автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Разработка роторно-вакуумного пленочного испарителя для концентрирования хвойных экстрактов

р Г 5 ОД

На правах рукописи

ХИТЕРХЕЕВА Надежда Сергеевна

РАЗРАБОТКА РОТОРНО-ВАКУУШОГО ПЛЕНОЧНОГО ИСПАРИТЕЛЯ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ХВОЙНЫХ ЭКСТРАКТОВ

Специальность 06.El.03 - Технология й оборудование

химической переработки древесин«} химия дрееесйны

Автореферат диссертации на соискание ученой степевя кандидата технических Наук

Красноярск - 1996

- г -

Работа выполнена в Красноярской государственной технологической академии на кафедре "Химическая технология древесины" и в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете в проблемной лаборатории кафедры "Процессы и аппараты пищевых производств"

Научные руководители: доктор химических наук,

профессор Репях Степан Михайлович

кандидат химических наук,

доцент Хантургаев Герман Анатольевич

Официальные оппоненты; доктор технических наук,

доцент Левин Борис Давидович

кандидат технических наук,

доцент Федорущенко Анатолий Алексеевич

Ведущая организация - Красноярский государственный

технический университет

Защита состоится 20 июня 1996 Г. в часов на заседании диссертационного совета Д 063.83.01 Красноярской государственной технологической академии.

Отзывы (обязательно в 2-х экземплярах с заверенными подписями) просим направлять по адресу! 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, КГТА, У.ченому секретаря.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярской государственной технологической академии.

Автореферат равослан .. .1996 г.

Учений секретарь диссертационного совета, к.х.н., доц.

Е.В.Исаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

,, Актуальность работы: В настоящее время большое внимание уде-дяется разработке новых и усовершенствованию существующих технологий и оборудования для получения продукции из растительного сырья, которая затем используется в медицине, фармакологии, сельском хозяйстве, парфюмерно-косметической, пищевой и других отраслях промышленности. Особое значение имеет использование древесной зелени (ДЗ) хвойных Пород для Восточно-Сибирского региона Российской Федерации, т.к. здесь сосредоточено 85% лесопокрытой площади.

Комплексная технология переработки ДЗ включает в себя экстрагирование с последующим концентрированием полученных, растворов. При этом одним из основных продуктов является хвойный лечебный экстракт (ХЛЭ), в составе которого содержится комплекс биологически активных веществ (БАВ), обладающих специфическими свойствами: термолабильностью, т.е. нестойкостью к действию высоких температур; недолговечностью, обусловленной потерей качества продукта при длительном времени переработки. Перечисленные свойства необходимо учитывать при аппаратурном оформлении этих процессов.

Для концентрирования жидкостей, содержащих БАВ, перспективным становится применение роторных пленочных аппаратов (РПА), в которых испарение происходит не из общего объема, а из тонкого слоя жидкости, что значительно ускоряет процесс и позволяет сократить время контакта среды с теплообменной поверхностью.

Однако, существую[дие на сегодня РПА имеют некоторые недостатки: малую поверхность испарения, низкий коэффициент использования рабочего объема аппарата. Кроме этого, ^ отсутствует единая методика расчетов, поэтому для применения их в производстве требуется проведение дополнительных экспериментальных исследований.

Таким образом, актуальной проблемой является создание новых роторно-вакуумных пленочных испарителей (РВПИ), в которых процесс концентрирования протекает в высокоинтенсивных режимах при низкой температуре, сохраняя БАВ в нативном состоянии. При этом увеличение производительности происходит не простым наращиванием габаритов, а осуществляется совершенствованием конструкции. Изучение гидродинамики и тепло-массообмена в этих аппаратах проводится путем создания математических моделей процесса с помощью средств

- % -

вычислительной техники, позволяющих прогнозировать оптимальные режимы переработки жидкостей с учетом их свойств, и последующей экспериментальной проверкой на опытных или полупромышленных образцах.

