автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разработка высокотехнологичного процесса сушки в псевдоожиженном слое с использованием теплового насоса

На правах рукописи

Гузев Олег Юрьевич

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОГО ПРОЦЕССА СУШКИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВОГО НАСОСА

(НА ПРИМЕРЕ СУШКИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО ПРОТЕИНА)

05 17 08 Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

003449426

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им ДИ Менделеева

Научный руководитель Кандидат технических наук, доцент

Алвес Светлана Викторовна

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедрой компьютерных технологий и систем Московского государственного университета прикладной биотехнологии Ивашкин Юрий Алексеевич

Кандидат технических наук, начальник управления информационных технологий Российского химико-технологического университета им Д И. Менделеева Матасов Алексей Вячеславович

Ведущая организация Московский государственный университет

инженерной экологии

Защита диссертации состоится «18» сентября 2008 г в 11 часов в Конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 204 03 в РХТУ им Д И Менделеева по адресу 125047, г Москва, Миусская пл, д 9

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им Д И Менделеева.

Автореферат диссертации разослан «13» августа 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 204 03

Женса А В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в области сушки химико-фармацевтических материалов наметился ряд существенных тенденций повышение качества продукта и сроков его хранения, снижение энергозатрат и негативного воздействия на окружающую среду Многие химико-фармацевтические материалы представляют собой термолабильные, легкоокисляющиеся, нестабильные вещества Для их сушки требуются особые условия, что, зачастую, делает неприемлемым использование тепловых способов обработки К традиционным технологиям, применяющимся сегодня для сушки химически нестойких материалов, относятся вакуумная сублимационная сушка, низкотемпературная распылительная сушка, сушка в псевдоожиженном слое, сорбционная сушка и др Однако каждая из перечисленных технологий характеризуется либо высокой стоимостью, либо не обеспечивает требуемого качества получаемых продуктов, либо сам процесс сушки не соответствует современным требованиям химико-фармацевтического производства

Таким образом, актуальной задачей является разработка новой экологически безопасной технологии сушки химико-фармацевтических материалов, которая позволит получить продукт высокого качества с заданными структурой и свойствами и сократить затраты на производство

Данная работа посвящена разработке инновационной технологии двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении с тепловым насосом, которая полностью удовлетворяет указанным требованиям Работа выполнена в соответствии с заданием Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», ГК № 02 513 11 33261

1 Экспериментальные и аналитические исследования процесса двухстадийной сушки в аппарате псевдоожиженного слоя с тепловым насосом проводились на базе Норвежского университета науки и технологий (г Трондхейм) под руководством д т н , проф О Алвес-Фильо

Цель работы заключается в разработке высокотехнологичного процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с использованием теплового насоса для получения химико-фармацевтических продуктов с заданными свойствами Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие научно-технические задачи

■ проведение экспериментальных исследований двухстадийной сушки фармацевтического протеина в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом,

■ анализ качественных характеристик исходного материала, материала в процессе сушки и конечного продукта,

■ разработка математической модели процесса двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое, численное решение уравнений математической модели,

■ разработка методики выбора условий двухстадийной сушки в псевдоожижженом слое с тепловым насосом на основании качества продукта и энергетической эффективности процесса сушки,

■ изучение преимуществ сушки с использованием теплового насоса для снижения энергозатрат, обеспечения стабильности процесса и уменьшения негативного воздействия на окружающую среду

Научная новизна. Теоретически описана и экспериментально продемонстрирована возможность производства высококачественного фармацевтического протеина методом двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом

Разработана математическая модель, описывающая процесс двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении Данная модель позволяет рассчитать параметры газовой и дисперсной фаз в процессе сушки при варьируемых параметрах сушильного агента на входе в сушильную камеру

Разработана методика выбора условий проведения процесса двухстадийной

сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом на основании оценки качества продукта и энергетической эффективности процесса Для оценки энергетической эффективности процесса сушки с тепловым насосом использован критерий удельной скорости удаления влаги (БМЕК)

Практическая ценность. Проведены экспериментальные исследования двухстадийной сушки фармацевтического протеина при атмосферном давлении в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом Измерен ряд качественных характеристик исходного материала, материала в процессе сушки и конечного продукта

Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать гидродинамические параметры, теплообмен и кинетику процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое

В результате реализации методики выбора условий двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом на основании оценки качества продукта и энергетической эффективности процесса найдены режимы работы сушильной установки, обеспечивающие получение сухого продукта с заданными качественными характеристиками при минимальных энергозатратах

Включение в технологическую схему теплового насоса, работающего на природном аммиаке, позволяет стабилизировать процесс сушки, получить высококачественный продукт, а также существенно снизить энергозатраты и отрицательное воздействие на окружающую среду

Апробация. Основные результаты диссертационной работы были доложены на Международных конференциях молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2005», «МКХТ-2006», «МКХТ-2007», Москва, 2005-2007 гг, 15см Международном симпозиуме по сушке «Ш8'2006», Будапешт, 2006 г, 17ом Международном конгрессе по химической технологии, «СШ8А-2006», Прага, 2006 г, 60М Европейском конгрессе по химической технологии «ЕССЕ-6», Копенгаген, 2007 г и Международном научном семинаре по атмосферной сублимационной сушке, Трондхейм, 2007 г

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованной литературы из 111 наименований Общий объем работы составляет 148 страниц печатного текста, включая 34 таблицы и 36 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена и обоснована актуальность поставленной задачи В первой главе рассмотрены основные процессы сушки, используемые в производстве химико-фармацевтических материалов, описаны их достоинства и недостатки Приведен обзор математических моделей кинетики и гидродинамики процессов сушки в псевдоожиженном слое Рассмотрены схемы и принцип действия сушилки с тепловым насосом, даны основные критерии эффективности, а также описаны преимущества использования тепловых насосов в процессах сушки

В соответствии с целью работы и на основании результатов анализа литературы была сформулирована задача исследования и намечены этапы ее решения

Вторая глава посвящена комплексу экспериментальных исследований атмосферной двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое с тепловым насосом Дано описание свойств и основных характеристик протеинов и, в частности, протеина миозин, как объектов сушки, а также представлен анализ качественных параметров продуктов сушки

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории Норвежского университета науки и технологий (г Трондхейм) под руководством д т н, профессора Одилио Алвес-Фильо и включали два этапа

