. При более высоких температурах данный эффект не проявляется. Сушка проходит в первом и втором периоде, однако период удаления связанной влаги для данного объекта выражен более сильно.

Кривые сушки раствора алюмокремниевого коагулянта-флокулянта характеризуются первым периодом, что позволяет пренебречь описанием периода удаления связанной влаги при математическом моделировании.

Третья глава посвящена математическому описанию, получению расчетных массивов данных, характеризующих поведение материала в аппарате, стыковке с массивом экспериментальных данных и их совместной обработке с целью выбора для каждого из объектов типа уравнения деградации, определяющего изменение параметров качества материала, а так же входящих в него констант.

Блок-схема методологии выбора типа уравнения деградации и определения входящих в него констант представлена на рис. 4. Для трех серий экспериментов в соответствии с начальными условиями бьши проведены расчеты по уравнениям математической модели и получены массивы расчетных данных.

Блок подготовки и загрузки данных

тт

Вычислительный модуль Fluent (для аппарата)

Архив экспериментальных данных

К

( Параметры Xi....Xh"Q

ОТКЛИКИ YJ-.Y27

Расчетные данные (эксперимент 1)

Расчетные данные (эксперимент 2)

Расчетные данные (эксперимент М)

( Параметры Xi....Xu |

1 ОТКЛИКИ Yl....YlZ

( Параметры Х1....Х17

ОТКЛИКИ У1....У17

I-

►( Частица 1 П—т-Ц w1=f(t1)

игетг

Частица 2

Т) , Н W;=f(t;)

T2=f(t2)

Блок обработки результатов

( wi-ffa). T>ffaTQ

( W;-f(t;), Vffo) Q

( ... 0

( WM-f(tw). TM=f(t») Q

l_N

(Архив A расчетных | I данных W

(l)

CD T3

«I

Я a §

О

S

a

Вычислительный модуль для расчета деградации/ инактивации материала

Блок выбора типа уравнения деградации/инактивации материала и входящих в него констант (оптимизация методом роя пчел)

a

н

0)

э

N3

Рис. 4. Блок-схема методологии выбора и построения кинетической модели деградации материала На рис. 5 в качестве примера приведены результаты вычислительного эксперимента по сушке биосуспензии: температурные профили непрерывной фазы и частицы; двухмерные графики изменения влагосодержания и температуры последней. Полученные массивы расчетных данных, содержащие информацию об изменении влагосодержания и температуры материала в процессе распылительной сушки (рис. 5), были экспортированы из программного пакета Fluent и использованы для выбора типа уравнения деградации материала и входящих в него констант. При экспорте данных производилось их усреднение (рис. 4). При этом вначале определялось среднее время пребывания капли/частицы в аппарате путем усреднения времени

пребывания каждой частицы. Далее из потока данных выбиралась частица, имеющая наиболее близкое значение к рассчитанной средней величине, и в массив данных передавались значения изменения температуры и влагосодержания по времени пребывания в аппарате для этой капли/частицы.

Рис. 5. Результаты расчета распылительной сушки биосуспензии

дрожжей: 1-1х=469К, г2=ЗЗм3/ч; г3=0.5м3/ч; Ть=0.42 кг/ч; 2 — Ъ\=443 К; Тг=31 м3/ч; г3=1.1м3/ч; ZЛ=0.57 кг/ч

Для описания снижения качественных характеристик материала в процессе сушки можно применить следующее уравнение:

^=-кЛт,х)-с,

где С — отслеживаемый параметр качества материала; /с^ - кинетическая константа скорости деградации/инактивации.

Из анализа литературных данных для кинетической константы скорости деградации/инактивации были выбраны следующие выражения:

кЛ = к0ехр(~ —

ка = к0

к0■ехр(а ■ X) ■ ехр(—

а

Еч , / ¿Г \ / |(Шч ( ЕЛ\

АХ

Ж

с\Т

Кинетическая константа является функцией от природы материала, влагосодержания, температуры, а в ряде случаев так же от скорости изменения этих параметров. Оптимизация проводилась с использованием имитационного метода

случайного поиска (метод роя пчел). Входными параметрами являлись условия, при которых проводились экспериментальные исследования и расчетные данные об изменении температуры и влагосодержания материала. Критерием оптимальности, являлась функция, показывающая расхождение экспериментально найденного значения отслеживаемой характеристики Сэксп, от ее расчетного значения Срасч.