Цель и основные задачи. Разработка и исследование РВПИ с развитой поверхностью пденкообразования, позволяющего интенсифицировать процесс концентрирования в технологиях переработки хвойных экстрактов на примере ХЛЭ.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:

1) построение математической модели, учитывающей конструкти-, вные особенности и условия эксплуатации разработанного аппарата;

2) изучение зависимости физико-химических и теплофизических характеристик хвойного лечебного экстракта от температуры и концентрации;

, 3) оптимизация процесса концентрирования в РВПИ;

4) выдача рекомендаций для проектирования аналогичных аппаратов .

Научная новизна. Впервые разработана и исследована новая конструкция роторно-вакуумного пленочного испарителя для интенсификации концентрирования жидкостей, содержащих БАВ.

Построена математическая модель, на основе которой составлена блок-схема алгоритма расчета аппарата, позволяющая оптимизировать процесс.

: Определены зависимости основных физико-химических и теплофизических характеристик )СЛЭ от температуры и концентрации.

Результаты исследований защищены авторским свидетельством изобретение.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований и построенной математической модели был разработай и изготовлен опытный образец РВПИ, который может найти применение в фармацевтической, пищевой, микробиологической промышленности и других отраслях биогекнологии для концентрирования жидкостей с сохранением БАВ в кативном состоянии.

Установлены- зависимости физико-химических и теплофизических характеристик ХЛЭ. Они использованы для расчетов по оптимизации • режима работы РВПИ.

Математическая модель позволяет проектировать аппараты аналогичного типа.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на-научной конференции преподавателей, научных работников и аспирантов с участием специалистов проектных и производственных организаций Восточно-Сибирского государственного технологического университета (Улан-Удэ, 1992 - 1996 гг.), при ежегодной аттестации на ученом совете факультета "Переработка природных соединений" Красноярской Государственной технологической академии (Красноярск, 1992-1995 гг.), на Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы химико-лесного комплекса" (Красноярск, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в которых изложено основное содержание выполненных исследований.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на {23страницах машинописного текста, содержит ¿6 рисунков и /3~та-блиц. Работа состоит из введения, 4 разделов, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. •

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

• По имеющимся в литературе сведениям был проведен анализ существующих выпарных алпаратор. он показал возможность повышения их производительности за счет увеличения поверхности испарения без наращивания габаритных' размеров и перспективность применения роторных пленочных аппаратов в технологиях, связанных с переработкой термолабильных и биологически активных веществ.' В основу разработки новой конструкции испарителя положены наиболее прогрессивные решения и принципы работы известных роторных пленочных аппаратов. '

Для изучения свойств перерабатываемой среды, в качестве которой выбран хвойный лечебный экстракт, использованы апробированные методы определения физико-химических и тегоюфизических характеристик жидкостей. ' Для проведения опытов по исследованию характеристик РВТШ разработана методика, основанная на фундаментальных законах сохранения массы.

Экспериментальное данные обрабатывались на ЭВМ с помощью стандартных программных средств.

1. Описание конструкции и принципа работы РВПй

Для интенсификации процесса концентрирования в технологии получения хвойного лечебного экстракта разработана новая конструкция роторно-вакуумного пленочного испарителя (РВПИ), схема

Рис. 1. Схема устройства РВПИ: 1 - корпус; 2 - тепловая ру-:байка; 3 и 4. 5 и 6 - патрубки для ввода и рывода теплоносителя, подвода и отвода перерабатываемой жидкости; 7 - патрубок для удаления вторичного пара; 8 - приводной вал; 9 - диски.

Он представляет . .собой горизонтально расположенный • цилиндрический аппарат, внутри которого расположен ротор, состоящий из набору дисковых элементов, установленных на приводном валу, позволяющих увеличивать площадь поверхности пленкообразования. Предлагаемый аппарат отличается от аналогичных устройств конструкцией ротора.

При вращении вала жидкость, . находящаяся, внутри аппарата, уровень которой не превышает половины диаметра дисков, захватывается ими, образуя непрерывно обновляющийся пленичный слой. При этом испарение происходит под воздействием теплообмена и вакуума.

