автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Совершенствование процесса сушки мицелия в производстве нистатина

ЧАЙКА Алексей Юрьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ МИЦЕЛИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НИСТАТИНА

Специальность 05.17.08.- Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-2 дек 2010

Иваново 2010

004615459

Работа выполнена в ГОУВПО "Ивановский государственный химико-технологический университет" на кафедре "Процессы и аппараты химической технологии".

Научный руководитель:

- кандидат технических наук, доцент Исаев Вадим Николаевич

Официальные оппоненты:

- академик РААСН, доктор технических наук, профессор Федосов Сергей Викторович

доктор технических наук, профессор Сафин Рушан Гареевич

Ведущая организация:

- ГОУВПО "Московский государственный университет инженерной экологии", г. Москва

Защита состоится « 6 » декабря 2010 г. в 10.00 час. на заседании совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д 212.063.05 в Ивановском государственном химико-технологическом университете по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7, ауд. Г-205.

Тел. (4932) 32-54-33. Факс: (4932) 32-54-33. E-mail: dissovet@isuct.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного химико-технологического университета по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.

Автореферат разослан « 3 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета Д 212.063.05

Зуева Г.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Снижение активности антибиотиков при их термообработке связано с длительностью воздействия высоких температур. Сублимационная сушка, широко применяемая для таких материалов в химико-фармацевтической промышленности, несмотря на неоспоримые преимущества, имеет существенные недостатки, связанные с длительностью процесса и его энергоемкостью.

Применение вакуум-осциллирующего метода сушки для интенсификации процесса является перспективным направлением для обезвоживания термолабильных материалов. Однако, несмотря на имеющийся экспериментальный и теоретический опыт, накопленный в России по этому направлению, задача физического и математического моделирования вакуум-осциллирующей сушки является актуальной.

Цель работы заключается в экспериментальном и теоретическом исследовании применимости вакуум-осциллирующего метода для сушки мицелия нистатина - полупродукта антибиотика, получаемого в результате биосинтеза, с последующей его переработкой в целевой продукт.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: -исследование сорбционно-структурных свойств мицелия нистатина; -определение теплофизических характеристик мицелия с различным влагосодержанием;

-изучение кинетических закономерностей вакуум-осциллирующей сушки; -разработка математической модели процессов обезвоживания материала; -разработка методики расчета процессов тепломассопереноса при вакуум-осциллирующей сушке.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса сушки с периодическим прогревом материала при атмосферном давлении и последующим сбросом давления, позволяющая определить время достижения конечного влагосодержания.

Получено уравнение, связывающее равновесное влагосодержание мицелия с его температурой и относительной влажностью воздуха, определена гигроскопическая влажность.

Экспериментально установлены зависимости теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности мицелия от его влагосодержания и температуры.

Экспериментально и экспериментально-аналитически определены коэффициенты внутреннего массопереноса мицелия, получены эмпирические зависимости этих коэффициентов от влагосодержания и температуры.

Получены критериальные уравнения для вычисления коэффициентов теплоотдачи при. сушке мицелия нистатина сбросом давления и его конвективном нагреве.

Практическая ценность. Предложен вакуум-осциллирующий способ сушки мицелия нистатина, позволяющий снизить потери антибиотика на этой стадии производства.

Разработана методика расчета вакуум-осциллирующей сушки.

Рекомендованы режимные параметры проведения процесса сушки мицелия нистатина.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23» (Саратов, 2010); на XIII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2010» (Иваново-Суздаль, 2010).

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 9 таблиц. Список литературы включает 122 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена цель, научная новизна и практическое значение исследований.

В первой главе рассмотрена технология производства нистатина, анализ которой позволил выявить стадии с наименьшим выходом продукта: сушки пасты мицелия и экстракции нистатина. Однако, поскольку высокая концентрация продукта в экстракте может быть достигнута только путем предварительного максимального обезвоживания мицелия, то в качестве объекта исследования была выбрана стадия его сушки.

Данный процесс в действующем производстве осуществляется путем подачи мицелийной массы в сушильную камеру с кипящим слоем инертной насадки при температуре сушильного агента на выходе 80-Н00 °С. Интенсивное истирание мицелия на поверхности насадки и высокая температура термообработки обуславливают потери, связанные с уносом сухого материала из установки и инактивацией нистатина, интенсивно протекающей при температуре более 50 °С. Рассмотрены способы сушки термолабильных химико-фармацевтических препаратов с присущими им достоинствами и недостатками. Более подробно рассмотрен вакуум-осциллирующий метод сушки, физическая сущность которого заключается в чередовании периодического прогрева материала с последующим сбросом давления в сушильной камере. Такое ведение процесса позволяет активировать молярный перенос влаги в материале и значительно увеличить интенсивность сушки.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований свойств мицелия нистатина как объекта сушки, которые включали: -изучение гранулометрического состава материала, высушенного в сушильной установке действующего производства;

-исследование сорбционно-структурных характеристик мицелия; -определение его теплофизических свойств;

-исследование коэффициентов внутреннего массопереноса мицелия нистатина: коэффициента потенциалопроводности и относительного коэффициента термодиффузии.

Для определения сорбционно-структурных характеристик мицелия нистатина (суммарного объема его пор и кривых распределения объема пор по радиусам) использовали адсорбционный метод, основанный на обработке экспериментальных изотерм сорбции-десорбции. Полученные данные позволили охарактеризовать материал как переходнопористый с объемной долей микропор 4,3 %; переходных пор - 95,7 %. В целях исследования равновесного состояния мицелия нистатина в диапазоне температур от 0 до 60 °С была получена зависимость максимального гигроскопического влагосодержания материала от температуры

и равновесного влагосодержания материала от температуры и относительной влажности воздуха

где а', Ь', с', <3', е', Г, §' - опытные коэффициенты политермы десорбции, зависящие от температуры.

Для идентификации теплофизических характеристик мицелия нистатина был использован способ их комплексного определения, основанный на решении уравнения теплопроводности для неограниченного цилиндра с граничными условиями первого рода, зависящими от времени. В результате обработки экспериментальных данных получены следующие корреляционные зависимости тепловых коэффициентов от влагосодержания материала в интервале температур 1,6+51 °С и влагосодержаний и = 0,1025+4,0123 кг/кг: зависимость коэффициента теплопроводности

имг = 2,540-3,919-Ю"2 -1 + 6,580-Ю"4 Л2 -6,561-Ю"6 (1)

и,

а'ф0'5 + Ь'ф + с'ф1,5

(2)

р

1 + с1'ф0'5+е'ф + (Г + 8')ф1'5

коэффициента температуропроводности

, 5,555-1,254Ц2 +0,077Ц4 8.

а =-1-1-1—¡г ' (4)

1 - 0,213и2 + 0,01 Ш4 +1,54 • 10"4 и6

коэффициента теплоемкости мицелия

С = 782,96 +19,68711. (5)

Опытное определение коэффициента потенциалопроводности мицелия

заданной влажности ащ осуществляли путем обработки кривых сушки.

Материал помещали в кювету, выполненную в виде пластины высотой 5 мм с

дном, изготовленным из сетки, и высушивали в изотермических условиях при

скорости воздушного потока, исключающей внешнедиффузионное

сопротивление (14 м/с, В^-юо). Идентификация коэффициента

потенциалопроводности заключалась в решении нелинейного уравнения

относительно критерия Фурье при известных иср(т) и ир с последующим

нахождением ат. При этом использовались узкие интервалы времени, на которых среднее влагосодержание иср(т) уменьшалось не более чем на 6 % от первоначального и0. Обработка экспериментальных данных позволила получить зависимость а„, от влагосодержания и температуры

= 5,193 - 8,684 • Ц + 4,542 • Ц2 - 0,7406• Ц3 + 0,1281 • 1 - 2,309 • 10~3 ■ 12 12 1-0,01310-и-0,01824-1

при I = 3-50,8 °С и и = 0,4+2,5 кг/кг.