На первом этапе исследовался процесс сушки прототипа фармацевтического протеина, обладающего схожим составом, так как вследствие высокой стоимости чистого фармацевтического протеина количество экспериментов с ним было ограничено Эксперименты с прототипом, основным компонентом которого являлся протеин миозин, позволили подобрать благоприятные условия сушки фармацевтического протеина и, таким образом, сократить количество экспериментов с основным материалом

Рис 1 Лабораторная установка псевдоожиженного слоя с тепловым насосом 1 — съемная сушильная камера, 2 - циклон, 3 - испаритель хладагента, 4 - компрессор, 5 - трехходовой клапан, 6 - внутренний конденсатор хладагента, 7 - внешний конденсатор хладагента, 8 - сборник хладагента, 9 — дроссельный клапан, 10 - вентилятор

Перед проведением экспериментов материал замораживался до -25°С и нарезался кубиками размером 5 мм После этого материал загружался в

сушильную камеру, и начинался процесс сушки

На рис 1 приведена схема и основные характеристики лабораторной установки Диаметр верхней части съемной цилиндроконической сушильной камеры составлял 0,25 м Во всех экспериментах в качестве сушильного агента использовался воздух, в качестве хладагента - природный аммиак

Двухстадийная сушка включает сублимационную и тепловую сушку Мягкие условия сублимационной сушки позволяют сохранить полезные свойства и структуру материала Интенсивный массообмен тепловой сушки позволяет быстро достичь требуемого остаточного влагосодержания На данном этапе исследований варьировалась длительность стадий сушки

В табл 1 представлены условия ведения экспериментов, которые были выбраны из серии испытаний для проведения сравнения и анализа экспериментальных данных, а на рис 2 показаны полученные кривые кинетики сушки Эксперимент 4 включал только сублимационную сушку и был проведен в целях сравнения

Таблица 1

Условия проведения экспериментов по сушке прототипа фармпротеина

№ эксперимента 1-я стадия 2-я стадия

Т, °С Т, °С

1 -5 2 25 2

2 -5 3 25 2

3 -5 6 25 2

4 -5 8 - -

В результате анализа качественных характеристик высушенных образцов, таких как остаточное влагосодержание, цвет, насыпная плотность и усадка материала, были сделаны следующие выводы

1 применение двухстадийной сушки по сравнению с сублимационной сушкой позволяет получить более низкое остаточное влагосодержание продукта за более короткое время,

2 двухстадийная сушка по сравнению с сублимационной способствует получению более светлого продукта, а содержание желтого компонента в цвете высушенного образа снижается с уменьшением времени сушки,

3 минимальная насыпная плотность продукта была получена в процессе двухстадийной сушки в течение 8 часов,

4 применение двухстадийной сушки по сравнению с сублимационной сушкой приводит к большей усадке материала

На основании полученных данных были приняты следующие решения

1 уменьшить размер частиц,

2 увеличить время первой стадии сушки,

3 снизить температуру второй стадии сушки

На втором этапе проводилось исследование процесса сушки чистого фармацевтического протеина, основным компонентом которого также являлся миозин Поэтому при планировании экспериментов можно использовать выводы, сделанные на первом этапе

Перед проведением экспериментов производилась заморозка материала до

-25СС и его грануляция Частицы имели сферическую форму Варьировалась длительность стадий сушки, температура сушки, размер частиц и объем слоя материала Измерялись такие параметры качества, как остаточное влагосодержание, активность воды, цвет материала и насыпная плотность

Таблица 2

Параметры исходного материала и условия проведения экспериментов

№ эксп. 11ч, мм Ус, м3 \У0, % 1-я стадия 2-я стадия

Т,°С Т,°С

1 2 0,002 73,17 -10 2 20 1

2 2 0,004 71,91 -5 2 20 2

3 4 0,002 71,38 -5 2 20 1

4 2 0,002 71,77 0 2 20 I

В табл 2 представлены основные параметры исходного материала и условия проведения экспериментов, а на рис 3 показаны полученные кривые сушки

Рис 3 Кривые сушки чистого фармацевтического протеина

В результате анализа качественных характеристик высушенных образцов были сделаны следующие выводы

1 при всех условиях проведения процесса сушки было достигнуто требуемое остаточное влагосодержание,

2 результаты измерений показывают, что значения активности воды для всех высушенных образцов находятся в допустимых пределах,

3. снижение температуры первой стадии сушки приводит к получению более светлого продукта, а наименьшее содержание желтого компонента в цвете образца было получено в эксперименте № 3,

4 наименьшая насыпная плотность была получена в первом эксперименте, когда температура первой стадии сушки была самой низкой по сравнению с другими экспериментами

Третья глава посвящена математическому моделированию процесса двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении Математическая модель включает три блока

■ блок расчета гидродинамики,

■ блок расчета теплообмена,

■ блок расчета массообмена

Для математического описания гидродинамики и теплообмена процесса была использована система уравнений, разработанная сотрудниками кафедры кибернетики химико-технологических процессов РХТУ им Д И Менделеева В данном случае основная задача сводилась к подбору коэффициентов в разработанной ранее математической модели

Рассмотрим блок расчета массообмена математической модели

Для описания массообмена первого периода сушки использовалось линейное уравнение массопередачи

-^ = соп51 = р^равн-\Ув), (1)

где - влагосодержание материала, кг/кг, \VpaBH - равновесное влагосодержание материала, кг/кг, - влагосодержание сушильного агента, кг/кг, I - время, ч, р - коэффициент массопередачи, кг/м2 ч

Для описания массообмена второго периода сушки использовалось

уравнение молекулярной диффузии (2-й закон Фика)

= ^ + (2)

где Б - коэффициент молекулярной диффузии, м2/ч, х, у, ъ - пространственные координаты

Было сделано допущение, что частицы высушиваемого материала имеют сферическую форму Таким образом, при переходе к сферическим координатам получим

1 ЗУ _д2Ч/ 2

где 1 - расстояние от центра частицы, м Начальное условие

t = 0, 0<2<г, \УН, (4)

где г - радиус частицы, м, - начальное влагосодержание материала, кг/кг Граничные условия

Ш

1>0, 1 = 0, -^- = 0 (5)

г > 0, 1 = г, V/ = ,№равн (6)

Для численного решения уравнения молекулярной диффузии использовалась неявная разностная схема и метод прогонки

\У,П+1 - \У?