Ввиду отсутствия методики расчета подобных аппаратов, возникла необходимость создания математической модели, которая поз- валила провести расчет поверхности испарения, производительности, затраченной энергии и других характеристик, а также оптимивиро-'вать режим работы в технологии получения хвойного лечебного экстракта. Для подтверждения.достоверности построенной математической модели, был изготовлен опытный образец аппарата, в котором проведены экспериментальные исследования.

Чтобы использовать в расчетах известные закономерности теп-ло-массообмена с учетом особенностей конструкции и принципа работы РВПИ, были введены следующие допущения:

1) пленка жидкости, образующаяся на поверхности ротора, находится в относительном Ьокое и ее толщина одинакова;

2) режим теплообмена внутри аппарата установившийся, т.е. температура процесса не меняется во времени;

3) тепловой поток - величина постоянная;

4) при составлении теплового баланса потери теплоты на концентрирование и в окружающую среду включены в,общее значение теплового потока.

Эти допущения не отражают полную гидродинамическую и тепло-массообменную ситуацию, имеющую место в реальных условиях работы аппарата, но они позволяют С^з решения традиционных дифференциальных, и критериальных уравнений перейти к инженерным'расчетам.

В основу математической модели РВПИ были положены уравнения материального и теплового баланса:

V/ - Эн - С* - 6„ • (1 - Хн/Хк) (1) ,

ц - а„ • с • (Тк-Тн) + V ■ (I - СрЛк) -

- К •• Б. • (Тт-Тк) (2)

где: V/ - производительность по вторичному пару, кг/с; <3к -

начальный и конечный массовый расход, кг/с; Хн," Хк - концентрация начального и конечного раствора. %; С, Ср - теплоемкости раствора и растворителя, Дж/(кг-К); I - энтальпия вторичного пара, Дж/кг; К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К); 3 - площадь поверхности испарения, м2; Тт, Тн, Тк - температуры теплоносителя, начального и конечного растворов, К. •

( о2 . ff )

(1/3)

(4)

где Ь - толщина пленочного сдоя, и; - динамический коэффициент вязкости, Па-с; р - плотность жидкости, кг/м3; г - ускорение свободного падения, м/с2.

Для определения теплового потока 0, при установившемся режиме теплопередачи по допущению 2, будет справедлив закон Фурье

X

б

At, (5)

где: х- теплопроводность, Вт/(м-К); F - n-L-D/2- площадь поверхности теплопередачи для РВ1Ш, м2; At - разность температур по обе стороны стенки, Kj б - толщина передающей стенки, м.

Таким образом, в расчетные формулы (1) - (5) входят параметры, характеризующие свойства перерабатываемой жидкости: плотность, вязкость, начальная и конечная концентрации раствора, теплопроводность, теплоемкость, которые зависят от условий проведения процесса в аппарате.

2. Экспериментальное исследование свойств ХЛЗ

Для определения плотности и вязкости было, приготовлено несколько растворов ХЯЭ различной концентрации, возрастающей от О до 100%, при этом в расчетах за iOOX. был принят экстракт, физико-химические показатели которого соответствовали ТУ 81-05-97-70. Плотность растворов измеряли ареометрами, а вязкость определяли в вискозиметре ВПЖ-2 методом Оствальда, основанном на сравнении времени истечения ■ исследуемой жидкости и эталонной. В качестве эталона 6i выбрана дистиллированная вода. Каждое измерение в опыте повторялось не менее 10 раз.