Относительный коэффициент термодиффузии мицелия нистатина был

определен с помощью политермы десорбции путем последовательного расчета

химического потенциала, влагоемкости материала и температурного

коэффициента химического потенциала. Зависимость относительного

коэффициента термодиффузии от влагосодержания и температуры

представлена формулой

5 = -0,01350+ 1,199-Ю-3 -а + 6)0-5 + 0,04422-1,665• 10"3 ■ I + 6,604-Ю-5 Ч2 -1,226-10~6 • ^ + 7,562• 10~9 • И

1 +

и-(2,540-3,919-10~М + 6,580-10-4-(2-6,561-10-<М3) 2

1,404-0,01427^ +1,074-10"4 Л1 -1,417-Ю"6 Л3

в интервале температур 1 = 0-Н50 °С и влагосодержаний и = 0+3,0 кг/кг.

Комплексный анализ результатов экспериментальных исследований мицелия нистатина как объекта сушки и его физико-химических свойств позволил обосновать выбор метода обезвоживания материала - использование вакуум-осциллирующей сушки.

Третья глава посвящена разработке математической модели вакуум-осциллирующей сушки материала в вакуумных сушильных камерах полочного типа.

В соответствии с физической сущностью вакуум-осциллирующей сушки рассмотрены следующие группы процессов:

1) процессы изменения параметров влажного воздуха при его откачке из сушильной камеры в ходе вакуумирования системы;

2) процессы переноса теплоты и массы на стадии сброса давления;

3) процессы тепломассопереноса на стадии конвективного нагрева материала при атмосферном давлении.

Уравнения газодинамической модели записаны на основе материального и теплового балансов, характеризующих изменение парциальных давлений компонентов влажного воздуха и его температуры в сушильной камере:

Фс.». _ 8зфп м.л. ит _ ч. д»

-йГ—у"р- + м№х.+м„ у"(р--р-)' (9)

+273,15)^; (10)

¿х V Мс.вхв+Мвп. V М,ПУ С1т 4 ;

лг_ = , ит(Рат-Рв)Мс,г.ат шс.мСу.„гп0В диср | д(т) .

йх V " Я(1ват+273,15)Урв Ур8СУв <1т УрвСУв ' с начальными условиями: рс в = рс.в0; рв п = рв.п.о> = и.

Перед использованием системы уравнений (9)-(11) проведена предварительная идентификация ее параметров: суммарной проводимости всех течей системы и-г, эффективной быстроты откачки газа из вакуумной системы 8Эф и теплового потока, поступающего от стенок сушильной камеры q(т). Решение системы осуществлялось методом Рунге-Кутга второго порядка совместно с задачей тепломассопереноса при обезвоживании мицелия.

Динамика полей температуры и влагосодержания внутри слоя мицелия на стадии сброса давления описана системой уравнений в частных производных

Ш 5т

—1 + — m Эх) Зх

Ро dx

t dx\ Зх) С* di

3t di

с граничные условия первого и третьего рода соответственно U™ = Up(<p,tnOB);

St '

-X-

дх

условием симметрии

+ асб(1в -tnoB) = r*(l-E')j„

Jnos

su

Эх

mc.M. dUcp .

dx

dx

= 0

(12)

(13)

(14)

(15)

(16) (17)

и начальными условиями, характеризующими распределение влагосодержания и температуры внутри материала после предшествующей стадии конвективного нагрева

и^-И.нач = иисоН; (18)

^мл+1.нач ~ ^мл.кон • (19)

Для расчета полей влагосодержания и температуры материала на стадии сброса давления система (12)-(13) дополнена выражениями зависимости общего давления рм от температуры и влагосодержания материала и. При

этом полагали, что это давление равно равновесному давлению водяного пара при данной температуре и влагосодержании. Параметрами модели, подлежащими предварительной идентификации по экспериментальным температурным кривым и кривым сушки, являются коэффициент молярного переноса, критерий фазового превращения при сбросе давления и коэффициент теплоотдачи. Решение модели осуществляли по явной разностной схеме сеточным методом.

На стадии конвективного нагрева распределение температуры и влагосодержания по толщине слоя материала может быть рассчитано с помощью системы уравнений

аи д ( ал

а

дх

х Зх^ Эх)

(21)

с граничными условиями третьего рода

эи

_атРоЭх

= Рн(иПоВ-ир); (22)

х=И0

дх

+г 3™.; (23)

условием симметрии (17) и начальными условиями

и|+1нач=и,кон=и0(х); (24)

^мл+1.нач — ^м Ккон — ^мо(^) ' (25)

Для первой стадии конвективного нагрева начальные условия имеют вид:

и(х,0)=и0; (26)

1„(х,0)=1м0. (27)

При расчете использовался комбинированный метод с разбивкой процесса тепломассопереноса на последовательные микропроцессы. Распределения температуры и влагосодержания в конце ¡-го микропроцесса являлись начальными условиями для расчета полей этих величин на следующем шаге.

Для расчета поля влагосодержания использовано аналитическое решение А.В. Лыкова

Экспериментальные кривые сушки и температурные кривые стадии конвективного нагрева применялись для идентификации параметров модели -модифицированного коэффициента массоотдачи и коэффициента теплоотдачи.

В конце третьей главы приведен алгоритм совместного решения газодинамической модели и модели взаимосвязанного влаго- и теплопереноса на последовательно протекающих стадиях прогрева материала и сброса давления.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию вакуум-осциллирующей сушки и идентификации параметров ее математической модели.

для расчета поля температуры решение С.В. Федосова

V» / Т0(4)со5 ув^-к-Р<ГяпУв •

п I

(29)

1 - вакуумная сушильная камера; 2 -конденсатор; 3 — компрессорная холодильная установка; 4 - вакуум-насос; 5 - каркас для размещения основных узлов; 6 - тепловая изоляция; 7 -вакуумметр; 8 - игольчатый клапан; 9 -вторичный прибор контроля температуры УКТ38-Щ4; 10 - измеритель-регулятор ТРМ-1А; 11 - дверца; 12 - опора; 13 -шланг из вакуумной резины; 14 -устройство для размещения термопар внутри образца

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

С целью определения возможности применения данного метода был поставлен ряд опытов по изучению его отдельных стадий. Опыты проводились на специально созданной лабораторной установке (рис. 1). В результате были получены кривые сушки и температурные кривые по толщине материала при сушке сбросом давления и конвективном нагреве мицелия при различных значениях температуры и начального влагосодержания материала, температуры воздуха и остаточного давления в системе (в случае сушки сбросом давления).

Анализ экспериментальных данных показал, что для осуществления стадий сушки "прогрев материала - сброс давления" с максимальной интенсивностью испарения влаги при условии отсутствия термодеструкции нистатина, материал должен быть прогрет до температуры 50 °С. Температура воздуха в сушильной камере должна составлять 80 °С на начальных циклах сброса давления и постепенно снижаться до 50 °С на последних. Вакуумирование системы необходимо проводить до остаточного давления 1 мм.рт.ст. Осуществление сушки при таких режимных параметрах позволило провести обезвоживание пасты мицелия толщиной 5 мм до заданного влагосодержания 9,3 % менее чем за 4 часа. При этом было выполнено 7 циклов конвективного нагрева материала - сброса давления. Окончательно высушенный мицелий представлял собой пористый материал, обводнение которого не представляет затруднений на последующей стадии производства -экстракции нистатина.