г-— = Б

М

г

ч

ь2 ъ }

(7)

где ] - порядковый номер точки деления по оси радиуса частицы, п - порядковый номер точки деления по оси времени, И - величина интервала между точками по оси радиуса частицы, А1 - величина интервала между точками по оси времени

Начальное условие'

= \УН (8)

Граничные условия

Х1П+1=Х5+1 (9)

Х?,+1=Хравн (10)

Для численного решения уравнений математической модели разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать гидродинамические параметры, теплообмен и кинетику процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое

На рис 4 представлены результаты расчета кинетики сушки фармацевтического протеина

• Эксп 1 В Эксп 2 Л Эксп 3 ♦ Эксп 4 -Расчет 1 -Расчет 2 -Расчет 3 -Расчет 4

Хх4^ \

\ ичч \ V

а и —*-п

00 05 10 15 20 25 30 35 40

Рис 4 Результаты расчета кинетики сушки фармацевтического протеина

Полученные данные свидетельствуют об адекватности математического описания Среднеквадратичное отклонение расчетных данных от экспериментальных составило 7%

Четвертая глава посвящена разработке методики выбора условий двухстадийной сушки в псевдоожиженом слое с тепловым насосом на основании качества продукта и энергетической эффективности процесса.

Методика была реализована на примере эксперимента по сушке прототипа фармацевтического протеина. Алгоритм методики представлен на рис. 5.

При создании исходного массива вариантов условий сушки в качестве варьируемого параметра была выбрана длительность стадий сушки.

Рис. 5. Алгоритм методики выбора условий двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом на основании качества продукта и энергетической эффективности процесса

Исходя из результатов экспериментальных исследований, на исходный массив вариантов были наложены следующие ограничения:

■ время первой стадии варьировалось от 2 до 6 часов с шагом 1 час,

• время второй стадии варьировалось от 0,5 до 6 часов с шагом 0,5 часа,

■ суммарное время двухстадийной сушки не превышало 8 часов

В результате исходный массив содержал 40 вариантов условий двухстадийной сушки

Согласно промышленным требованиям, остаточное влагосодержание выбранного материала должно находиться в диапазоне 3-6% В результате расчета по разработанной модели из исходных 40 вариантов условий сушки было отобрано 11, удовлетворяющих данному требованию

Для отбора вариантов условий сушки, удовлетворяющих требованиям к цвету продукта и насыпной плотности, были построены полиномы второй степени, описывающие зависимость параметра от времени первой и второй стадий сушки

Ь(г1Л2) = -° 198 ч 12 +1 773 г22 + 3 201 +5529 + 2 458 1,-0126 I]2 (11)

Ь(11,12) = -0 014 ^ С2 +0041 С22 + 0 637 Хг +4982 + 0317 ^ - 0 04 ^ (12)

РН(Ч'12) = 5228 Ч *2 -14902 122 -34293 Ь + 450 563-41 52 ^ +1 576 (13)

где Ь - компонент цвета, определяющий соотношение светлый/темный, Ъ - компонент цвета, определяющий соотношение желтый/синий, рн - насыпная плотность материала, кг/м3,1] - время 1-й стадии сушки, ч, Г? - время 2-й стадии сушки, ч

Согласно промышленным требованиям, значение компонента Ь должно находиться в диапазоне от 75 до 90, а значения компонента Ь и насыпной плотности продукта должны быть минимальными

В результате из 11 вариантов, полученных на 2-м шаге, было отобрано 6 вариантов, удовлетворяющих требованиям к цвету продукта, и 6 вариантов, удовлетворяющих требованию к насыпной плотности продукта

Для отбора вариантов условий сушки, удовлетворяющих всем качественным требованиям, была выполнена операция пересечения

полученных результатов В итоге, из исходных 40 вариантов были отобраны 4, представленные в табл 3

Таблица 3

Варианты условий сушки, удовлетворяющие всем требованиям к качеству продукта

№ Ъ.ч

1 3 2,5

2 4 2

3 4 2,5

4 5 2

Далее полученные результаты были проанализированы с точки зрения затрат электроэнергии на ведение процесса сушки Для оценки энергетической эффективности сушильных установок с тепловым насосом используется критерий удельной скорости удаления влаги (вМЕЯ), показывающий, какое количество влаги удаляется из материала при подведении к установке 1 кВт энергии в течение 1 часа

Эх

БМЕЯ = СОР (14)

где СОР - коэффициент преобразования энергии тепловым насосом, дх — изменение влагосодержания сушильного агента в цикле, кг/кг, дк - изменение энтальпии сушильного агента в цикле, кДж/кг

На рис 6 представлена схема теплового насоса и диаграмма термодинамических состояний хладагента в цикле теплового насоса

При известных давлениях хладагента на входе и на выходе компрессора были найдены значения энтальпии хладагента в точках 1-4 Расчет СОР проводился по формуле

СОР-^, «5,

где /г - энтальпия хладагента, кДж/кг

Зх

Для расчета отношения ^ использовалась психрометрическая диаграмма для воздуха при нормальном давлении

Конденсатор

Испаритель

Р, кПа

Критическая точка

И, кДж/кг

Рис 6 Схема теплового насоса и диаграмма термодинамических состояний хладагента в цикле теплового насоса

Далее были рассчитаны значения БАШК для каждой стадии сушки и суммарные значения ЗМЕЯ для четырех вариантов условий сушки, отобранных на предыдущем шаге Согласно полученным результатам, наилучшими условиями проведения атмосферной двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом с точки зрения энергетической эффективности сушильной установки и качества полученного продукта является время сублимационной сушки - 3 часа, время тепловой сушки - 2,5 часа Суммарное значение в МЕИ. в этом случае было максимальным и составило 1,16 кг/кДжч Следует отметить, что по сравнению с конвективной сушкой без теплового насоса, использование теплового насоса в данной технологической схеме позволило снизить общие энергозатраты в среднем на 75%

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1 Предложен инновационный высокотехнологичный способ сушки фармацевтических материалов атмосферная двухстадийная сушка в псевдоожиженном слое с тепловым насосом

2 Проведен комплекс экспериментальных исследований по сушке чистого фармацевтического протеина и его прототипа с целью изучения кинетики и гидродинамики процесса, а также исследования влияния условий проведения сушки на качество конечного продукта

3 Разработана обобщенная математическая модель, описывающая двухстадийную сушку в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении Результаты численного решения уравнений математической модели свидетельствуют об адекватности разработанного математического описания

4 Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать гидродинамические параметры, теплообмен и кинетику процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое

5 Разработана методика поиска условий проведения двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом на основании оценки качества продукта и энергетической эффективности процесса сушки Найдены условия проведения процесса сушки, удовлетворяющие всем требованиям к качеству продукта и оптимальные с точки зрения энергозатрат