Для каждого из объектов исследования были определены многопараметрической оптимизацией следующие выражения и входящие в него значения констант:

к

= 0.827 (1 - 4.586 (1 + 1.042 ехр (--77) биосуспензия = -8-793(1 + 1.642 )ехр(-?0)

водно-масляная эмульсия

й = 2.152 (1 + 0.057 ехр коагулянт

В соответствии с рекомендованным для каждого объекта исследований видом уравнения деградации и найденными значениями констант был создан расчетный модуль, позволяющий прогнозировать изменения параметров качества материала (антиокидантная активность, индекс окисленности и количество активного алюминия) в процессе распылительной сушки в широком диапазоне параметров. На рис. 6-8 в качестве примера приведены расчетные данные об изменении параметров качества материала в процессе распылительной сушки для выборки из 10 частиц.

Как видно из рис. 6-8 параметры ведения процесса оказывают значительное влияние на скорость изменения качественных характеристик. Рассогласование расчетных данных от экспериментальных составило 6-12%.

Ь-о.з»Ач

0,05 0,1 0.15 0,2

0.35 0,1

Время, с Время, с

Рис. 6. Прогнозируемое снижение антиоксидантной активности в процессе сушки

Рис. 7. Прогнозируемое увеличение индекса окисленности в процессе сушки

Рис. 8. Прогнозируемое снижение концентрации А!3* в процессе сушки

Таким образом, разработано математическое описание, определяющие изменения параметров качества материала в процессе распылительной сушки при его совместном решении системы уравнении гидродинамики, теплообмена и кинетики сушки позволяют осуществлять масштабирование процесса.

Четвертая глава посвящена применению разработанного математического описания для расчета аппарата промышленного масштаба и выдачи рекомендаций по ведению процесса. На рис. 9 представлена схема аппарата Minor Spray Dryer.

В автореферате приведен пример расчета процесса сушки биосуспензии дрожжей в установке промышленного масштаба. Полученные профили температур для непрерывной фазы и графики изменения температуры и массы частицы для трех температур и расхода материала 4 кг/ч приведены на рис. 10.

На основании вычислительных экспериментов были определены параметры ведения процесса, путем нахождения минимума функции оптимизации которая может быть записана в виде F(Zr,Zf) = aACZf.Zf ) + a2/?2(Zix,Zf), с учетом ограничения по ОВ < 3%, где Z®x - температура сушильного агента, Zf1 - расход

биосуспензии. R1 = (l — C(Zfx,Zfx)), где С - значение антиоксидантной активности;

_ g(zf,zf)

•, где Е - энергозатраты. Весовые коэффициенты принимают следующие

значения % = 0.6, а2 = 0.4.

Воздух

Исходный

Отработанный

Рис. 9. Принципиальная схема Minor Spray Dryer:

1 - перистальтический насос;

2 — компрессор; 3 - воздушный фильтр; 4 — пневматическая

форсунка;5 — вентилятор; 6 - ifUKnon; 7 — емкость для сбора продукта; 8 - патрубок для ввода теплоносителя, снабженный газораспределительным узлом; 9 - калорифер

. 400

I

—Температура капли/частицы, К —Масса капли/частицы, кг

—Температура капли/частицы, К —Масса капли/частицы, кг

1.S1E-12 1.5Е-12 1,49 Е-12 1.48Е-12 1.47Е-12 j 1,4*Е-12 J

1.45Е-12

1,441-12 1.43Е-12 lr42E-12

—Температура капли/частицы, К —Масса кап ли/частицы, кг

1.2Е-12

1Е-12 v

SE-13 г

6Е-13 ^

4Е-13

2Е-13

1.6Е-12 1,46-15 1.2Е-12 1Е-12 ^ 8Е-13 С 6Е-13 ^ 4Е-13 2Е-13

Рис. 10. Результаты расчета распылительной сушки биосуспензии дрожжей в аппарате Minor Spray Dryer: А-423 К; Б-523 К; В-623К

На рис. 11 приведены графики отображающие изменение ОВ (рис. ПА),

антиоксидантной активности (рис. 11 Б) и удельных энергозатрат (рис. 11В) от параметров ведения процесса. Расчет производился с шагом по температуре 50 °С и с шагом по расходу биосуспензии 1 кг/ч.

а б в

Рис. 11. Изменение остаточного влагосодержания, антиоксидантной

активности и энергозатрат от параметров ведения процесса

Были найдены оптимальные условия ведения процесса: расход материала -4 кг/ч; температура сушильного агента на входе в аппарат - 250 °С. Данные условия обеспечивают низкое остаточное влагосодержание продукта (менее 3%), сохранение антиоксидантных свойств продукта (не менее 60% от начального значения); низкие энергозатраты на обезвоживание 1 кг материала (не более 7000 кДж).