С целью оценки возможности реализации вакуум-осциллирующего метода сушки в действующем производстве был проведен ориентировочный расчет необходимой площади противней вакуумной камеры, который показал, что для обеспечения обезвоживания мицелийной массы могут быть применены вакуумные сушильные шкафы типа ЦВШ-33 с площадью поверхности 33 м2. Использование двух таких аппаратов обеспечивает производительность цеха по сухому мицелию за 16 часов с четырьмя циклами загрузки. Таким образом, применение вакуум-осциллирующего метода позволяет осуществить сушку

мицелия нистатина в мягких условиях без увеличения продолжительности процесса.

В четвертой главе изложены также методика и результаты идентификации параметров математической модели вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина.

По кривым натекания атмосферного воздуха в сушильную камеру и изменения его температуры при сбросе давления определены суммарная проводимость всех течей системы ит, эффективная быстрота откачки газа БЭф, получено регрессионное уравнение для потока теплоты, передаваемого откачиваемому воздуху от стенок камеры.

По температурным кривым и кривым сушки идентифицированы параметры внутреннего и внешнего тепло- и массопереноса: зависимость коэффициента молярного переноса от температуры и влагосодержания материала

Кр = (8,714-0,5836-10,116-и + 0,01596-^ +

+ 2,096-Ц^ +0,1571-и{м)(1 + и)1±°'5842и + 13'597"2 10-'°; (30)

1 + 1,758и + 1,864и 1'

критерия фазового превращения от влагосодержания мицелия нистатина

1 + 1,758и +1,864112

е' =-2---(31)

1 + 0,58421/ +13,59711

Получены критериальные уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи на

стадии сброса давления и прогрева материала. Сопоставление опытных и

расчетных кривых сушки при идентификации модифицированного

коэффициента массоотдачи для стадии прогрева материала показало, что

скорость внешнего массопереноса намного превосходит скорость внутреннего

(В1т=°°).

В приложении к работе приведены опытные данные, программы идентификации неизвестных параметров и расчета моделируемых процессов.

Основные результаты и выводы по работе.

1.Показана возможность использования вакуум-осциллирующего метода для высушивания мицелийной пасты.

2.Экспериментально изучены сорбционно-структурные и теплофизические свойства мицелия, кинетика процессов, протекающих при его сушке с периодическим прогревом материала при атмосферном давлении и последующим сбросом давления.

3.Разработана математическая модель вакуум-осциллирующего метода сушки, позволяющая прогнозировать влажность материала.

4.Предложена методика расчета вакуум-осциллирующей сушки. Условные обозначения.

1 - температура, °С; ^ - начальная и текущая температура воздуха в сушильной камере, °С; 1ват - температура атмосферного воздуха, °С; 1пов -температура поверхности материала, °С; 1м - начальная и текущая температура материала, °С; т - время, с; х - координата, м; а - коэффициент температуропроводности материала, м2/с; а™ - коэффициент потенциалопроводности материала, м2/с; 5 - относительный коэффициент термодиффузии, 1/°С; а', Ь', с', <1', е', Г, g, - коэффициенты уравнения политермы десорбции; X - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(ы-К); С - коэффициент теплоемкости материала, Дж/(кг-К); Сув, Сув п. -удельная теплоемкость воздуха и водяного пара при постоянном объеме, Дж/(кг-К); С* - комплексная величина, Дж/(кг-К); г* - количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг влаги, Дж/кг; Кр - коэффициент молярного переноса, с; е' - критерий фазового превращения при сбросе давления; ]„<,„ -интенсивность испарения влаги с поверхности материала, кг/^-с); Р - площадь поверхности материала, м2; и - влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; иср - среднее влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; и0, ир - начальное и равновесное влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; им.г. - максимальное гигроскопическое влагосодержание материала, кг влаги/кг с.м.; и„ов - влагосодержание на поверхности материала, кг влаги/кг с.м.; рв — давление влажного воздуха в

сушильной камере, Па; рэт - атмосферное давление, Па; рс „, рв п. - парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в сушильной камере, Па; Рс.в.о, Рв.п.о — парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в момент времени т = 0, Па; рм — общее давление парогазовой смеси внутри материала, Па; <р - относительная влажность воздуха; V - объем вакуумной системы, м3; р„ - плотность воздуха в сушильной камере, кг/м3; р0 - плотность сухого материала, кг/м3; х„ - влагосодержание воздуха, кг влаги/кг с.в.; Мв п., Мс в - молярная масса воды и сухого воздуха, кг/кмоль; UT - суммарная проводимость всех течей системы, м3/с; S^ - эффективная быстрота откачки газов из объема вакуумной системы, м3/с; шс м - масса сухого вещества в высушиваемом материале, кг; R — универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль-К); Ro - половина толщины слоя материала, м; Bim - массообменный критерий Био; Fo, Fora - тепловой и массообменный критерии Фурье; Fd* -критерий Федорова; р„, v„ - корни характеристических уравнений; а^ -коэффициент теплоотдачи при сбросе давления, Вт/(м2-К); Т(х, т) -безразмерная температура; То — безразмерная температура в начале микропроцесса. Индексы: м.г. — максимальное гигроскопическое; р -равновесное; 0, нач - начальное; в - воздух; с.в. — сухой воздух; в.п. — водяной пар; с.м. - сухой материал; эф - эффективный; Т - натекание; ат -атмосферный; в.ат - атмосферный воздух; пов - поверхность материала; ср -среднее значение; сб - сброс давления; н - нагрев; кон - конечное; i, i+1 -порядковый номер.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Исследование сорбционно-структурных характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка [и др.] // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2010. - Т. 53, вып. 1. - С. 100-102.

2. Чайка, А.Ю. Исследование теплофизических характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Известия вузов. Химия и химическая технология. -2010. - Т. 53, вып. 5. - С. 119-120.

3. Чайка, А.Ю. Определение коэффициентов внутреннего массопереноса при сушке мицелия нисатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - Иваново. -

2009.-№4.-С. 72-76.

4. Чайка, А.Ю. Математическое описание сушки мицелия нистатина/ А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Материалы XXIII Межд. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23»: в 12 т. - Т. 8. Секция 9. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 112-114.

5. Исаев, В.Н. Сушка мицелия нистатина в вакуумных сушильных камерах полочного типа / В.Н. Исаев, А.Ю. Чайка, Е.С. Сливченко // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - Иваново. -2008. -№4.-С. 71-73.

6. Чайка, А.Ю. Исследование вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Материалы XIII Межд. науч.-техн. конф. «Наукоемкие химические технологии-2010», 29 июня -2 июля 2010 г., Иваново-Суздаль. - Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т,

2010.-С. 194.

7. Моделирование процесса охлаждения влажного материала в вакуумных сушильных камерах полочного типа / А.Ю. Чайка [и др.] // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2007. - Т. 50, вып. 10. - С. 108-110.

Подписано в печать 22.10.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,03. Тираж 80 экз. Заказ 2317

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7

Введение.

Глава 1. Анализ технологии производства нистатина.

1.1. Нистатин, его свойства и применение.

1.2. Описание технологии производства нистатина.

1.3. Анализ производства нистатина, обоснование цели работы.

1.4. Анализ способов сушки химико-фармацевтических препаратов.

1.5. Тепломассоперенос в процессе сушки.

Глава 2. Исследование свойств мицелия нистатина как объекта сушки.

2.1. Определение плотности сухого вещества мицелия нистатина.

2.2. Исследование гранулометрического состава мицелия нистатина.

2.3. Исследование сорбционно-структурных характеристик мицелия нистатина.

2.4. Определение теплофизических свойств мицелия нистатина.

2.5. Исследование коэффициентов внутреннего массопереноса мицелия нистатина.

2.5.1. Определение коэффициента потенциалопроводности.

2.5.2. Определение относительного коэффициента термодиффузии.