В ходе проведенных экспериментальных исследований были получены значения плотности и вязкости растворов ХЛЭ при температурах 'От 20 до 50°С. Затем результаты обрабатывались на ЭВМ с помощью ■.прикладной программы аппроксимации APR.SAY для подбора функцио-

- а -

По условию эксплуатации аппарата диски могут быть погружены в^ жидкость максимум до середины диаметра, при снижении уровня шкзшддь поверхности Б пленкообразования на роторе возрастает. Сравнение полученной зависимости 5 от высоты жидкости над нижним краем диска Н представляет собой следующее выражение:

Ш2/4• (П - агссоэа - 2Н/д)) + уУ-ф - Н)-(й/2 - Н) -- П-с12/4]-2'М. + 0-(П - агссоз(1 - 2Н/0))-1--М +

V + П-сМ-(И+1), (3)

где й - диаметр дисков, м; с! - диаметр соединительных элементов (втулок), м; N - количество дисков, шт ; Ь - толщина дисков, м; 1 - длина соединительной части между дисками (втулок), М; Н - расстояние от верхнего уровня жидкости в аппарате до нижнего края диска, м.

Схема для расчета площади поверхности испарения представлена на рис. 2, а график полученной зависимости на рис. 3.

5,«2

I

е:

я

4,4-

5*

ч n

\

\ •

\

Рис. 2. Схема для расчета площади поверхности пленкообра-вания.

О 0,7 0,4 <7,6 0,8 Н,н

Рис. 3. График зависимости площади пленкообразования от высоты уровня жидкости.

Для определения толщины пленочного слоя жидкости Используем формулу

нальных зависимостей.

На рис. 4 графически предетавлеко изменение плотности растворов ХЛЭ от концентрации при температурах 20, 30, 40 и 60°С. Общий вид уравнения и коэффициенты для каждой кривой приведены в сводной таДнГПТИ:

Таблица 1

Зависимость плотности от концентрации

-1-—-1---:-1-'

| Темпера-| У(Х) - 1/(А-Х + В) |Среднеста-

Вещество 1 тура, | °с 1- 1 1 А -г 1 -1 В 1 1 тистическое отклон.Д

ХЛЭ •20 -1 .90354' •Ю"6 1.00788 -10~3 0.093

ХЛЭ 30 -1 .88200' •10"ь 1.01194- Ю-3 0.267

ХЛЭ 40 -1 .87929' •10"ь 1.01495-10~э . 0.313

. ХЛЭ 50 -1 .84239' ■10"Ь 1.01683-10~э 0.251

Зависимость плотности 100%-ного хвойного лечебного экстракта

центрацни:. 1 - Т-20; 2 - Т-30; }<ЛЭ; 2 - дистиллированная вода. 3 - Т-40; -1 - Т-50°С.

В качестве эталона для сравнения приводится аналогичная кривая для дистиллированной воды. При увеличении температуры плотность обеих жидкостей уменьшается. Общее уравнение функции и соответствующие коэффициенты приводятся в табл.-2.

Таблица 2

Зависимость плотности от температуры

Вещество I 1 У(Т) 1 - А-Т2 + В' •Т + С ....._ , ... ! |Средне-

1 1 1 А 1 1 1 В "1 1 I С 1откл.,% |

Вода ХЛЭ -4.05949-10"3 1.18798-10~3 -Б.87425-10' -7.24823-10" "2 1. -1 1. 00106-103 0.008 23923-1О3 0.014

' Результаты экспериментальных исследований зависимости динамического коэффициента вязкости растворов ХЛЭ от концентрации в том же диапазоне температур приведены на рис. б. Они показывают, что с повышением концентрации раствора вязкость возрастает. Однако с ростом температуры вязкость жидкости одной и той же концентрации снижается. При-этом характер функциональной зависимости не изменяется во всем диапазоне температур, а соответствующие коэффициенты представлены в табл. 3.

Таблица 3' Зависимость вязкости от концентрации

"Т-П-

1 У(Х) - А-ЕХР(В-Х + С-Х2) I | Средне-

Вещество | А I В I С 1 | статист.

1 1 •Ю-4 I 1 •10"4 | 1 •10~5 | 1 1 откл.,%

Глицерин "10.3841 173.3090 37.5332 3.059

ХЛЭ Т-20°С 10.0354 98.5071 40.4652 2.906

ХЛЭ Т-30°С 8.6620 -19.6791 50.6665 3.722

ХЛЭ Т-40°С 6.5667 -33.8820 49.4434 3.609

ХЛЭ Т-50°С 5.3955 3.1382 40.2794 1.116

В качестве эталона для выбора аппроксимирующей функции был использован глицерин, изменение вязкости для него и ХЛЭ от температуры представлены на рис. 7.