Аналогично были определены оптимальны параметры сушки водно-масляных эмульсий и раствора АККФ. Для распылительной сушки водномаслянных эмульсий: расход материала — 2.2 кг/ч; температура сушильного агента на входе в аппарат — 150 °С. Для раствора АККФ: расход материала - 4 кг/ч; температура сушильного агента на входе в аппарат - 150 °С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. На базе обширного комплекса экспериментальных и аналитических исследований распылительной сушки трёх объектов проведён регрессионный анализ влияния параметров ведения процессов распылительной сушки на качественные характеристики получаемых продуктов.

2. Выявлены ключевые факторы, оказывающие наибольшее влияние на сохранение качественных характеристик продукта и даны рекомендации по организации процесса на установке лабораторного масштаба.

3. Дано математическое описание и проведена серия вычислительных экспериментов, позволившая получить массив данных об изменении характеристик

материала (температуры и влагосодержания) по времени пребывания в аппарате.

4. Разработан алгоритм стыковки больших массивов экспериментальных и расчётных данных для их последующей обработки.

5. Проведена обработка экспериментальных и расчетных массивов данных и для каждого из объектов исследования, выбран тип уравнения деградации материала, определяющего изменение параметров качества материала (антиоксидантной активности, индекса окисленности, количества активного алюминия), и значений входящих в него констант с помощью метода многопараметрической оптимизации.

6. Разработан программный модуль расчета изменений параметров качества материала в процессе распылительной сушки.

7. Даны рекомендации по организации процесса на установке промышленного масштаба для каждого из объектов исследований, обеспечивающие достижения высокого качества продукта.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Меньшутина Н. В. Гордиенко М. Г. Войновский А. А. Исследование двухстадийной инкапсуляции липофильных функциональных компонентов // Вестник МИТХТ. 2012. Т. 7. №2. С. 21-25.

2. Menshutina N. V. Gordienko М. G., Voynovskiy A. A. Optimization of spray drying of biomass in consideration of product quality, specific energy consumption and losses // 21th European Symposium on Computer Aided Process Engineering: Proceedings of Symposium, электр. ресурс (CD-ROM). 2011. P. 5.

3. Menshutina N. V., Voynovskiy A. A., Gordienko M. G., Alves S. V. Spray-Drying of Carotinoid-Enriched Compositions for Nutraceutical Production // 5th Nordic Drying Conference: Proceedings of Conference, электр. ресурс (CD-ROM). Helsinki. Finland. 2011. 4p.

4. Войновский А. А. Исследование влияния распылительной сушки на качественные характеристики биомассы Rhodotorula Rubra // Материалы международной научно-практической конференции «Фармацевтические и медицинские технологии». 2011. С. 483.

5. Lebedev Е. A., Voynovskiy A. A., Matasov А. V., Menshutina N. V. Dispersion Process Modeling And Equipment Design // 20th European Symposium on Computer Aided Process

Engineering: Proceeding of Symposium, электр. ресурс (CD-ROM). 2010. P. 1859-1864.

6. Меньшутина H. В., Гордненко M. Г., Лебедев Е. А., Войновский А. А. Применение CFD-моделирования для решения задач химической технологии // Химическая промышленность сегодня. 2010. №6. С. 44-51.

7. Войновский А. А., Лебедев Е. А., Меньшутина Н. В. Разработка оборудования для процесса получения микрочастиц диспергированием // ММТТ-23 - Сб. научных трудов XXIII Международная научная конференция. 2010. Т.З. С. 105-108.

8. Гордиенко М. Г., Войновский А. А., Суясов Н. А., Червякова О. П. Получение дисперсных материалов, обогащенных каротиноидами // Инновационные материалы и технологии в химической и фармацевтической отраслях промышленности: Сборник докладов международной конференции с элементами научной школы для молодёжи. 2010. С. 47-49.

9. Menshutina N., Troyankin A., Kozlov A., Voinovskiy A. Quality-oriented drying process design // ACHEMA - 29th International Exhibition-Congress on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology: Proceedings of Congress. Frankfurt am Main. Germany. 2009. 2 p.

10. Voynovskiy A., Lebedev E., Gordienko M., Menshutina N. and Alves-Filho O. Particle Dispersion Modeling in Spray Drying // 4th Nordic Drying Conference: Proceedings of Conference, электр. ресурс (CD-ROM). Reykjavik. Iceland. 2009. 10 p.

11. Войновский А. А., Лебедев E. А. Использование технологии CFD для моделирования процесса распылительной сушки // Успехи в химии и химической технологии. Том XXIII. №1. 2009. С. 44-49.

12. Alexander Troyankin, Anton Kozlov, Alexander Voynovskiy and Natalia Menshutina. Quality by design approach in drying process organization // 19th European Symposium on Computer Aided Process Engineering. 2009. Vol. 26. P. 291-296.