2.6. Выбор оптимального метода сушки мицелия нистатина.

Глава 3. Разработка математической модели вакуум-осциллирующей сушки материала в вакуумных сушильных камерах полочного типа.

3.1 Физическая картина процесса вакуум-осциллирующей сушки.

3.2. Математическое описание процессов тепломассопереноса на стадии сброса давления.

3.2.1. Газодинамическая модель откачки воздуха из сушильной камеры.

3.2.2. Математическая модель переноса теплоты и массы во влажном материале при сбросе давления.

3.3. Математическое описание тепломассопереноса при конвективном нагреве материала.

3.4. Блоковая схема расчета вакуум-осциллирующей сушки.

Глава 4. Экспериментальное исследование и идентификация параметров математической модели вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина.

4.1. Описание экспериментальной установки.

4.2. Идентификация параметров газодинамической модели.

4.3. Экспериментальное исследование тепломассопереноса во влажном материале при сушке сбросом давления.

4.4. Экспериментальное исследование стадии конвективного нагрева мицелия нистатина.

4.5. Идентификации неизвестных параметров математической модели стадии сброса давления.

4.6. Идентификация неизвестных параметров математической модели стадии конвективного нагрева.

4.7. Экспериментальное исследование вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина.

Процессы сушки широко распространены в фармацевтической промышленности в качестве конечной или промежуточной стадии производства лекарственных препаратов и витаминов [10-13]. Особенностью многих таких веществ является чувствительность к воздействию высокой температуры, света, кислорода воздуха, способность разрушаться в кислых и щелочных средах. В связи с этим их биологическая активность и себестоимость во многом зависят от правильной организации процесса сушки, выбранного метода его осуществления, достижения минимально возможной влажности материала на предшествующей стадии. Именно к такой группе веществ относится мицелий нистатина - полупродукт антибиотика, получаемый в результате биосинтеза с последующей его переработкой в целевой продукт, интенсивно разлагающийся при температуре выше 50 °С [14].

Нистатин - антибиотик полиеновой группы, применяемый для лечения ряда грибковых заболеваний [14-16]. В России выпускается на единственном предприятии — ОАО "Биосинтез", г. Пенза. Данный продукт является ценным лекарственным средством, в связи с чем возникает необходимость минимизации его потерь на стадии сушки мицелия. Кроме реализации мягких условий проведения процесса альтернативный способ должен удовлетворять требованиям экономической эффективности и наименьшего времени проведения операции высушивания.

Условие максимально возможной интенсификации процесса обезвоживания материала является основным при разработке технологии сушки.[1-7]. С этой целью процесс стремятся осуществить таким образом, чтобы градиенты трех основных параметров внутреннего влагопереноса -температуры, давления и влагосодержания - способствовали выносу влаги из материала и ее испарению с максимальной скоростью. Одним из таких направлений термообработки продуктов микробиологического синтеза является вакуум-осциллирующая сушка - многократное чередование нагрева материала горячим газом и последующего охлаждения сбросом давления [17].

Физической основой такого процесса является предварительный прогрев материала, после чего давление в системе резко сбрасывается. При этом внутри высушиваемого вещества происходит сильное парообразование, приводящее к появлению нерелаксируемого градиента общего давления, под действием которого осуществляется фильтрационный перенос пара к поверхности материала. Регулировка процессов интенсивного парообразования и фильтрационного переноса позволяет добиться того, чтобы вместе с паром удалялось до 40 % жидкой влаги, т.е. получить эффект, аналогичный механическому обезвоживанию [18]. Интенсивность такого процесса значительно превосходит интенсивность высокотемпературной конвективной сушки. Как показывают исследования вакуум-осциллирующей сушки растительного сырья, в сухом продукте сохраняется содержание биологически активных компонентов [19]. При этом время проведения процесса и энергозатраты ниже, чем при вакуумном или сублимационном методах обезвоживания.

Для осуществления сушки пастообразных продуктов микробиологического синтеза рекомендуют применять распылительные сушилки, аппараты с псевдоожиженным слоем или вакуум-сушильные шкафы [10-12, 14]. С учетом малотоннажности производства нистатина 24,2 тонн в год (2004 год) целесообразнее использовать вакуумные сушильные камеры.

Применение вакуум-осциллирующего метода сушки для интенсификации процесса является перспективным направлением обезвоживания термолабильных материалов. Однако, несмотря на имеющийся экспериментальный и теоретический опыт, накопленный в России по этому направлению, [8, 9, 19-25] задача физического и математического моделирования вакуум-осциллирующей сушки является актуальной.

Объект исследования: процесс обезвоживания мицелия нистатина, протекающий в вакуумной сушильной камере с периодическим прогревом материала и последующим сбросом давления.

Цель работы: экспериментальное и теоретическое исследование применимости вакуум-осциллирующего метода сушки для обезвоживания мицелия нистатина, полупродукта антибиотика.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель процесса сушки с периодическим прогревом материала при атмосферном давлении и последующим сбросом давления, позволяющая определить время достижения конечного влагосодержания материала.

2. Получено уравнение, связывающее равновесное влагосодержание материала с его температурой и относительной влажностью воздуха, определена гигроскопическая влажность.

3. Экспериментально установлены зависимости теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности мицелия от его влагосодержания и температуры.

4. Экспериментально и экспериментально-аналитически определены коэффициенты внутреннего массопереноса мицелия, получены эмпирические зависимости этих коэффициентов от влагосодержания и температуры.

5. Получены критериальные уравнения для вычисления коэффициента теплоотдачи при сушке мицелия нистатина сбросом давления и конвективном нагреве горячим воздухом.

Практическая ценность:

1. Предложен вакуум-осциллирующий способ сушки мицелия нистатина, позволяющий снизить потери его биологической активности на этой стадии производства.

2. Разработана методика расчета вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина.

3. Рекомендованы режимные параметры проведения процесса сушки мицелия нистатина.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты экспериментальных исследований сорбционно-структурных свойств мицелия нистатина;

• определение теплофизических характеристик мицелия с различным влагосодержанием;

• результаты экспериментальных исследований кинетических закономерностей вакуум-осциллирующей сушки мицелия;

• математическая модель процесса вакуум-осциллирующей сушки мицелия в вакуумном сушильном аппарате полочного типа;

• методика расчета процесса вакуум-осциллирующей сушки.

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 7 опубликованных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 9 таблиц. Список литературы включает 122 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментально исследованы сорбционно-структурные характеристики мицелия нистатина: построены интегральная и дифференциальная кривые распределения объема переходных пор по радиусам, вычислен суммарный объем микропор. Получена зависимость равновесного влагосодержания мицелия от относительной влажности воздуха и температуры.

2. Экспериментально изучены теплофизические свойства мицелия нистатина. Получены корреляционные зависимости коэффициентов теплопроводности, теплоемкости, температуропроводности и потенциалопроводности от влагосодержания и температуры.

3. Создана лабораторная установка для изучения вакуум-осциллирующей сушки. Выполнено экспериментальное исследование стадий сушки сбросом давления и конвективного нагрева мицелия. На основании полученных опытных данных рекомендованы режимные параметры проведения процесса. Осуществлен эксперимент по реализации вакуум-осциллирующей сушки материала в лабораторных условиях, показавший применимость данного метода для высушивания мицелийной пасты на производстве.

4. Разработано математическое описание процессов тепло- и массопереноса на отдельных стадиях вакуум-осциллирующей сушки. Выполнена идентификация неизвестных параметров математической модели. Значения коэффициентов теплоотдачи для каждой стадии статистически обработаны в виде критериальных уравнений.