Рис. 6. График, зависимости Рис. 7. График зависимости

вязкости растворов ХЛЭ от кон- вязкости от температуры: 1 - ХЛЭ;

центрации: 1 - Т-20; 2 - Т-30; 2 - глицерин. 3 - Т-40; 4 - Т-50°С.

Кривые на графике описываются следующими эмпирическими зависимостями:

Глицерин - д(Т)-11.2689 • ехр(-0.114645 • Т+6.4209 ■ 1СГ4• Т2); (6) ХЛЭ - р.(Т)-0.150602• ехр(2.27737 ■ 10~2 • Т-1.08627• 10_3• Т2). (7)

Для определения теплопроводности Л, теплоемкости С и температуропроводности а был использован экспресс-метод комплексного определения перечисленных выше величин. Он основан на использовании. теплоинерционных свойств термопары, темп нагрева которой в средах с различными характеристиками неодинаков.

В экспериментальной установке была использована хромель-ко-пелевая.термопара, подключенная к контрольно-самопишущему прибору КСП-4, на диаграммной ленте которого фиксировалась кривая нагрева термопары при помещении ее; в исследуемую среду. Постоянную термодатчика определяли по глицерину, • теплофизические характеристики (ТФХ) которого известны. Основные зависимости для расчета комплекса ТФХ представляют собой .следующие выражения: ■

31 " РОтах' •

Сг'Р! - К/М ;

(8) (9)

(10)

где Го - критерий Фурье; К - М'С1-Р1 - критерий, характеризующий соотношение объемных теллоемкостей исследуемого материала и термодатчика; М - (Сг'рг/ЗГ1 - постоянная термодатчика, м3• К/кДж; аа - коэффициент температуропроводности, м2/с; Сгр1 - объемная теплоемкость среды, Дк/(м9-град); Ха - коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м-К); I? - радиус зонда термодатчика, м; -с - время, с.

Характерные кривые темпа нагрева термопары при погружении в жидкость с температурой 50°С и рассчитанной относительной безразмерной температуры представлены на рис. 8, гд^~'й6каэано~Г7что они-различны-" для ХЛЭ и глицерина. Исследования ТФХ были проведены в диапазоне от 30 до Б6°С.

Зависимости коэффициента теплопроводности X для ХЛЭ и глицерина от температуры-, представлены на рис. 9.

Х.Вт/нк

а<?

0,6

Иг

4 > 4 ■И

Г г 1

о го Аа бо го ь,с ' Рис. 8. Кривые темпа нагрева термопары и безразмерной температуры от времени: Тс-50°С.

За На Я Т'с

Рис. .9. График зависимости теплопроводности от температуры: 1 - ХЛЭ; 2 - глицерин.

В результате математической обработки проведенных экспериментальных исследований получены следующие зависимости теплофизи-

ческих характеристик от температуры :

С(Т) - 16.3569-Т + 958.453 ; (11)

а(Т) - (-6.06774-10~3-Т + 1.49996)-10"7; (12)

Х(Т) 9.88578-10"4-Т + 0.214332- (13)

Опытные данные обрабатывались на ПЭВМ с помощью прикладных программ: аппроксимации, вычисления интеграла, "Бирегса1с".

Рассчитанные по представленным аналитическим формулам значения, имеют среднестатистическое отклонение от экспериментальных не более 4%.

3. Математическое моделирование и оптимизация процесса концентрирования в РВПИ

Для оптимизации процесса и подбора режима эксплуатации аппарата. была построена математическая модель, основанная на приведенных в пункте 1 допущениях.