6 Использование теплового насоса, работающего на природном аммиаке, в процессе двухстадийной сушки фармацевтического протеина позволило существенно уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду и снизить общие энергозатраты в среднем на 75%, сохранив при этом высокое качество полученного продукта

Автор выражает глубокую благодарность руководителю работы к т н,

доценту Алвес С В, профессору Норвежского университета науки и

технологий Одилио Алвес-Фильо и декану ФВТ РХТУ им Д И Менделеева профессору Меньшутиной H В за консультации и активную помощь в проведении экспериментальных исследований

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Гузев О Ю , Гончарова С В Применение технологии тепловых насосов в процессах сушки биоматериалов // Мевдународная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2005» материалы конференции -2005 -ТХ1Х,№1 -С 85-87

2 Зеркаев А И, Гузев О Ю, Казеев И В Инновационная технология атмосферной сублимационной сушки с активной гидродинамикой для получения фармацевтических порошков с заданной наноструктурой Индустрия наносистем и материалы // Всероссийская конференция инновационных проектов аспирантов и студентов материалы конференции -М МИЭТ, 2006 - 244 с

3 Alves-Filho О, Goncharova-Alves S, Guzev О Multistage drying of pharmaceutical powders and modeling of mass transfer // 15th International Drying Symposium (IDS 2006) proceedings of the symposium - Budapest, Hungary, 2006

4 Menshutma N V, Korneeva A E, Gordienko M G, Goncharova S V, Guzev О Y Drying Process Flowsheet Design Based on Mathematical Modelmg // 17th International Congress of Chemical and Process Engineering (CHISA-2006) CD-ROM proceedings of congress - Prague, Czech Republic, 2006 - V 4 -P 5

5 Гузев О Ю, Гончарова С В Моделирование кинетики многостадийной сушки биоматериала в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом // Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2006» материалы конференции - 2006 -

ТXX,№1 -С. 78-82

6 Гузев О Ю, Гончарова-Алвес С В Инновационная энергосберегающая технология атмосферной двухстадийной сушки с тепловым насосом // Молодые ученые и инновационные химические технологии тез докладов -М РХТУим ДИ Менделеева, 2007 -С 13-15

7 Алвес С В, Гузев О Ю, Алвес-Филио О Моделирование кинетики двухстадийной сушки протеина в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом // Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-20 сб трудовXXМеждунар Науч Конф В Ют Т. 3 Секция 3,4/ под общ Ред В С Балакирева - Ярославль Изд-во Яросл гос техн ун-та, 2007 -С 64-66

8 Guzev О , Alves-Filho О , Goncharova-Alves S. Modeling of two-stage diffusion m heat pump drying of protein // European Congress of Chemical Engineering - 6 (ECCE-6) CD-ROM proceedings of congress - Copenhagen, Denmark, 2007.

9 Гузев О Ю, Алвес-Фильо О, Гончарова-Алвес С В Инновационная технология сушки протеина // Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2007» материалы конференции -2007 -ТХХ1,№1 -С 66-69

10 Гордеев J1C, Гузев ОЮ, Алвес-Фильо О, Гончарова-Алвес СВ. Использование тепловых насосов в процессах сушки влажных материалов // Энциклопедия инженера-химика -2007 - № 8 - С 18-23

11 Alves-Filho О, Goncharova-Alves SV, Guzev OYu New impregnation and drying techniques for formulation of nutraceuticals and pharmaceutical powders // International workshop on atmospheric freeze diying - Dewatering laboratoiy at NTNU-SINTEF CD-ROM proceedings of workshop - Trondheim, Norway, 2007

12 Гузев ОЮ, Алвес-Фильо О, Гончарова-Алвес СВ, Менынутина НВ Атмосферная двухстадийная сушка протеина в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом // Известия Высших Учебных Заведений Химия и химическая технология -2008 -№5 -С 103-105

Подписано в печать 11 08 2008 Печать трафаретная

Заказ № 660 Тираж 100экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш , (499) 788-78-56 www autoreferat ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Технологии сушки фармацевтических материалов.

1.1.1. Вакуумная сублимационная сушка.

1.1.2. Сушка в псевдоожиженном слое.

1.1.3. Распылительная сушка.

1.1.4. Атмосферная сублимационная сушка в псевдоожиженном слое.

1.2. Математическое моделирование процессов сушки в псевдоожиженном слое.

1.2.1. Математическое моделирование тепло- и массообмена процесса атмосферной сублимационной сушки.

1.2.2. Математическое моделирование гидродинамики псевдоожиженного слоя.

1.3. Применение теплового насоса в процессах сушки для повышения качества продукта и снижения энергозатрат.

1.3.1. Схема и принцип действия сушилки с тепловым насосом.

1.3.2. Критерии энергетической эффективности сушилки с тепловым насосом.

1.3.3. Преимущества использования теплового насоса в процессах сушки.

1.3.4. Схема сушки с двухстадийной компрессией рабочего тела в цикле теплового насоса.

1.4. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Свойства протеинов как объектов сушки.

2.2. Технология атмосферной двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом.

2.3. Сушка прототипа фармацевтического протеина.

2.3.1. Описание и принцип действия экспериментальной установки

2.3.2. Описание эксперимента и анализ экспериментальных данных.

2.4. Сушка чистого фармацевтического протеина.

2.4.1. Описание и принцип действия экспериментальной установки

2.4.2. Описание эксперимента и анализ экспериментальных данных.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВУХСТАДИЙНОЙ СУШКИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ.

3.1. Уравнения движения гетерогенной среды с фазовыми переходами.

3.1.1. Особенности описания гетерогенных сред и принятые допущения.

3.1.2. Уравнения сохранения массы, импульса и энергии для локального объема аппарата.

3.2. Математическое моделирование гидродинамики псевдоожиженного слоя.

3.2.1. Основные положения, используемые при моделировании гидродинамики псевдоожиженного слоя, и принятые допущения.

3.2.2. Уравнения сохранения массы и импульса для аппарата псевдоожиженного слоя.

3.2.3. Алгоритм решения системы уравнений модели гидродинамики.

3.3. Движущая сила атмосферной сублимационной и тепловой сушки в псевдоожиженном слое.

3.4. Описание тепломассообмена сушки для аппарата псевдоожиженного слоя.

3.5. Результаты расчета уравнений обобщенной математической модели двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом.