13. Гордиенко M. Г., Кручинина H. E., Кузин E. H., Войновский А. А. Оптимизация процесса получения отвержденных форм алюмокремниевого флокулянта-коагулянта для применения в очистке сточных вод // Безопасность в техносфере. 2012. № 4. С. 21-25.

Заказ № 2__Объем 1,0 п.л._Тираж 100 экз.

Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Применение распылительной сушки в различных отраслях современной промышленности.

1.1.1. Использование распылительной сушки в химико-фармацевтической отрасли.

1.1.2. Применение распылительной сушки в химической промышленности.

1.1.3. Применение распылительной сушки в пищевой промышленности и нутрицевтике.

1.2. Влияние параметров распылительной сушки на качественные характеристики получаемых продуктов.

1.3. Тенденции в области математического моделирования распылительной сушки.

1.3.1. СББ пакеты, применяемые для математического моделирования сушильного оборудования.

1.3.2. Описание кинетики сушки.

1.3.3. Моделирование структурообразования и распределения веществ по частице.

1.3.4. Моделирование распыла, коалесценции капель и их осаждения на стенках.

1.3.5. Математическое моделирование кинетики разрушения материала в процессе распылительной сушки.

1.4. Постановка задачи.

Глава 2. Экспериментальные исследования.

2.1. Экспериментальное оборудование.

2.1.1. Лабораторная распылительная сушилка BÜCHI Mini Spray Dryer В-290.

2.1.2. Гомогенизатор погружной Ultra Turrax T18.

2.2. Исследование распылительной сушки биосуспензии.

2.2.1. Характеристики материалов.

2.2.2. Ортогональный план второго порядка.

2.2.3. Результаты исследований.

2.2.4. Регрессионный анализ.

2.3. Исследования двухстадийного процесса инкапсуляции липофильных функциональных компонентов.

2.3.1. Характеристики материалов.

2.3.2. Ортогональный план Плакетта-Бермана.

2.3.3. Результаты исследований.

2.3.4. Регрессионный анализ.

2.4. Исследование распылительной сушки алюмокремниевого коагулянта-флокулянта.

2.4.1. Характеристики материалов.

2.4.2. Композиционный план второго порядка.

2.4.3. Регрессионный анализ.

2.5. Исследования кинетики сушки.

2.5.1. Исследование кинетики сушки биомассы дрожжей.

2.5.2. Исследование кинетики сушки растворов гуммиарабика и мальтодекстрина.

2.5.3. Исследование кинетики сушки АККФ.

Глава 3. Построение математической модели распылительной сушки с учетом изменения показателей качества продукта.

Результаты расчетов.

3.1. Подход к построению модели, стыковке отдельных ее модулей, вычислительных и экспериментальных данных.

3.2. Математическое описание распылительной сушки.

3.2.1. Система уравнений для непрерывной фазы.

3.2.2. Система уравнений для дисперсной фазы.

3.2.3. Моделирование кинетики сушки.

3.3. Реализация математического описания в программном пакете FLUENT (ANSYS) и проведение' вычислительных экспериментов.

3.3.1. Построение геометрии виртуального аппарата и создание расчетной сетки.

3.3.2. Результаты расчета по уравнениям математической модели.

3.4. Решение задачи многопараметрической оптимизации при выборе уравнения для описания кинетики деградации материала и определении коэффициентов.

3.4.1. Постановка задачи многопараметрической оптимизации и алгоритм метода роя пчел (Bees Algorithm).

3.4.2. Программная реализация метода многопараметрической оптимизации.

3.4.3. Прогнозирование изменения параметров качества в процессе распылительной сушки путем расчета по найденным уравнениям кинетики деградации/инактивации.

Глава 4. Выработка рекомендаций по проведению процесса распылительной сушки объектов исследований в установке промышленного масштаба.

4.1. Описание установки.

4.2. Построение виртуального аппарата Minor Spray Dryer и расчетной сетки.

4.3. Результаты расчета процесса распылительной сушки в установке Minor Spray Dryer.

Распылительная сушка относится к массовым процессам химической, пищевой, химико-фармацевтической отраслям промышленности, поскольку позволяет получать из растворов, суспепзий, эмульсий и паст конечный продукт в виде хорошо растворимого порошка или гранулята. Распылительная сушка может проводиться в большом диапазоне рабочих температур, процесс характеризуется малым временем контакта материала с горячим теплоносителем и высокой производительностью по испаренной влаге.

Качество высушенных продуктов, особенно термо- и ксеролабильных, часто сильно зависит не только от температуры нагрева и остаточного влагосодержания, но и от скорости их нагрева и обезвоживания в процессе сушки. Это вызвано сильной, обычно экспоненциальной, зависимостью происходящих при сушке химических, физико-химических и структурно-реологических превращений от текущего состояния капли/частицы.