5. Разработан и реализован на ЭВМ алгоритм расчета вакуум-осциллирующей сушки мицелия нистатина, позволяющий определить конечное время достижения заданного влагосодержания.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ и — влагосодержание, кг влаги/кг с.м.;

X - температура, °С;

1:м - температура материала, °С; рм - общее давление парогазовой смеси внутри материала, Па; т - время, с; х - координата, м;

Эщ — коэффициент по тенциалопроводности материала, м2/с: 8 - относительный коэффициент термодиффузии материала, 1/°С; л а - коэффициент температуропроводности материала, м /с; X - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м-К); С - коэффициент теплоемкости материала, Дж/(кг-К); С* - комплексная величина, Дж/(кг-К); в - критерий фазового превращения; г* - количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг влаги, Дж/кг; Кр - коэффициент молярного переноса, с; р0 - плотность сухого материала, кг/м3; л ар - коэффициент конвективной фильтрационной диффузии, м /с; св - коэффициент емкости влажного воздуха в пористом теле, 1/Па;

Я - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль-К);

Со - пористость материала;

Тм - абсолютная температура материала, К; к - критерий термомеханического увлечения; е' - критерий фазового превращения при сбросе давления; л

- интенсивность испарения влаги с поверхности материала, кг/(м -с); |3 - коэффициент массоотдачи, кг/(Па-м2-с); Р' - модифицированный коэффициент массоотдачи, кг/(м2*с); Чпов - тепловой поток от воздуха к поверхности материала или поверхности материала к воздуху, Вт; л а — коэффициент теплоотдачи, Дж/(м -К); ир—равновесное влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; ипов - влагосодержание на поверхности материала, кг влаги/кг с.м.;

1Пов - температура поверхности материала, °С; рв - давление влажного воздуха, Па; рсв. - парциальное давление абсолютно сухого воздуха, Па; рв,п. - парциальное давление водяного пара, Па; Рв.п.пов ~ Давление водяного пара у поверхности материала, Па; 1:в - температура воздуха, °С;

8 - суммарные потери нистатина на стадии сушки, млрд. ЕД;

- потери нистатина, обусловленные уносом мицелия, млрд. ЕД;

82 - потери нистатина, обусловленные разложением при термообработке, млрд. ЕД;

Ц - цена нистатина, руб./млрд. ЕД;

Р1 - экономические потери от инактивации нистатина и пылеуноса на стадии сушки мицелия с одного синтеза нистатина, тыс. руб.;

Р - экономические потери предприятия от инактивации нистатина и пылеуноса на стадии сушки мицелия за год, млн. руб.; П - годовая мощность производства нистатина, млрд. ЕД; П1 - количество нистатина, произведенного за один синтез, млрд. ЕД;

- количество синтезов нистатина в год;

X - выход на операциях производства нистатина, %; рж - плотность жидкости, кг/м3; шпв - масса порошкообразного вещества, г; тппкн - масса пикнометра, наполненного жидкостью, г; ж — масса пикнометра с порошкообразным веществом и жидкостью, г; ёч — диаметр частицы, мм;

К(<3Ч) - интегральная функция распределения массы частиц по размерам; £(<3Ч) - дифференциальная функция распределения массы частиц по размерам, мм"1; тост - масса остатка на сите, г; Шнав - масса навески, г; с1ср - средний диаметр частиц, мм; гшр - радиус поры, м;

К - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль-К);

9 — угол смачивания, град; а - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

Т - абсолютная температура в состоянии термодинамического равновесия, К;

Мж - молярная масса жидкого адсорбата, кг/кмоль;

Ф - относительная влажность воздуха; ар/рз - адсорбционная способность, кмоль/кг адсорбента; а* - относительная адсорбционная способность;

-2

Умикр -суммарный удельный объем микропор, м /кг; вадс - адсорбционный потенциал, Дж/кмоль к, п - коэффициенты уравнения Дубинина; импкр - влагосодержание материала, соответствующее заполнению микропор, кг влаги/кг с.м.; л

Упор - суммарный удельный объем пор, заполненных жидкостью, м /кг; "^пср - удельный объем переходных пор, м3/кг;

Уе - суммарный удельный объем микропор и переходных пор, м3/кг; А[ - разность температуры воздуха и температуры точки росы, °С; ^.р - температура точки росы, °С; рхр. - парциальное давление водяного пара в точке росы, Па; рн - давление насыщенного водяного пара, Па; р$ — давление насыщенного пара адсорбтива, Па; им.г. - максимальное гигроскопическое влагосодержание материала, кг влаги/кг с.м.; а', Ъ\ с', сГ, е\ Г, g, - коэффициенты уравнения политермы десорбции; г - текущая радиальная координата, м;

10 - начальная температура материала, °С; tm - температура окружающей среды, °С; фгранСя) — функция граничных условий в зависимости от времени, °С; и(г,т), ш(г,т), F(r,x) - некоторые функции координаты и времени; г0 - радиус сплошного цилиндра, м; а„, Ээ - коэффициенты температуропроводности исследуемого и эталонного материалов, м2/с;

Я«, Хэ - коэффициенты теплопроводности исследуемого и эталонного материалов, м2/с;

Си, Сэ — коэффициенты теплоемкости исследуемого и эталонного материалов, м2/с; рэ - плотность эталонного материала, кг/м3; ги и R3 - радиусы внутреннего и внешнего цилиндров, м; ксСГиД), tJKC(R3,i) - экспериментальные температуры поверхностей внутреннего и внешнего цилиндров, °С;

Ьп,ь к„,кИ Ьгр^ kjp^— экспериментальные коэффициенты аппроксимированных граничных условий для эталона и исследуемого вещества. А, В - коэффициенты; jM - плотность потока влаги в любой точке тела, кг/(м2-с);

Еср - безразмерное среднее влагосодержание;

Bi, Bim - тепловой и массообменный критерии Био; ц , р. , р, v — корни характеристических уравнений;

II] 3j

Fo, Fom - тепловой и массообменный критерии Фурье; jix - химический потенциал, Дж/кмоль; ст - удельная влагоемкость материала, кмоль/Дж; stJ т| — степень очистки запыленного газа в циклоне, %; U0 - начальное влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; Ucp - среднее влагосодержание, кг влаги/кг с.м.; tq, - средняя температура, °С; температурный коэффициент химического потенциала, Дж/(кмоль-К);

1таах - максимальная температура, до которой допустим нагрев материала, °С; С> - поток газа, Па-м3/с; р - давление, Па;

Б - объем газа, проходящего через сечение трубопровода в единицу времени, м3/с;

С>о - поток откачки, м /с;

8эф - эффективная быстрота откачки газов из объема вакуумной системы, м3/с;

От - поток натекания, м3/с; ит - суммарная проводимость всех течей системы, м/с; рат - атмосферное давление, Па; о

Оисп — поток пара, испаряемого из материала, м /с;

Рв.п.м - парциальное давление испаренного водяного пара, Па;

8В пм - объем влаги, удаляемой из материала в единицу времени, м /с; шисп - масса испаряемой из материала влаги, кг;

Мв.п., Мс.в. - молярные массы воды и сухого воздуха, кг/кмоль;

Шс.м. - масса сухого вещества в высушиваемом материале, кг;

V - объем вакуумной системы, м3;

Рв.т - среднее давление влажного воздуха в течи, Па;

Бт - средний объем влажного воздуха, проходящего через неплотности в о единицу времени, м /с;

С)с.в.т, (2впт - потоки натекания абсолютно сухого воздуха и водяного пара, Па-м3/с;

Рсв.т, Рв.п-Т - средние парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в течи, Па; х - влагосодержание воздуха, кг влаги/кг с.в.; q- поток тепла, Вт; з рв.т - плотность воздуха, натекающего в камеру, кг/м ;

Сув- удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме, Дж/(кг-К);