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ВЫБОРА УСЛОВИЙ СУШКИ НА ОСНОВАНИИ КАЧЕСТВА ПРОДУКТА И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА

4.1. Создание исходного массива вариантов условий сушки.

4.2. Отбор из исходного массива вариантов, удовлетворяющих требованию к остаточному влагосодержанию продукта.

4.3. Отбор вариантов, удовлетворяющих требованиям к цвету продукта.

4.4. Отбор вариантов, удовлетворяющих требованиям к насыпной плотности продукта.

4.5. Отбор вариантов, удовлетворяющих всем требованиям к качеству продукта.

4.6. Оценка энергетической эффективности процесса сушки с тепловым насосом.

В настоящее время в области сушки химико-фармацевтических материалов наметился ряд существенных тенденций: повышение качества продукта, увеличение сроков его хранения, снижение энергозатрат и негативного воздействия на окружающую среду.

Многие химико-фармацевтические материалы представляют собой термолабильные, легкоокисляющиеся, нестабильные вещества. Для их сушки требуются особые условия, что зачастую делает неприемлемыми тепловые способы обработки.

К традиционным технологиям, применяющимся сегодня для сушки химически нестойких материалов, относятся: вакуумная сублимационная сушка, распылительная сушка при низких температурах, сушка в псевдоожиженном слое и сорбционная сушка.

Основными недостатками вакуумной сублимационной сушки являются: низкая интенсивность процесса, невозможность непрерывного контроля качества продукта, а также невозможность получения частиц с заданной структурой и свойствами. Тепловая распылительная сушка и сушка в псевдоожиженном слое характеризуются снижением качества продукта. Сорбционная сушка - это медленный процесс с малой производительностью, требующий периодического обновления сорбента.

Сушка в активном гидродинамическом режиме характеризуется значительным расходом сушильного агента. В этом случае организация замкнутого цикла сушильного агента позволяет снизить риск загрязнения материала и сократить затраты на очистку сушильного агента.

Таким образом, актуальной задачей является разработка новой экологически безопасной технологии сушки химико-фармацевтических материалов, которая позволит: максимально сохранить все полезные свойства высушиваемого материала и получить продукт высокого качества с заданными структурой и свойствами; проводить процесс сушки в непрерывном режиме; организовать замкнутый цикл сушильного агента; сократить производственные затраты.

Данная диссертация посвящена разработке инновационной технологии двухстадийной сушки фармацевтического протеина в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении с тепловым насосом, которая полностью удовлетворяет указанным требованиям.

Двухстадийная сушка включает сублимационную и тепловую сушку. На первой стадии (сублимационная сушка) из материала удаляется несвязанная влага. Благодаря мягким условиям проведения процесса сохраняются все полезные свойства и структура материала. На второй стадии (тепловая сушка) за короткий период времени из материала удаляется большая часть остаточной связанной влаги. Таким образом, значительно снижается время сушки.

Включение теплового насоса в технологическую схему позволяет варьировать температуру и относительную влажность сушильного агента на входе в сушильную камеру в широком диапазоне. Благодаря восстановлению скрытой теплоты фазового перехода сушильного агента в цикле теплового насоса энергозараты на процесс сушки снижаются на 50-75%. В качестве сушильного агента можно использовать воздух или инертный газ. Движение сушильного агента организовано по замкнутому циклу.

Диссертационная работа представлена в четырех главах.

В первой главе приведен обзор традиционных технологий, применяемых сегодня для сушки химико-фармацевтических материалов. Рассмотрены их особенности, достоинства и недостатки. Дан обзор математических моделей кинетики. и гидродинамики процессов сушки в псевдоожиженном слое. Рассмотрено применение технологии теплового насоса в процессах сушки. Представлены типичная технологическая схема и принцип действия сушильной установки с тепловым насосом, ее преимущества и недостатки по сравнению с традиционными технологиями сушки, основные критерии эффективности, а также усовершенствованная технологическая схема сушки с тепловым насосом.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям атмосферной двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом. Дано описание свойств и основных характеристик протеинов и, в частности, протеина миозин, влияющих на выбор технологии сушки, а также представлен анализ качественных параметров продуктов сушки.

Экспериментальные исследования проводились в Норвежском университете науки и технологий (г. Трондхейм).

В первой части экспериментальных исследований изучался процесс атмосферной сублимационной и двухстадийной сушки прототипа фармацевтического протеина в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом. Необходимость в данном этапе была вызвана тем, что фармацевтический протеин характеризуется высокой стоимостью. Вследствие этого необходима предварительная оценка влияния условий сушки на качественные характеристики продукта с целью снижения количества экспериментов. Во второй части экспериментальных исследований изучался процесс двухстадийной сушки чистого фармацевтического протеина в сушилке псевдоожиженного слоя с тепловым насосом.

Третья глава посвящена математическому моделированию процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом с использованием основных принципов механики гетерогенных сред и неравновесной термодинамики [1-3].

Численное решение уравнений математической модели позволило исследовать гидродинамику процесса сушки в псевдоожиженном слое с учетом сделанных допущений, рассчитать тепло- и массообмен. Математическая модель была апробирована на экспериментальных данных по сушке прототипа фармацевтического протеина. Адекватность математической модели была проверена на экспериментальных данных по сушке чистого фармацевтического протеина. Полученные результаты свидетельствуют об адекватности математической модели.

Четвертая глава посвящена разработке методики выбора условий двухстадийной сушки в псевдоожиженом слое с тепловым насосом на основании качества продукта и энергетической эффективности процесса.

Оценка качества проводилась по таким качественным характеристикам продукта, как остаточное влагосодержание, цвет и насыпная плотность. Для оценки энергетической эффективности сушильной установки с тепловым насосом использовался критерий удельной скорости удаления влаги SMER.

В результате были найдены условия проведения двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое, удовлетворяющие всем требованиям к качеству продукта и энергетической эффективности процесса.

Работа выполнялась в соответствии с заданием Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», ГК № 02.513.11.3326.

Автор выражает глубокую благодарность руководителю работы к.т.н., доценту Алвес C.B., руководителю научной группы, д.т.н., профессору Менынутиной Н.В., сотрудникам и аспирантам научной группы, а также профессору Норвежского университета науки и технологий д-ру Алвес-Фильо О. за консультации и активную помощь в проведении экспериментальных исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Предложен инновационный высокотехнологичный способ сушки фармацевтических материалов: атмосферная двухстадийная сушка в псевдоожиженном слое с тепловым насосом.