Разработка математического описания, позволяющего прогнозировать не только изменение параметров состояния материала (температуры и влажности), но и изменение показателей качества продуктов в процессе сушки является актуальной задачей.

Диссертационная работа представлена в четырех главах и посвящена моделированию процессов распылительной сушки с учетом изменения показателей качества органических, неорганических и биологических порошков.

В первой главе проведен обзор современных областей применения технологии распылительного высушивания; эффектов, возникающих в процессе обезвоживания материалов; а так же существующих подходов к математическому описанию гидродинамики, распределению компонентов, кинетики деградации/инактивации в результате теплового и осмотического эффектов, возникающих на уровне единичного включения.

В соответствии с целью работы и на основании результатов анализа литературы была сформулирована постановка задачи исследования и намеченные этапы ее решения.

Вторая глава работы посвящена экспериментальным исследованиям процесса распылительной сушки жидких материалов. В качестве объектов сушки были выбраны: биопродукт - биосуспензия, содержащая дрожжи, обогащенные каротиноидами; органический продукт - эмульсия «масло в воде» (MB); неорганический продукт - раствор алюмосиликата. Исследования распылительной сушки проводились на лабораторной установке Mini Spray Dryer В-290, швейцарской компании BUCHI. Для получения полной информации о процессах при минимальном количестве экспериментов были применены методы планирования. Они позволили оценить значимость параметров, а в ряде случаев найти регрессионные зависимости и определить координаты оптимума в исследуемом диапазоне изменения параметров. Были сняты кинетические кривые сушки для исследуемых объектов, которые позволяют говорить о четко выраженном втором периоде сушки для второго объекта - водно-маслянных эмульсий.

Третья глава посвящена математическому описанию, получению расчетных массивов данных, характеризующих поведение материала в аппарате, стыковке с массивом экспериментальных данных и их совместной обработке с целью выбора для каждого из объектов типа уравнения деградации, определяющего изменение параметров качества материала, а так же входящих в него констант.

Для получения массива расчетных данных об изменении температуры и влагосодержания капли по времени пребывания в аппарате было разработано математическое описание процесса, реализованное с помощью коммерческого программного пакета Fluent (Ansys). Для трех серий экспериментов в соответствии с начальными условиями были проведены расчеты по уравнениям математической модели и получены массивы расчетных данных.

Полученные массивы данных, содержащие информацию об изменении влагосодержания и температуры материала в процессе распылительной сушки, были экспортированы из программного пакета Fluent и использованы для выбора типа уравнения деградации материала и входящих в него констант. При экспорте данных производилось их усреднение. Для каждого из приведенных уравнений и каждого типа материала были определены многопараметрической оптимизацией значения констант (kQ, Ed, а, Ь, с), входящих в уравнения. Оптимизация проводилась с использованием метода роя пчел.

В соответствиями с рекомендованным для каждого объекта исследований видом уравнения деградации и найденными значениями констант был создан расчетный модуль, позволяющий прогнозировать изменения параметров качества материала (антиокидантная активность, индекс окисленности и количество активного алюминия) в процессе распылительной сушки в широком диапазоне параметров.

Последняя четвертая глава посвящена масштабированию процесса распылительной сушки. Даны рекомендации для проведения процесса для различных веществ, полученные в результате расчета по уравнениям математической модели с учетом кинетики деградации.

Работа проводилась в рамках задания Минобрнауки России на проведение научных исследований по тематическому плану. Номер темы 1.13.10 «Разработка теоретических основ процессов получения наноструктурированных микропорошков для химической и фармацевтической отраслей промышленности» 2011-2014 гг.

Автор выражает глубокую благодарность руководителю работы д.т.н., профессору Н. В. Меньшутиной, старшему преподавателю к.т.н. М. Г. Гордиенко, доценту кафедры биотехнологии к.т.н. Н. А. Суясову, сотрудникам и аспирантам научной группы.

Выводы по работе:

1. На базе обширного комплекса экспериментальных и аналитических исследований распылительной сушки трёх объектов проведён регрессионный анализ влияния параметров ведения процесса распылительной сушки на качественные характеристики получаемых продуктов.

2. Выявлены ключевые факторы, оказывающие наибольшее влияние на сохранение качественных характеристик продукта и даны рекомендации по организации процесса на установке лабораторного масштаба.

3. Дано математическое описание и проведена серия вычислительных экспериментов, позволившая получить массив данных об изменении характеристик материала (температуры и влагосодержания) по времени пребывания в аппарате.

4. Разработан алгоритм стыковки больших массивов экспериментальных и расчётных данных для их последующей обработки.