Сув.п. — удельная теплоемкость водяного пара при постоянном объеме, Дж/(кг-К);

1в ат - температура атмосферного воздуха, °С; ^о - начальная температура воздуха, °С;

Рс.в.о, Рв.п.о - парциальные давления абсолютно сухого воздуха и водяного пара в момент времени т = 0, Па; асб - коэффициент теплоотдачи при сбросе давления, Вт/(м2-К);

Б - площадь поверхности материала, м2;

Ь - толщина слоя материала, м; гпар - удельная теплота парообразования, Дж/кг;

Ядес - удельный расход тепла, затрачиваемого на переход связанной влаги в свободную, Дж/кг; ан - коэффициент теплоотдачи от воздуха к мицелию на стадии нагрева, Вт/(м2-К); рн' - модифицированный коэффициент массоотдачи на стадии нагрева, кг/(м2-с);

Ко - половина толщины слоя материала, м; Т(х, т) — безразмерная температура;

Т0(х) - распределение безразмерной температуры по толщине материала в начале микропроцесса; Б <Г - критерий Федорова;

Рост - остаточное давление в вакуумной системе, Па;

1рег - температура, поддерживаемая измерителем-регулятором, °С; тпср - время перехода к расчету по другой формуле, с; р - средняя интенсивность испарения с поверхности материала, кг/(м2*с);

1:мо - начальная температура материала, °С; и, ^ - температура на половине расстояния между центром и поверхностью материала и температура в центре материала, °С; исрэкс, исррасч - опытное и расчетное значения среднего влагосодержания, кг влаги/кг с.м.;

Nuc6 - тепловой критерий Нуссельта для сушки сбросом давления;

UK - критическое влагосодержание, кг влаги/кг с.м.;

1 — определяющий линейный размер, м;

Хв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-К);

NuH - тепловой критерий Нуссельта при конвективном нагреве;

Тв - абсолютная температура воздуха, К;

Тм т - абсолютная температура мокрого термометра, К;

Рг - критерий Прандтля для воздуха;

Рг20 - критерий Прандтля для воздуха при температуре 20 °С; рмиц - плотность влажной мицелийной пасты, кг/м3; л

VMH4 - объем мицелийной пасты, м ;

Fnp - площадь поверхности противней, м2.

Индексы: м - материал; в - воздух; пов — поверхность материала; р - равновесное значение; с.в. — сухой воздух; в.п. — водяной пар; с.м. — сухой материал; ж -жидкость; п.в. - порошкообразное вещество; пики — пикнометр; ч — частица; ост - остаток; нав — навеска; ср — среднее значение; пор - пора; микр -микропора; аде - адсорбционный; пер - переходные поры; т.р. - точка росы; м.г. — максимальное гигроскопическое; гран - граничное; 0 - начальное значение; и - исследуемый материал; э - эталонный материал; п -поверхность эталонного материала; гр — граница контакта исследуемого и эталонного материалов; х — химический; шах — максимальное значение; эф -эффективный; Т - натекание; ат — атмосферный; исп - испаренный; в.п.м. -влага, испаренная из материала; в.Т - натекающий воздух; с.в.Т -натекающий влажный воздух; в.п.Т — натекающий водяной пар; в.ат -атмосферный воздух; сб — сброс давления; н - нагрев; пар - парообразование; дес - десорбция; ост — остаточное значение; per - регулятор; пер — переход; с - середина; ц - центр; расч - расчетное значение; экс - экспериментальное значение; к — критическое; м.т. - мокрый термометр; миц - мицелий; пр -противень.

1. Лыков, A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. — 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1968.-471 с.

2. Лыков, A.B. Тепломассообмен: справочник / A.B. Лыков. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1978.479 с.

3. Федосов, C.B. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии: монография / C.B. Федосов. — Иваново: ИПК «ПресСто», 2010. 364 с.

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

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

6. Лебедев, П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок / П.Д. Лебедев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 320 с.

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

8. Вакуум-осциллирующая сушка пиломатериалов в среде перегретого пара / Р.Г. Сафин и др. // Лесной вестник. 2002. - № 2. - С. 175-179.

9. Вакуумно-кондуктивная сушка капиллярно! юрисгых коллоидных материалов с периодическим подводом тепловой энергии / P.P. Сафин и др. // Изв. вузов. Химия и химич. технол. 2007. - Т. 50, вып. 11. - С. 8889.

10. Голубев, Л.Г. Сушка в химико-фармацевтической промышленности / Л.Г. Голубев, Б.С. Сажин, Е.Р. Валашек. М.: Медицина, 1978.-272 с.

11. Карпов, A.M. Сушка продуктов микробиологического синтеза/ A.M. Карпов, A.A. Улумиев. М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1982. — 216 с.

12. Тутова, Э.Г. Сушка продуктов микробиологического производства / Э.Г. Тутова, П.С. Куц. М.: Агропромиздат, 1987. — 302 с.

13. Репринцева, С.Н. Новые методы термообработки и сушки химико-фармацевтических препаратов / С.Н. Репринцева, Н.В. Федорович. Минск: Наука и техника, 1979. — 246 с.

14. Производство антибиотиков / С.М. Навашин и др.. М.: Медицина, 1970.- 367 с.

15. Машковский, М.Д. Лекарственные средства: пособие для врачей: в 2 кн. Кн. 2 / М.Д. Машковский. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1972.-648 с.

16. Ветлугина, JI.A. Противогрибковые полиеновые антибиотики/ JI.A. Ветлугина, Е.Т. Никитина. Алма-Ата: «Наука» КазССР, 1980. — 248 с.

17. Садыков, P.A. Оптимальное управление и автоматизация технологии сушки биоактивных препаратов / P.A. Садыков, Д.Н. Антропов // Изв. РАН. Энергетика. 2005. - № 6. - С. 92-99.

18. Лыков, A.B. Теория тепло- и массопереноса / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 535 с.

19. Экспериментальная установка комбинированной конвективно-вакуум-импульсной сушилки / Ю.В. Родионов и др. // Труды ТГТУ.-Тамбов. Изд-во ТГТУ, 2008. Вып. 21. - С. 35-36.

20. Попова, И.В. Совершенствование технологии и средств сушки овощного сырья: автореф. дис. . канд. техн. наук / И.В. Попова; Мичуринский гос. аграрн. ун-т. — Мичуринск, 2009. — 21 с.

21. Регламент производства нистатина. Всесоюз. технол. НИИ антибиотиков и ферментов, г. Санкт-Петербург. -1993.

22. Grbavcic, Z. В. Drying of Slurries in Fluidized Bed of Inert Particles / Z. B. Grbavcic, Z. L. Arsenijevic, R. V. Garic-Grulovic // Drying Technology. -2004. Vol. 22, No. 8. - Pp. 1793-1812.

23. Kutsakova, V. E. Drying of Liquid and Pasty Products in a Modified Spouted Bed of Inert Particles / V. E. Kutsakova // Drying Technology. 2004. -Vol. 22, No. 10. - Pp. 2343-2350.

24. Кузнецова, M.A. Лекарственное растительное сырье и препараты / М.А. Кузнецова. -М: Высшая школа, 1987. 190 с.

25. Брянкин, К.В. Моделирование процесса сушки термолабильных материалов при перекрестном движении материала и сушильного агента/ К.В. Брянкин, А.И. Леонтьева, А.А. Дегтярев // В мире научных открытий. -2009.-№6.-С. 12-16.

26. Ермолаев, В.А. Особенности производства сухих сыров способом вакуумной сушки / В.А. Ермолаев // Вестник КрасГАУ. 2009. - № 12. -С. 202-205.