При вращении ротора с некоторой частотой п начальный массовый расход можно выразить следующим образом:

вн - 3 • Ь • р • п, (14)

где Б - площадь поверхности испарения (пленкообразования), м2; Ь - толщина пленки жидкости, м; р - плотность исходного раствора, кг/м3; п - частота оборотов ротора, с-1.

Три первых сомножителя в выражении (14) представляют , массу жидкостной пленки, образующейся на поверхности ротора, а частота оборотов п показывает ее обновление в единицу времени.

Тогда производительность аппарата по вторичному пару И согласно уравнению (1) равна

. И - Б • Ь • р • п • (1- Хн/Хк). (15)

Таким образом, производительность аппарата по вторичному пару № для РВПИ с известной площадью испарения зависит от частоты оборотов ротора п, которая теоретически может принимать значения от 0 до числа оборотов двигателя (пд), .а также от конечной концентрации раствора, не превышающей 100 %. Количество теплоты, подводимой к выпариваемой жидкости, идет на ее нагрев до температуры кипения при данной величине вакуума и на процесс парообразования, характеризующийся величиной V.

Подставив выражение (14) для вн и (15) для V/ в уравнение теплового баланса (2), получим выражение для определения числа оборотов ротора п

п - 0/<р • ь • э • С(1-Хн/Хк)•(1-Ср-Тк) + С-(ТК-Тн)]>. (16)

- Зависимости (1) - (16) связывают все параметры проведения процесса концентрирования ХЛЭ в РВПИ с учетом свойств перерабатываемой среды, гидродинамики и тепло-массообмена.

На рис. 10 показан график-схема изменения основных характеристик РВПИ в зависимости от числа оборотов ротора п.

Рис. 10. График-схема зависимости основных характеристик РВПИ от числа оборотов ротора: 1 - тепловой поток Вт; 2 - начальный массовый расход 6Н, кг/с; 3 - конечная•концентрация раствора Хк, X; 4 - производительность по вторичному пару V?, кг/с.

На графике зависимость начального массового расхода (производительность аппарата по исходному раствору) вн, рассчитанная по формуле (14), представляет собой прямую линию, возрастающую с увеличением числа оборотов ротора. Это обусловлено тем, что пленочный слой жидкости, который образуется на рабочей поверхности дисков, постоянно обновляется.

Количество теплоты 0 не зависит от п, поэтому на рис. 10 ей соответствует прямая линия, параллельная оси X.

По формуле (16) рассчитывается только одно значение числа оборотов ротора п, все остальные параметры, входящие в уравнение, зафиксированы. При этом величиной, которая может изменяться, является конечная концентрация раствора Хк- Она не может быть выше 100 % и ниже начальной концентрации Хн. Приняв эти значения в качестве граничных и подставив их в уравнение (16), получим максимальное Птах и минимальное Пщщ число оборотов ротора.

Таким образом, на представленном рис. 10' ось X разбивается полученными точками птт и Птах на несколько интервалов. Исследуем на этих участках поведение основных характеристик РВПИ.

На интервале изменения чисел оборотов от 0 до птт производительность аппарата по количеству выпаренной жидкости будет возрастать. При этом конечная концентрация раствора достигает 100%. Так как на процесс испарения количество подводимой теплоты используется не полностью, происходит перегрев получаемого продукта, что не допустимо для переработки жидкостей, содержащих биологически активные или термолабильные компоненты.

Следовательно, эксплуатация аппарата в этом диапазоне при заданных условиях ведения процесса приводит к необосновано высоким затратам энергии и потере качества. Значение числа оборотов ротора, равное птт, является оптимальным для получения продукта со ЮОХ-ной концентрацией.

На интервале от Ппип ДО птах производительность по вторичному пару возрастает до значения числа оборотов ротора, равному Попт. а затем плавно снижается, стремясь к минимальному значению. На этом интервале зафиксирована точка, соответствующая п0пт. в которой производительность'аппарата будет иметь максимальное зна чение.