2. Проведен комплекс экспериментальных исследований по сушке чистого фармацевтического протеина и его прототипа с целью изучения кинетики и гидродинамики процесса, а также исследования влияния условий проведения сушки на качество конечного продукта.

3. Разработана обобщенная математическая модель, описывающая двухстадийную сушку в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении. Результаты численного решения уравнений математической модели свидетельствуют об адекватности разработанного математического описания.

4. Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать гидродинамические параметры, теплообмен и кинетику процесса двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое.

5. Разработана методика поиска условий проведения двухстадийной сушки в псевдоожиженном слое с тепловым насосом на основании оценки качества продукта и энергетической эффективности процесса сушки. Найдены условия проведения процесса сушки, удовлетворяющие всем требованиям к качеству продукта и оптимальные с точки зрения энергозатрат.

6. Использование теплового насоса, работающего на природном аммиаке, в процессе двухстадийной сушки фармацевтического протеина позволило существенно уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду и снизить общие энергозатраты в среднем на 75%, сохранив при этом высокое качество полученного продукта.

1. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Кольцова Э.М. Системный анализ процессов химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии. М.: Наука, 1988. - 367 с.

2. Меныпутина H.B. Разработка и интенсификация технологий сушки синтетического каучука на основе математического моделирования: Дис. . д-ра техн.наук. Москва, 1998. - 438 с.

3. Камовников Б.П., Малков JI.C., Воскобойников В.А. Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов. Основы теории, расчет и оптимизация. М.: Агропромиздат, 1985. - 288 с.

4. Нежута А.А., Токарик Э.Ф., Самуйленко А .Я. и др. Теоретические и практические основы технологии сублимационного высушивания биопрепаратов. Курск: Изд-во КГСХА, 2002. - 239 с.

5. Главатских Н.Г. Повышение качества сублимационной сушки термолабильных кисломолочных продуктов путем использования энергосберегающих электротехнологий и электрооборудования: Автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб., 2004. - 19 с.

6. Kudra Т. Mujumdar A.S. Advanced drying technologies. New York: Marcel Dekker Inc., 2002. - 459 p.

7. Михайлова Н.А., Гаплнюк П.Я., Маркова Е.А., Марков И.А. Способ получения биопрепарата // Патент RU 2149008. Бюлл. №14. — 2000.

8. Кобатов А.И., Добролеж О.В., Вербицкая Н.Б., Петров J1.H. Способ получения биопрепарата и сухой биопрепарат // Патент RU 2169574. — Бюлл. № 18.-2001.

9. Тутова Э.Г., Куц П.С. Сушка продуктов микробиологического производства. — М: Агропромиздат, 1978. 303 с.

10. Островской В.Г., Шеремет С.П., Амерханова A.M. Получение сухих гранулированных микробиологических препаратов по конверсионной технологии // Конверсия в машиностроении. — 2002. — № 5. — С. 6-9.

11. Alves-Filho О., Strommen I. The application of heat pump in drying of biomaterials. // Drying Technology. New York: Marcel Dekker Inc, 1996. -Vol. 14(9). - Pp. 2061-2090.

12. Thermal processing of bio-matherials // Edited by Kudra Т., Strumillo C. -New York: Gordon and breach science publishers, 1991. — 588 p.

13. Лыков M.B., Леончик Б.И. Распылительные сушилки. -М.: Машиностроение, 1966. — 331 с.

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

15. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970.-432 с.

16. Meister N., Sutter A., Vikas М. Process for obtaining a dehydrated food composition containing live probiotic lactic acid bacteria // Patent US 6200609.-2001.

17. Meister N., Aebischer J., Vikas M., Eyer K., De Pasquale D. Spray-Drying process // Patent US 6010725. 2000.

18. Гаврилов С.Н. Разработка технологических параметров распылительной сушки биологически активной добавки «Биобактон— С» на основе культуры ацидофильной палочки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Ставрополь, 2001. - 19 с.

19. Квеситадзе Г.И., Безбородов A.M. Введение в биотехнологию. М.: Наука, 2002. - 283 с.

20. Камовников Б.П. Атмосферная сублимационная сушка пищевых продуктов. М.: Колос, 1994. - 225 с.

21. Журавская Н.К., Камовников Б.П., Джамаль М.А., Бабицкая Н.А. Атмосферная сублимационная сушка мясопродуктов // Холодильная техника. 1986. - №1. - С. 32-34.

22. Муштаев В.И., Тимонин А.С., Лебедев В.Я. Конструирование и расчёт аппаратов со взвешенным слоем. М.: Химия, 1991. — 344 с.

23. Корнеева А.Е. Моделирование атмосферной сублимационной сушки в аппаратах с активной гидродинамикой: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Мо9Ква, 2005. -19 с.

24. Malecki G.J., Shinde P., Vjgan A.I., Farkas D.F. // Food technology. 1970. -Vol. 24.-Pp. 601-603.

25. Jono K., Ichikawa H., Miyamoto M., Fukumori Y. A review of particulate design for pharmaceutical powders and their production by spouted bed coating // Powder Technology. 2000. - Vol. 113. - Pp. 269-277.

26. Сублимационная сушка пищевых продуктов животного происхождения за рубежом. М., 1972. - С. 41-42.

27. Wang Z., Warren F.H. Powder formation by atmospheric spray-freeze drying // US Patent No. 2005160615. 2005.

28. Matteo P. Di, Donsi G., Ferrari G. The role of heat and mass transfer phenomena in atmospheric freeze-drying of foods in a fluidized bed // Journal of Food Engineering. 2003. - Vol. 59. - Pp. 267-275.

29. Tomova P., Behns W., Ihlow M., Mori L. Experimental analysis of fluidized bed freeze drying // International Drying Symposium: proceedings of symposium. Beijing, China. - 2002. - Vol. A. - Pp. 526-532.

30. Leuenberger H., Plitzko M., Puchkov M. Nanocomposites by spray freeze drying // PARTEC: proceedings of conference. — 2004.

31. Lombrana J.I., Villarman M.C. Drying rate and shrinkage effect during freeze drying, interaction with adsorbent medium // Journal of Chemical Engineering of Japan. 1996. - Vol. 29(2). - Pp. 242-250.

32. George J.P., Datta A.K. Development and validation of heat and mass transfer models for freeze-drying of vegetable slices // Journal of Food Engineering. 2002. - Vol. 52. - Pp. 89-93.

33. Wolff E., Gibert H. Atmospheric freeze-drying. Part 1: Design, experimental investigation and energy-saving advantages // Drying Technology. — 1990. — Vol. 8(2).-Pp. 385^104.