27. Kohout, М. Multi-Scale Analysis of Vacuum Contact Drying / M. Kohout, F. Stepanek // Drying Technology. 2007. - Vol. 25. - Pp. 1265-1273.

28. Котова, Т.И. Сушка плодов облепихи в микроволновой вакуумной установке / Т.И. Котова, Г.И. Хантургаева, Г.И. Хараев // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. - № 9. - С. 25-26.

29. Kinetic and Quality Study of Mushroom Drying under Microwave and Vacuum / R. Rodrigues and others. // Drying Technology. 2005. - Vol. 23. -Pp. 2197-2213.

30. Гораев, A.A. Вакуумно-диэлектрические сушильные камеры / А.А. Гораев. М.: Лесная промышленность, 1985. - 104 с.

31. Мякиньков, А.Г. Сушка термолабильных продуктов в вакууме -технология XXI века / А.Г. Мякиньков // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. 2003. - № 3. - С. 923.

32. Sadikoglu, Н. Freeze-Drying of Pharmaceutical Products: Research and Development Needs / H. Sadikoglu, M. Ozdemir, M. Seker.//Drying Technology. -2006. Vol. 24. - Pp. 849-861.

33. Гуйго, Э.И. Сублимационная сушка пищевых продуктов / Э.И. Гуйго, Н.К. Журавская, Э.И. Каухчешвили. — М.: Пищевая пром-ть, 1966. -357 с.

34. Камовников, Б.П. Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов (Основы теории, расчет и оптимизация) / Б.П. Камовников, Л.С. Малков, В.А. Воскобойников. М.: Агропромиздат, 1985. - 288 с.

35. Лыков, А.В. Молекулярная сушка / А.В. Лыков, А.А. Грязнов. М.: Пищепромиздат, 1956. — 272 с.

36. Моисеева, И.С. Совершенствование процесса вакуум-сублимационной сушки зародышей зерна пшеницы: автореф. дис. . канд.техн. наук / И.С. Моисеева; Воронеж, гос. технол. акад-я. Воронеж, 2005. -20 с.

37. Dolan, J. P. Use of Volumetric Heating to Improve Heat Transfer During Vial Freeze-Drying: Dissertation . PhD in Mechanical Engineering / James P. Dolan; Virginia Polytechnic Institute and State University. Blacksburg, Virginia, 1998.-153 pp.

38. Белозерцев, A.C. Разработка способа сублимационной сушки в поле СВЧ продукта на основе форменных элементов крови убойных животных: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.С. Белозерцев; Воронеж, гос. технол. акад-я. — Воронеж, 2004. 20 с.

39. Дашков, В.А. Математическое моделирование процесса сушки «сбросом» давления суспензий и коллоидных растворов / В.А. Пашков, Е.И. Левашко, Р.Г. Сафин//ИФЖ. 2006. - Т. 79, № 3. - С. 116-122.

40. Новикова, В.И. Анализ основных закономерностей получения замороженных гранул продукта применительно к сублимационной сушке /

41. B.И. Новикова, Л.Л. Васильев, Г.Л. Маленко // ИФЖ. 2003. - Т. 76, № 1.1. C. 25-33.

42. Atmospheric Freeze Drying — Modeling and Simulation of a Tunnel Dryer / I. C. Claussen and others. // Drying Technology. 2007. - Vol. 25. -Pp. 1959-1965.

43. Корнеева, А.Е. Моделирование атмосферной сублимационной сушки в аппаратах с активной гидродинамикой: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.Е. Корнеева; Российск. хим.-технол. ун-т. -М.: 2005. 16 с.

44. Любошиц, И.Л. Сушка дисперсных термочувствительных материалов / И.Л. Любошиц, Л. С. Слободкин, И.Ф. Пикус. Минск: Наука и техника, 1969. - 214 с.

45. Осциллирующие режимы сушки влажных капиллярно-пористых тел / Казенин Д.А. и др. // ТОХТ. 1995. - Т. 29, № 6. - С. 601-606.

46. Хайбулов, P.A. Разработка осциллирующих режимов сушки растительных экстрактов / P.A. Хайбулов, H.A. Подледнева, A.B. Ревина // Вестник АГТУ. 2008. - № 2. - С. 206-207.

47. Пат. 2038552 Российская Федерация, МПК F26B3/06, С12Р1/02. Способ сушки мицелиальных отходов промышленных антибиотиков / В.Д. Сливенко; заявитель и патентообладатель В.Д. Сливенко. №93036539/13; заявл. 15.07.93; опубл. 27.06.95, Бюл. № 23.

48. Григорьев, И.В. Импульсная инфракрасная сушка семян овощных культур / И.В. Григорьев, С.П. Рудобашта // Вестник Московского государственного агроинженерного университета. 2009. - № 4. - С. 7-10.

49. Мустафин, З.Р. Вакуумно-кондуктивная сушка пиломатериалов с периодическим подводом тепловой энергии: дис. . канд. техн. наук/ З.Р. Мустафин; Казан, гос. технол. ун-т. — Казань, 2008. -139 с.

50. Сафин, Р.Г. Сушка высокочувствительных пожаро- и взрывоопасных материалов понижением давления: автореф. дис. . докт. техн. наук / Р.Г. Сафин; Акад-я наук Украины. Ин-т технич. теплофизики. -Киев, 1992. 34 с.

51. Гайфуллина, P.P. Экспериментальная установка по исследованию кинетики сушки капиллярно-пористых материалов / P.P. Гайфуллина // Материалы докладов IV Междунар молодежной научной конф.

52. Тинчуринские чтения», 22-24 апреля 2009 г., Казань: в 4 т. Т. 2. - Казань, 2009. - С. 90-92.

53. Лыков, A.B. О системах дифференциальных уравнений тепломассопереноса в капиллярнопористых телах / A.B. Лыков // ИФЖ. -1974.-Т. 26, №1. -С. 18-25.

54. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин.-М.: Лесная пром-ть, 1990. 335 с.

55. Куц, П.С. Теплофизические и технологические основы сушки высоковольтной изоляции/П.С. Куц, И.Ф. Пикус. Минск: Наука и жизнь, 1979.-294 с.

56. Вертяков, Ф.Н. Технология производства овощных и фруктовых концентратов методом сброса давления с последующим выпариванием / Ф.Н. Вертяков // Успехи современного естествознания. 2008. - № 8. - С. 65.

57. Лыков, A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки / A.B. Лыков.-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. 464 с.

58. Лыков, A.B. Явления переноса в капиллярно-пористых телах/ A.B. Лыков. М.: Гос-ное изд-во технико-теоретической лит-ры, 1954. -296 с.

59. Кельцев, Н.В. Основы адсорбционной техники / Н.В. Кельцев. М.: Химия, 1976.-512 с.

60. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: учеб. пособие для вузов / Ю.Г. Фролов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1988. - 464 с.

61. Анализ конденсационных полимеров/Л. С. Калинина и др.. М.: Химия, 1984.-296 с.

62. Берлинер, М.А. Измерения влажности / М.А. Берлинер. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1973. - 400 с.

63. Васильев, В.П. Аналитическая химия: учеб. для химико-технол. спец. вузов: в 2 кн. Кн. 1: Гравиметрический и титриметрический методы анализа / В.П. Васильев. М.: Высш. шк., 1989. - 320 с.

64. Christian, H. D. Evaluation of Methods for the Determination of Water in Substances with Unknown Chemical and Thermal Behavior / H. D. Christian // J. of Pharm. andBiomed. Analysis.- 2007. Vol. 43, № 2. - Pp. 779-783.

65. Справочник химика: в 7 т. Т. 1: Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника / под ред. Б.П. Никольского и др.. 2-е изд., перераб. и доп. - М.-Л.: Химия, 1966. -1072 с.i

66. Effect of Drying on Porous Silicon / M. Bouchaour and others. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2004. - Vol. 76. - Pp. 677-684.