5. Проведена обработка экспериментальных и расчетных массивов данных и для каждого из объектов исследования, выбран тип уравнения деградации материала, определяющего изменение параметров качества материала (антиоксидантной активности, индекса окисленности, количества активного алюминия), и значений входящих в него констант с помощью метода многопараметрической оптимизации.

6. Разработан программный модуль расчета изменений параметров качества материала в процессе распылительной сушки.

7. Даны рекомендации по организации процесса на установке промышленного масштаба для каждого из объектов исследований, обеспечивающие достижения высокого качества продукта.

1. Pomazi A., Ambrus R., Sipos P., Szabo-Revesz P. Analysis of co-spray-dried meloxicam-mannitol systems containing crystalline // Microcomposites Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2011. Volume 56. P. 183- 190.

2. Lee S.H.; Heng D., Ng W.K.; Chan H.-K.; Tan R.B.H. Nano spray drying: A novel method for preparing protein nanoparticles for protein therapy // International Journal of Pharmaceutics. 2011. Volume 403. P. 192 200.

3. Martins R.M., Siqueira S., Tacón L.A., Freitas L.A.P. Microstructured ternary solid dispersions to improve carbamazepine solubility // Powder Technology. 2012. Volume 215-216. P. 156- 165.

4. Shi L., Calvin C. Sun Overcoming Poor Tabletability of Pharmaceutical Crystals by Surface Modification // Pharmaceutical Research. 2011. Volume 28. Issue 12. P. 3248 3255.

5. Yue P., Wang Z., Peng W., Li L., Chen W., Guo H., Li X. Spray-drying synthesized LiNio.6Coo.2Mno.2O2 and its electrochemical performance as cathode materials for lithium ion batteries // Powder Technology. 2011. Volume 214. Issue 3. P. 279 282.

6. Cui Y., Wang J, Liu W. Preparation and characterization of scandia-doped tungsten powders prepared by a spray-drying method // Research on Chemical Intermediates. 2011. Volume 37. Issue 2-5. P. 341 -350.

7. Lundberg M., Wang H.-J., Blennow P., Menon M. Mesoporous high surface area Ceo.9Gdo.1O1.95 synthesized by spray drying // Ceramics International. 2011. Volume 37. Issue 3. P. 797 802.

8. Huang H.-Y., Shieh Y.-T., Shih C.-M., Twu Y.-K. Magnetic chitosan/iron (II,

9. I) oxide nanoparticles prepared by spray-drying // Carbohydrate Polymers.1422010. Volume 81. Issue 4. P. 906 910.

10. Baek J.-I., Ryu C.K., Eom Т.Н., Lee J.B., Jeon W.-S., Yi J. Chemical-looping combustion of syngas by means of spray-dried NiO oxygen carrier // Korean Journal of Chemical Engineering. 2011. Volume 28. Issue 11. P. 2211 -2217.

11. Bansode S.S., Banarjee S.K., Gaikwad D.D., Thorat R. M. Microencapsulation: a review // International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research. 2010. Volume 1 .Issue 2. P. 38 -43.

12. Шерышев M.A. Производство профильных изделий из ГГВХ / М.А. Шерышев, Н.Н. Тихонов. СПб.: Научные основы и технологии, 2012.614 с.

13. Liu Y., Wang L., Zhang J., Chen F., Anpo M. Preparation of macroporous SAPO-34 microspheres by a spray drying method using polystyrene spheres as hard template // Research on Chemical Intermediates. 2011. Volume 37. Number 8. P. 949-959.

14. Ide M., Wallaert E., Driessche I.V., Lynen F., Sandra P., Voort P.V.D. Spherical mesoporous silica particles by spray drying: Doubling the retention factor of ITPLC columns // Microporous and Mesoporous Materials. 2011. Volume 142. Issue 1. P. 282 291.

15. Drusch S., Berg S. Extractable oil in microcapsules prepared by spray drying: Localisation, determination and impact on oxidative stability // Food Chemistry. 2008. Volume 109. Issue 1. P. 17-24.

16. Choi J.K., Lee J.G., Kim J.H., Yang H.S. Preparation of microcapsules containing phase change materials as heat transfer media by in-situ polymerization // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2001. Volume 7. No.6. P. 358-362.

17. Su J., Wang L., Ren L. Fabrication and thermal properties of MicroPCMs: used melamine-formaldehyde resin as shell material // Journal of Applied Polymer

18. Science. 2006. Volume 101. Issue 3. P. 1522- 1528.

19. Gaiani C., Mullet M., Arab-Tehrany E., Jacquot M., Perroud C., Renard A., Scher J. Milk proteins differentiation and competitive adsorption during spray-drying // Food Hydrocolloids. 2011. Volume 25, Issue 5. P. 983 990.