34. Szafran R.G. Modeling of drying in spouted bed dryer. — 2004.

35. Kmiec A., Szafran R. Kinetics of drying of microspherical particles in a spouted bed dryer with a draft tube // 12th International Drying Symposium: CD-ROM proceedings of symposium. — Noordwijkerhout, the Netherlands. 2000.

36. Tomova P., Behns W., Ihlow M., Mori L. Atmospheric fluidized bed freeze drying: experimental analysis and modeling. 2005.

37. Матур К., Эпстайн H. Фонтанирующий слой. — Л.: Химия, 1978. — 288 с.

38. Лева М. Псевдоожижение. — М.: Государственное научно техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1961. — 400 с.

39. Кунии Д., Левеншпиль О. Промышленное псевдоожижение. — М.: Химия, 1976. 253 с.

40. Менынутина H.B. Моделирование и оптимизация тепло и массообмена на основе механике гетерогенных сред и неравновесной термодинамики в фонтанирующем слое: Дис. канд. техн. наук. — Москва, 1985.-174 с.

41. San Jose M.J., Olazar М., Aguado R., Bilbao J. Influence of the conical section geometry on the hydrodynamics of shallow spouted beds // The Chemical Engineering Journal. 1996. - Vol. 62. - Pp. 113-120.

42. Bartoszewicz Т., Kmiec A., Ludwig W. Hydrodynamic characteristics of a spouted bed dryer with a draft tube // 10th International Drying Symposium: proceedings of symposium 1996. - Vol. A. - Pp. 417-426.

43. Madhiyanon Т., Soponronnarit S., Tia W. A mathematical model for continuous drying grains in a spouted bed dryer // Drying technology. — Vol. 20(3).-Pp. 587-614.

44. Freitas L.A., Freire J.T. Heat transfer in a draft tube spouted bed with bottom solids feed // Powder Technology. 2001. — Vol. 114. — Pp. 152-162.

45. Tsapis N., Bennett D., Jackson В., Weitz D.A., Edwards D.A. Trojan particles: Large porous carriers of nanoparticles for drug delivery // PHAS. —2002.-Vol. 99(19).-Pp. 1201-1205.

46. Ашгихин И.С., Гандель В.Г. Избранные лекции по курсу технологии лекарств заводского производства. — М., 1972.

47. Farid М. New approach to the analysis of heat and mass transfer in drying and frying // 7th World Congress of Chemical Engineering: CD-ROM proceedings of congress. — Glasgow, Scotland. — 2005. — P. 12.

48. Szafran R.G., Kmiec A., Ludwig W. CFD modelling of a spouted bed dryer // Xth Drying Symposium: proceedings of symposium — Lodz, Poland. —2003.-Pp. 219-230.

49. Duarte C.R., Murata V.V., Barroza M.A.S. Study of the spouted bed fluid dynamics using CFD // 14th International Drying Symposium: proceedings of symposium-2004. Vol. A. - Pp. 581-588.

50. Larachia F., Grandjeana B.P.A., Chaoukib J. Mixing and circulation of solids in spouted beds: particle tracking and Monte Carlo emulation of the gross flow pattern // Chemical Engineering Science. 2003. - Vol. 58. — Pp. 1497-1507.

51. Huilin L., Yurong H., Wentie L., Ding J., Gidaspow D., Bouillard J. Computer simulations of gas-solid flow in spouted beds using kinetic-frictional stress model of granular flow // Chemical Engineering Science. —2004. Vol. 59. - Pp. 865-878.

52. Рахматулин Х.А. Основы газодинамики взаимопроникающих движений сжимаемых сред // Прикладная математика и механика. -1956.-Т. 20, №2,- С. 184-185.

53. Нигматулин Р.И. Механика гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. — 336 с.

54. Jono К., Ichikawa Н., Miyamoto М., Fukumori Y. A review of particulate design for pharmaceutical powders and their production by spouted bed coating // Powder Technology. 2000. - Vol. 113. - Pp. 269-277.

55. Yu A.B., Xu B.H. Particle-scale modelling of gas-solid flow in fluidization // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. — 2003. — Vol. 78. — Pp. 111-121.

56. Link J.M., Deen N.G., Kuipers A.M. Discrete particle simulation of a spou-fluid bed: treatment of two-way coupling and effect of drag closure // 5th International Conference on Multiphase Flow: proceedings of conference — 2004.-№457.-12 p.

57. Link J.M., Cuypers L.A., Deen N.G., Kuipers J.A.M. Flow regimes in a spout-fluid bed: A combined experimental and simulation study // Chemical Engineering Science. 2005. - Vol. 60. - Pp. 3425-3442.

58. Kawaguchi Т., Sakamoto M., Tanaka Т., Tsuji Y. Quasi-tree-dimensional numerical simulation of spouted beds in cylinder // Powder Technology. — 2000.-Vol. 109.-Pp. 3-12.

59. Koch D. L., Hill R. J. Inertial effects in suspension and porous media flows // Hunual Reviews of Fluid Mechanics. 2001. - Vol. 33. - Pp. 619-647.

60. Gibilaro L. G. Fluidization- dynamics. 2001. — 232 p.

61. Felice R. The voidage function for fluid-particle interaction systems // International Journal of Multiphase Flow. 2000. - Vol. 20. - Pp. 153-159.

62. Leuenberger H., Plitzko M., Puchkov M. Modelling of the spray freeze-drying process // International Meeting on Pharmaceutics, Bio-pharmaceutics and Pharmaceutical Technology: proceedings of meeting. — 2004.-Pp. 871-872.

63. Литовский В.И., Левин JI.A. Промышленные тепловые насосы. М.: Энергоатомиздат. - 1989. - 128 с.

64. Захаров М.К. Об эффективности применения тепловых насосов в процессах сушки влажных материалов // Хим. пром. 2002. - №9. -С. 43-47.

65. Alves-Filho О., Strommen I. The application of heat pump in drying of biomaterials // Heat pump drying of fruits and roots — the influence of heat and mass transfer on dryer characteristics. — 1996. — 31 p.

66. Alves-Filho O., Strommen I. Heat pump fluidized bed drying of fruit pieces // Heat pump drying of fruits and roots the influence of heat and mass transfer on dryer characteristics. - 1996. - 18 p.

67. Alves-Filho O. Improvements in heat pump drying of fruits and roots // Heat pump drying of fruits and roots — the influence of heat and mass transfer on dryer characteristics. — 1996. — 20 p.