67. Физическая энциклопедия: в 5 т. Т. 4. Пойнтинга-Робертсона -Стримеры/ под ред. A.M. Прохорова и др.. М.: Большая Российская Энциклопедия, 1994. - 704 с.

68. Коган, В.Б. Равновесие между жидкостью и паром: справочное пособие: в 2 кн. Кн. 1 / В.Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров. М.-Л.: Наука, 1966. - 645 с.

69. Дульнев, Г.Н. Современное состояние проблемы оценки и анализа теплофизических свойств материалов / Г.Н. Дульнев, А.Ф. Чудновский // Тепло- и массоперенос: сб. науч. тр. Т. 7. - Л.: Энергия, 1966. - С. 3-12.

70. Теплотехнический справочник: в 2 т. Т.2 / под общей ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1975. -896 с.

71. Чиркин, B.C. Теплопроводность промышленных материалов / B.C. Чиркин. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машгиз, 1962. - 247 с.

72. Теплопроводность твердых тел: справочник / А.С. Охотин и др.; под ред. А.С. Охотина. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 320 с.

73. Волкенштейн, B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик / B.C. Волкенштейн // Тепло- и массоперенос: сб. науч. тр. -Т. 1,- Минск: изд-во Акад. наук БССР, 1962. С. 65-69.

74. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел: пер. с англ. под ред.

75. A.A. Померанцева / Г. Карслоу, Д. Егер. М.: Наука, 1964. - 488 с.

76. Фарлоу, С. Уравнения с частными производными для научных работников и инженеров: пер. с англ. под ред. С.И. Похожаева / С. Фарлоу. -М.: Мир, 1985.-384 с.

77. Янке, Е. Специальные функции (Формулы, графики, таблицы): пер. с нем. под ред. Л.И. Седова / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш. 2-е изд. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1968.-344 с.

78. Балакирев, B.C. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления / B.C. Балакирев, Е.Г. Дудников, A.M. Цирлин. М.: Энергия, 1967. - 232 с.

79. Физические величины: справочник/ А.П. Бабичев и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

80. Зональный метод определения зависимости коэффициента массопроводности от концентрации / Э.Н. Очнев и др. // ТОХТ. 1975. -Т. 9, №4.-С. 491-495.

81. Казанский, В.М. К теории новых кинетических методов измерения массопроводных свойств дисперсных тел / В.М. Казанский // ИФЖ. 1976. -Т. 30, № 5. - С. 884-890.

82. Никитина, Л.М. К вопросу определения термоградиентного коэффициента / Л.М. Никитина // Исследование нестационарного массообмена: сб. науч. тр. Минск: «Наука и техника», 1966. - С. 229-237.

83. Лебедев, П.Д. Сушка инфракрасными лучами/П.Д. Лебедев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958. - 232 с.

84. Сажин, В.Б. Анализ основных характеристик влажных материалов как объектов сушки при рациональном выборе сушильного оборудования /

85. B.Б. Сажин, М.Б. Сажина, Б.С. Сажин // Изв. вузов. Химия и химич. технол. -2005. Т. 48, вып. 12. - С. 98-103.

86. Воскресенский, П.И. Техника лабораторных работ / П.И. Воскресенский. 10-е изд. - М.: Химия, 1973. - 717 с.

87. Коузов, П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов / ILA. Коузов. JL: Химия, 1971. — 280 с.

88. Алиев, Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: справочник / Г.М.-А. Алиев. М.: Металлургия, 1986. -544 с.

89. Исследование сорбционно-структурных характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка и др. // Изв. вузов. Химия и химич. технол. — 2010. -Т. 53, вып. 1.-С. 100-102.

90. Чайка, А.Ю. Исследование теплофизических характеристик мицелия нистатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Изв. вузов. Химия и химич. технол. — 2010. — Т. 53, вып. 5. — С. 119-120.

91. Чайка, А.Ю. Определение коэффициентов внутреннего массопереноса при сушке мицелия нисатина / А.Ю. Чайка, В.Н. Исаев, Е.С. Сливченко // Совр. наукоем. технологии. Региональное приложение. -Иваново. 2009. - № 4. - С. 72-76.

92. Розанов, JI.H. Вакуумная техника / Л.Н. Розанов. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. — 320 с.

93. Розанов, Л.Н. Вакуумные машины и установки / Л.Н. Розанов. Л.: Машиностроение, 1975. — 336 с.

94. Королев, Б.И. Основы вакуумной техники / Б.И. Королев. — 3-е изд., перераб. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. — 400 с.

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

96. Нащокин, B.B. Техническая термодинамика и теплопередача. Учеб. пособие для неэнергетич. спец. вузов /В.В.Нащокин. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1975. - 496 с.

97. Невшупа, P.A. Модель динамики давления в вакуумной системе при вакуумировании летучей жидкости / P.A. Невшупа, Л.С. Синев // Журнал технической физики. 2005. - Т. 75, вып. 10. - С. 5-8.

98. Самарский, A.A. Численные методы: учеб. пособие для вузов / A.A. Самарский, A.B. Гулин. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. -432 с.

99. Калиткин, H.H. Численные методы: справ, пособие / H.H. Калиткин. М.: Наука, 1978. - 512 с.

100. Бахвалов, Н.С. Численные методы: учеб. пособие / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. 2-е изд., перераб. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. — 632 с.

101. Физическая химия: учеб. для вузов: в 2 кн. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др.; под ред. К.С. Краснова. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1995. -512 с.

102. Киреев, В.И. Численные методы в примерах и задачах: учеб. пособие / В.И. Киреев, A.B. Пантелеев. М.: Высш. шк., 2004. - 480 с.

103. Промерзание влажных грунтов, оснований и фундаментов/ C.B. Федосов и др.. -М.: Издательство АСВ, 2005.-277 с.

104. Гусев, Е.В. Исследование влияние термообработки на структурно-механические свойства листовой фибры: дис. . канд. техн. наук / Е.В. Гусев; Иван. гос. арх.-строит, акад-я. — Иваново, 2006. 158 с.

105. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М.: Высш. шк., 1967.-600 с.

106. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств: учеб. пособие для вузов / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. М.: Высш. шк., 1991. — 400 с.

107. Горлатов, A.C. Расчет натекания и газоотделения в вакуумных системах сублимационных установок / A.C. Горлатов // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1973. - №2. - С. 101-105.

108. Михайлов, Ю.А. Молярно-молекулярный тепло- и массоперенос в процессе сушки влажных материалов / Ю.А. Михайлов // Тепло- и массоперенос: сб. науч. тр. — Т. 4. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1963. - С. 15-22.

109. Chen, Zh. Analysis of Cyclic Vacuum Curve / Zh. Chen, F. M. Lamb // Wood Sei. and Technol. 2003. - Vol. 37. - Pp. 213-219.

110. Математическая модель вакуум-осциллирующей сушки пиломатериалов / Р.Г. Сафин и др. // ИФЖ. 2002. - Т. 75, № 2. - С. 384-389.

111. Вакуумная техника: справочник / Е.С.Фролов и др.; под ред. Е.С. Фролова, В.А. Минайчева. М.: Машиностроение, 1992.-480 с.

112. Бржан, B.C. Рентгенографические исследования кристаллизации сорбированной воды / B.C. Бржан // Коллоидный журнал. -1959. Т. 21, №6,-С. 645-649.

113. Исаев, В.Н. Сушка мицелия нистатина в вакуумных сушильных камерах полочного типа / В.Н. Исаев, А.Ю. Чайка, Е.С. Сливченко // Совр. наукоем. технологии. Региональное приложение. Иваново. — 2008. - №4. -С. 71-73.