20. Nadeem H. S., Torun M., Özdemir F. Spray drying of the mountain tea (Sideritis stricta) water extract by using different hydrocolloid carriers // LWT Food Science and Technology. 2011. Volume 44. Issue 7. P. 1626 - 1635.

21. Goula A.M., Adamopoulos K.G. A new technique for spray drying orangejuice concentrate // Innovative Food Science and Emerging Technologies.1442010. Volume 11. Issue 2. P. 342 351.

22. Chik C.T., Abdullah A., Abdullah N., Mustapha W.A.W. The effect of maltodextrin and additive added towards pitaya juice powder total phenolic content and antioxidant activity // ICFEB. 2011. Volume 9. P. 224 228.

23. Vincze I., Vatai G. Application of nanofiltration for coffee extract concentration // Desalination. 2004. Volume 162. P. 287 294.

24. Santos, M. Auxiliadora; Chalfoun S.M.; Pimenta C.J. Influence of the wet processing and drying types on chemical and physicochemical composition of coffee (Coffea arabica L.) // Ciencia e Agrotecnologia. 2009. Volume 33. No. l.P. 213-218.

25. Oneda F., Ré M.I. The effect of formulation variables on the dissolution and physical properties of spray-dried microspheres containing organic salts // Powder Technology. 2003. Volume 130. Issues 1-3. P. 377-384.

26. Aversa M., Curcio S., Calabró V., lorio G. Experimental evaluation of quality parameters during drying of carrot samples // Food and Bioprocess Technology. 2012. Volume 5. Issue l.P. 118- 129.

27. Quek S.Y., Chok N.K., Swedlund P. The physicochemical properties of spray-dried watermelon powders // Chemical Engineering and Processing. 2007. Volume 46. Issue 5. P. 386 392.

28. Gong Z., Zhang M., Mujumdar A.S., Sun J. Spray drying and agglomeration of instant bayberry powder // Drying Technology: An International Journal. 2007. Volume 26. Issue l.P. 116-121.

29. Obón J.M., Castellar M.R., Alacid M., Fernández-López J.A. Production of a red-purple food colorant from Opuntia stricta fruits by spray drying and itsapplication in food model systems // Journal of Food Engineering. 2009.145

30. Volume 90. Issue 4. P. 471 479.

31. Saenz C., Tapia S., Chavez J., Robert P. Microencapsulation by spray drying of bioactive compounds from cactus pear (Opuntial ficas-indica) II Food Chemistry. 2009. Volume 114. Issue 2. P. 616 622.

32. Bayram O.A., Bayram M., Tekin A.R. Spray drying of sumac flavour using sodium chloride, sucrose, glucose and starch as carriers // Journal of Food Engineering. 2005. Volume 69. Issue 2. P. 253 — 260.

33. Anwar S.H., Kunz B. The influence of diying methods on the stabilization of fish oil microcapsules // Journal of Food Engineering. 2011. Volume 105. Issue 2. P. 367-378.

34. Phisut N. Spray drying technique of fruit juice powder: some factors influencing the properties of product // International Food Research Journal. 2012. Volume 19. Issue 4. P. 1297 1306.

35. Chegini G.R., Ghobadian B. Spray Dryer Parameters for Fruit Juice Drying // World Journal of Agricultural Sciences. 2007. Volume 3. Issue 2. P. 230-236.

36. Peighambardoust S.H., Tafti A.G., Hesari J. Application of spray drying for preservation of lactic acid starter cultures: a review // Trends in Food Science & Technology. 2011. Volume 22. Issue 5. P. 215-224.

37. Bolat I.C., Turtoi M., Walsh M.C. Influence of yeast drying process on different lager brewing strains viability // Journal of Agroalimentary Processes and Technologies. 2009. Volume 15. Issue 3. P. 370 377.

38. Morgan C.A., Herman N., White P.A., Vesey G. Preservation of microorganisms by drying; A review // Journal of Microbiological Methods. 2006. Volume 66. Issue 2. P.l 83 193.

39. Kim J.H., Jung K.Y., Park K.Y., Cho S.B. Characterization of mesoporous146alumina particles prepared by spray pyrolysis of A1(N03)2,9H20 precursor: Effect of CTAB and urea // Microporous and Mesoporous Materials. 2010. Volume 128. Issues 1-3. P. 85 90.

40. Nandiyanto A.B.D., Iskandar F., Ogi T., Okuyama K. Nanometer to submicrometer magnesium fluoride particles with controllable morphology // Langmuir. 2010. Volume 26. Issue 14. P. 12260- 12266.

41. Peterson A.K., Morgan D.G., Skrabalak S.E. Aerosol synthesis of porousparticles using simple salts as a pore template // Langmuir. 2010. P. 60-103.