При конструировании и изготовлении испарителей, подобных РБПИ. число оборотов ротора следует выбирать из этого интервала,

который является областью устойчивой работы аппарата. Причем, наиболее эффективно его использование в интервале от nmin до п0пт-

С увеличением числа оборотов от птах до пд производительность по вторичному пару практически не изменяется, так как подводимое количество теплоты недостаточно для интенсивного процесса парообразования. Оно расходуется на подогрев жидкости в аппарате. Использование РВПИ в этом диапазоне не целесообразно.

Для подтверждения интенсификации процесса испарения sa счет увеличения поверхности пленкообразования и для проверки действия математической модели была проведена серия опытов на изготовленном образце РВПИ.

Эксперименты показали, что с увеличением площади поверхности испарения (пленкообразования) приблизительно в 10 раз, производительность аппарата возрастала в 6. Все остальные параметры процесса оставались при этом постоянными, в том числе и тепловой поток.-

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при наличии тонкого слоя жидкости, создаются благоприятные условия для перехода молекул из жидкой фазы в газообразную, суммарный' коэффициент теплопередачи К, характеризующий процесс испарения в аппарате, повышается. Эффективность использования подводимой энергии, а следовательно, коэффициент полезного действия, возрастает.

ВЫВОДЫ

1. Разработана конструкция нового РВПИ для интенсификации процесса концентрирования жидкостей с сохранением биологически активных веществ в нативном состоянии и предложена в технологии получения ХЛЭ.

2. Экспериментально изучено измёнение основных физико-химических и теплофизических свойств хвойного лечебного.экстракта в зависимости от температуры и концентрации, с помощью программы аппроксимации APR.SAY они представлены в виде эмпирических функций.

3. На основе построенной математически «одели аппарата разработала методика расчета основных характеристик РВПИ, учитывающая конструктивные особенности, свойства перерабатываемой жидкости, гидродинамику и тепло-массообмен, она предстаклэна в ьще

блок-схемы, на основании которой составлена программа для ПЭВМ.

4. Установлен параметр оптимизации режима работы РВПИ - число оборотов ротора п, относительно которого определены зависимости основных характеристик аппарата. На основании анализа результатов выданы рекомендации для проектирования и эксплуатации испарителей, подобных РВПИ.

5. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований была предложена конструкция РВПИ с улучшенными условиями теплообмена, на которую подучено авторское свидетельство на изобретение. Все расчетные зависимости математической модели при этом сохраняются.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. A.C. 1740026, МКИ6 В01Д1/22. Роторно-вакуумный пленочный испаритель/ Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. (СССР) -M 4850219/26; заявлено 12.07.90; опубл. 15.06.92. Бюл. N 22//(Открытия. Изобретения. - 1992. - N 22. - С. 89.

2. Заявка N 5040675/26. Экстрактор для системы твердое тело - жидкость// Хитерхеева Н.С., Хантургаев Г.А., Репях С.М., Хитер-хеев С.К. Заявлено 30.04.92. Решение ВНШГПЭ о выдаче патента 30.07.93.

3. Репях С.М., Хантургаев Г.Д., Хитерхеева U.C. Роторно-ва-куумный пленочный испаритель// Сб. науч. тр./ Всесоюз. науч,-практич. конф. "Проблемы химико-лесного комплекса"/ СТИ. - Красноярск, 1993.- Т. 2. - С. 169-172.

4. Репях С.М., Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С. Определение некоторых физико-химических г- шчин хвойных водных экстрактов// Переработка растительного сырья и утилизация отходов: Сб. науч. тр./ КГТА. - Красноярск, 1994. - Вып.1. - С. 234-240.

5. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. Влияние частоты вращения вала на характеристики роторно-вакуумного пленочного испарителя/ АгроНИИТЭИММП. - Москва, 1994. - 4с.: ил. - Биб-лиогр.: 3 назв. - Деп. в ВИНИТИ 15.05.94, N 12.

'6. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. Аппарат для концентрирования биологически активных веществ// Химия и технология минерально-сырьевых ресурсов: Сб. науч. ст./ БНЦ СО РАН. -Улан-Удэ, 1995. - С. 51-53.