68. Alves-Filho O., Strommen I. Performance and improvements in heat pump dryers // Heat pump drying of fruits and roots the influence of heat and mass transfer on dryer characteristics. - 1996. — 22 p.

69. Sachin V. Jangam, Sinul S. Waje, Ashutosh K. Patel, Bhaskar N. Thorat. Heat pump drying: Some Design Aspects // International Workshop and Symposium on Industrial Drying (IWSYD 2004): CD-ROM proceedings of symposium. Mumbai, India. — 2004.

70. Chua К J., Chou S.K., Ho J.S., Hawlader M.N. A. Heat pump drying: recent developments and future trends // Drying Technology. 2002. - Vol. 20(8). -Pp. 1579-1610.

71. Систер В.Г., Муштаев В.И., Тимонин A.C. Экология и техника сушки дисперсных материалов. — Калуга: Издательство Н. Бочкаревой. — 1999.- 670 с.

72. Литовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки. — М.: Энергоиздат. 1982.

73. Bard О., Probert S.D., J'Callagan P.W. Selection a working fluid for a Rankine-cycle engine // Appl. Energy. 1985. - №8.

74. Klocker K., Schmidt E.L., Steimle F. A drying heat pump using carbon dioxide as working fluid // Drying Technology. 2002. — Vol. 20(8). -Pp. 1659-1671.

75. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. М.: Энергоиздат. — 1982. — 224 с.

76. Пустовалов Ю.В. Эксергетический анализ парокомпрессионной теплонасосной установки с электроприводом. Системы теплоснабжения с нетрадиционными источниками // Тр. ин-та ВНИПИЭнергопром. 1982. -С. 39-53.

77. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа.- М.: Энергия. 1973. - 296 с.

78. Zhang B.G., Chang J.M., Zhou Y.D. The exergy analysis of heat pump dryer of semi-opening air cycle // 13th International Drying Symposium (IDS 2002): proceedings of symposium. — Beijing, China. — 2002. Vol. B. — Pp. 1133-1137.

79. Hoggarth M.L. Gas engine-driven heat pumps for industrial commercial applications // Energy world heat pumps supplement. October, 1981.

80. Cardona T.D., Driscoll R.H., Paterson J.L., Srzednicki G.S., Kim W.S. Optimizing conditions for heat pump dehydration of lactic acid bacteria // Drying Technology. 2002. - Vol. 20(8). - Pp. 1611-1632.

81. Uddin M.S., Hawlder M.N.A., Hui H. A comparative study of heat pump, microwave and freeze drying of fresh fruits // 14th International Drying Symposium (IDS 2004): proceedings of symposium. Sao Paulo, Brazil. -2004. - Vol. C. - Pp. 2035-2042.

82. Alves-Filho O. Combined innovative heat pump drying technologies and new cold extrusion techniques for production of instant food // Drying Technology.-2002.-Vol. 20(8).-Pp. 1541-1557.

83. Stawczyk J., Li S., Zylla R. Freeze drying of food products in a closed system // 14th International Drying Symposium (IDS 2004): proceedings of symposium. Sao Paulo, Brazil. - 2004. - Vol. B. - Pp. 949-953.

84. Chen G., Bannister P., Carrington C.G., Velde P.T., Burger F.C. Design and application of a dehumidifier dryer for drying pine cones and pollen catkins // Drying Technology. 2002. - Vol. 20(8). - Pp. 1633-1643.

85. Strommen I., Josefsen K., Kramer K. Heat pump fluidized bed drying of biological active solutions // 9th International Drying Symposium (IDS 94): proceedings of symposium. Gold Coast, Australia. - 1994. - Vol. B. -Pp. 1007-1014.

86. Perry E.J. Drying by cascaded heat pumps // Inst, of Refrign Mtg. 1981. — Pp. 1-8.

87. Chua K.J., Mujumdar A.S., Chou S.K. Intermittent drying of bioproducts — an overview // Bioresource technology. 2003. - Vol. 90. - Pp. 285-295.

88. Левицкий Д.И., Хайтлина С.Ю., Гусев Н.Б. Белки и пептиды. М.: Наука. - 1995. - Т. 1. - С. 249-293.

89. Ленинджер А. Основы биохимии, в 3 томах. М.: Мир, 1985.

90. Barton N.H., Briggs D.E.G., Eisen J.A. Evolution. — Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2007. - P. 38.

91. Левицкий Д.И. Применение метода дифференциальной сканирующей калориметрии для структурно-функциональных исследований мышечных белков // Успехи биологической химии. — 2004. — Т. 44. — С.133-170.

92. Гузев О.Ю., Гончарова С.В. Применение технологии тепловых насосов в процессах сушки биоматериалов // Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2005»: материалы конференции. 2005. - T.XIX, №1. - С. 85-87.

93. Гузев О.Ю., Гончарова-Алвес C.B. Инновационная энергосберегающая технология атмосферной двухстадийной сушки с тепловым насосом // Молодые ученые и инновационные химические технологии: тез. докладов. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. - С. 13-15.

94. Guzev О., Alves-Filho О., Goncharova-Alves S. Modeling of two-stage diffusion in heat pump drying of protein // European Congress of Chemical Engineering 6 (ECCE-6): CD-ROM proceedings of congress. -Copenhagen, Denmark. - 2007.

95. Гузев О.Ю., Алвес-Фильо О., Гончарова-Алвес C.B. Инновационная технология сушки протеина // Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2007»: материалы конференции. 2007. - T.XXI, №1. - С. 66-69.

96. Гордеев Л.С., Гузев О.Ю., Алвес-Фильо О., Гончарова-Алвес C.B. Использование тепловых насосов в процессах сушки влажных материалов // Энциклопедия инженера-химика. — 2007. — № 8. — С. 18-23.

97. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. Пер. с англ. М.: Мир, 1978.-513 с.

98. Ciesielczyk W., Stojiljkovic М., Ilic G., Radojkovic N., Vukic M. Experimental study on drying kinetics of solid particles in fluidized bed // Mechanical Engineering. 1997. - Vol. 1(4). - Pp. 469-478.

99. Кафаров B.B., Дорохов И.Н., Кольцова Э.М. Системный анализ процессов химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии. -М.: Наука, 1988.-367 с.

100. Li X. CFD modeling of spray drying processes: Ph. D. Thesis. Lodz, Poland, 2004. -143 p.

101. Лыков A.B. Тепломассообмен: (Справочник). M.: Энергия, 1978. -480 с.