Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Моделироваание процесса микрофильтрации на трубчатом керамическом элементе (на примере производства лимонной кислоты) Гусева, Елена Владимировна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гусева, Елена Владимировна. Моделироваание процесса микрофильтрации на трубчатом керамическом элементе (на примере производства лимонной кислоты) : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.17.08.- Москва, 1998.- 18 с.: ил.

Введение к работе

уальность проблемы. Быстрый рост потребительских способностей )еменного общества требует от промышленности внедрения новых окоэффективных технологий и совершенствование старых. Процессы іеления жидких систем играют важную роль во многих отраслях иышленности. Для осуществления этих процессов применяют такие методы перегонку, ректификацию, дистилляцию, адсорбцию и другие. Одним из эолее универсальных методов разделения является разделение с эльзованием полупроницаемых мембран.

В то же время, значительный прогресс в области синтеза и переработки ерального сырья, технологии получения сверхтонких пленок, а также гро растущая потребность в тонком разделении высокотемпературных и :ссивных сред обусловили в последние годы интенсивное развитие и эльзование мембран из различных керамических материалов. Благодаря ! существенных преимуществ перед полимерными мембранами: более экой термической, механической, химической и биологической стойкости, южности регулирования пористой структуры, пониженной засоряемости, экой производительности и возможности регенерации обратной ульсной промывкой или выжиганием, - они все шире применяются для ггки жидкостей и газов в биотехнологии, пищевой, фармацевтической, ической, металлургической и других отраслях промышленности.

В данной работе рассматриваются проблемы моделирования процесса рофильтрации на трубчатом керамическом мембранном элементе. В ;стве объекта моделирования взят процесс фильтрации биосуспензии, ^чающейся в результате ферментации при производстве лимонной кислоты.

Лимонная кислота (ЛК) одна из важных органических кислот. Она )льзуется в пищевой промышленности, при производстве напитков, в нацевтической промышленности и для технических целей: как [вспениватель, при обработке текстиля, в производстве чистых металлов,

заменитель полифосфатов в детергентах, для поглощения SO2. В ізводстве напитков лимонная кислота используется в качестве сислителя, чему способствует ее хорошая растворимость и чрезвычайно :ая токсичность. Применение находят и побочные продукты ферментации.

Растущая потребность в лимонной кислоте требует значительного ичения ее производства, поиска активных штаммов и разработки новых :е эффективных способов. В промышленности, как правило, используется зобиологический способ производства лимонной кислоты, который оляет организовать безотходное, экологически безопасное производство в ае разработки эффективных методов выделения лимонной кислоты из туральной жидкости, применении в процессе нетоксичных веществ и изации отходо в.

Одним из способов повышения эффективности производства лимонной оты является переход от периодического способа к непрерывному и

использование для этой цели мембранных биореакторов. Исследова процесса фильтрации биосуспензии, содержащей лимонную кислоту, мембране есть один из важных этапов улучшения качества процесс; повышения его эффективности.

Основанием для выполнения работы является Программа Госкоме России «Биохимическая технология» (с 1994 года по наст, время), код 1 Часть «Разработка программно-математического обеспечения, автоматиза моделирования, оптимизация и управление процессами биофильтраї мембранного разделения биосуспензий биологической очистки сточных ВОД)

Цель работы заключается в разработке математической модели прощ микрофильтрации биосуспензии, содержащей лимонную кислоту, на трубча керамическом элементе. Для достижения поставленной цели необходимо основе стратегии системного анализа решить следующие задачи:

исследовать свойства керамической мембраны;

экспериментально изучить процесс микрофильтрации биосуспензии трубчатом керамическом мембранном элементе;*

исследовать свойства биосуспензии;

разработать математическую модель процесса микрофильтрации трубчатом керамическом элементе биосуспензии лимонной кислоть проверить ее на адекватность;

адаптировать программный пакет динамического моделирования SPEEC для решения уравнений модели;

определить потенциальную возможность организации непрерывн процесса получения лимонной кислоты в мембранном биореакторе.

Научная новизна. Разработана математическая модель проце микрофильтрации биосуспензии лимонной кислоты на трубча' керамическом элементе, основанная на уравнениях сохранения массы и энер и уравнении фильтрации сквозь пористую среду. Предложена схема реше уравнений модели и методика определения входящих в них параметров основе экспериментальных данных. Полученная система уравнений позвол прогнозировать изменение основных переменных процесса микрофильтра] по длине мембранного канала, а также проследить их изменение во времен учесть накопление осадка на фильтрующей поверхности.

Разработана математическая модель мембранного биореактора непрерывного способа производства лимонной кислоты и доказ принципиальная возможность получения ее таким способом.

Практическая ценность. Разработан пакет программ на осн математической модели процесса микрофильтрации биосуспензии

Экспериментальные исследования с получением лимонной кислоты методом микробиологического синт
работы с .биообъектами проводились на базе лаборатории «Технология промышленного биосиїт
ГосНИИСинтезбелок, зав. лабораторией д.т.н., проф. Винаров А.Ю.

/бчатом керамическом мембранном элементе, который позволяет ^считывать на ЭВМ основные параметры процесса микрофильтрации, жазана возможность производства лимонной кислоты непрерывным эсобом в мембранном биореакторе с вынесенными мембранами.

Выданы рекомендации по оптимальной организации процесса льтрации и промывке мембраны.

Рассчитаны параметры проведения непрерывного способа получения монной кислоты в мембранном биореакторе и выданы рекомендации по ганизации технологии получения лимонной кислоты непрерывным способом ганизации ГосНИИ Синтез-Белок.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и :уждались на: 8 Международной конференции молодых ученых по химии и мической технологии "МКХТ - 8". 1994; Международной конференции [атематические методы в химии и химической технологии <ММХ-9>", 1995, ерь; IX Международной конференции молодых ученых по химии и мической технологии <МКХТ-95>, 1995 3-ем Минском Международном руме по тепломассообмену («Heat/mass Transfer MIF-96»), (20-24 мая), 1996, шск; Международной конференции "Математические методы в химии и мической технологии" (ММХ-10), Тула, 1996; «Process Control RIP-96», rdubice, June, 1996; Международной Конференции «Математические методы химии и химической технологии», Школа по моделированию гоматизированных технол. процессов, Новомосковск, 1997; International :eting on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology :НЕМА'97, Germany, Frankfort-on Main, June 9-14, 1997; 13th International ngress of Chemical and Process Engineering CHISA'98, 23-28 August 1998, iga, Czech Republic.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти їв, выводов, списка литературы и приложения. Основной материал изложен

страницах машинописного текста, содержит рисунков,

)лиц. Список литературы содержит наименований.