42. Fang Y., Rogers S., Selomulya C., Chen X.D. Functionality of milk protein concentrate: Effect of spray drying temperature // Biochemical Engineering Journal. 2012. Volume 62. P. 101 105.

43. Sansone F., Mencherini T., Picerno P., d'Amore M., Aquino R. Maltodextrin/Pectin microparticles by spray-drying as carrier for nutraceutical extracts Journal of Food Engineering. 2011. Volume 105. Issue 3. P. 468-476.

44. Fang Z., Bhandari B. Effect of spray drying and storage on the stability of bayberry polyphenols // Food Chemistry. 2011. Volume 129. Issue 3. P. 1139- 1147.

45. Jayasundera M., Adhikari B., Adhikari R., Aldred P. The effect of proteintypes and low molecular weight surfactants on spray drying of sugar-rich foods147

46. Food Hydrocolloids. 2011. Volume 25. Issue 3. P. 459 469.

47. Adhikari В., Howes Т., Shrestha A., Bhandari B.R. Effect of surface tension and viscosity on the surface stickiness of carbohydrate and protein solutions // Journal of Food Engineering. 2007. Volume 79. Issue 4. P. 1136 1143.

48. Nijdam J.J., Langrish T.A.G. The effect of surface composition on the functional properties of milk powder // Journal of Food Engineering. 2006. Volume 77. Issue 4. P. 919 925.

49. Bernard C., Regnault S., Gendreau S., Charbonneau S., Relkin P. Enhancement of emulsifying properties of whey proteins by controlling spray-drying parameters // Food Hydrocolloids. 2011. Volume 25. Issue 4. P. 758-763.

50. Tonon R.V., Grosso C.R.F., Flubinger M.D. Influence of emulsion composition and inlet air temperature on the microencapsulation of flaxseed oil by spray drying // Food Research International. 2011. Volume 44. Issue 1. P. 282 289.

51. Finney J.; Buffo R.; Reineccius G.A. Effects of type of atomization and processing temperatures on the physical properties and stability of spray-dried flavors // Journal of Food Science. 2002. Volume 67. Issue 3. P. 1108 1114.

52. Jayasundera M., Adhikari В., Aldred P., Ghandi A. Surface modification of spray dried food and emulsion powders with surface-active proteins: A review //Journal of Food Engineering. 2009. Volume 93. Issue 3. P. 266 277.

53. Jin X., Custis D. Microencapsulating aerial conidia of Trichoderma harzianum through spray drying at elevated temperatures // Biological Control. 2011. Volume 56. Issue 2. P. 202 208.

54. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии— М.: Химия, 1971.496 с.

55. Кроу К., Гамилец А., Хоффман Т., Джонсон А., Вудс Д., Шеннон П.148

56. Used in Gas Turbines // Journal of Propulsion and Power. 1991. Volume 7. Issue 5. P. 805 813.

57. Stanton D.W., Rutland C.J. Modeling Fuel Film Formation and Wall Interaction in Diesel Engines // SAE Paper 960628. 1996.

58. O'Rourke P.J., Amsden A.A. A Spray/Wall Interaction Submodel for the KIVA-3 Wall Film Model//SAE Paper 2000-01-0271. 2000.

59. Zbicinski I. Development and experimental verification of momentum, heat and mass transfer model in spray drying // Chemical Engineering Journal and the Biochemical Engineering Journal. 1995. Volume 58. Issue 2. P. 123 133.

60. Pearce D.L. A novel way to measure the concentration of a spray in a spray dryer // Drying Technology. 2006. Volume 24. Issue 6. P. 777 -781.

61. Chiou D., Langrish, T.A.G., Braham R. Partial crystallisation behaviour during spray drying: simulations and experiments // Drying Technology. 2008. Volume 26. Issue 1. P. 27-38.

62. Woo M.W., Daud W.R.W., Mujumdar A.S, Tasirin S.M., Talib M.Z.M. Role of rheological characteristics in amorphous food particle-wall collisions in spray drying // Powder Technology. 2010. Volume 198. Issue 2. P. 251 257.

63. Palzer S. The effect of glass transition on the desired and undesired agglomeration of amorphous food powders // Chemical Engineering Science. 2005. Volume 60. Issue 14. P. 3959 3968.

64. Gonzalez M., Skandamis P.N., Flanninen M.-L. A modified Weibull model for describing the survival of Campylobacter jejuni in minced chicken meat // International Journal of Food Microbiology. 2009. Volume 136. Issue 1. P. 52-58.

65. Определение антиоксидантной активности

66. Одновременно готовят холостой раствор и далее измеряют оптическую плотность, как при построении градуировочного графика. Содержаниелалюминия X, мг/дм вычисляют по градуировочному графику.