Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Модифицирование свойств дисперсных материалов методами капсулирования и гранулирования 12
1.1. Капсулирование дисперсных материалов 12
1.1.1. Цель процесса капсулирования и структура гранул пролонгированного действия 12
1.1.2. Методы капсулирования и их классификация 15
1.1.3. Математическое описание процессов, сопровождающих капсулообразование на поверхности дисперсных материалов 25
1.2. Гранулирование дисперсных материалов 35
1.2.1. Процесс гранулирования и основные характеристики гранулированных продуктов 35
1.2.2. Классификация методов гранулирования 37.
1.2.3. Математическое описание процессов, протекающих при гранулирования дисперсных материалов методом окатывания 44
1.3. Оборудование для физических методов нанесения оболочек на гранулы и гранулирования мелкодисперсных материалов методом окатывания 49
1.4. Выводы и постановка задач исследований 59
Глава 2. Математическое моделирование процесса капсулирования дисперсных материалов в полимерные оболочки 61
2.1. Математическое моделирование процессов, протекающих при образовании оболочки на одиночной частице 62
2.1.1. Математическая модель процесса сушки плёнки раствора полимера на поверхности гранулы 62
2.1.2. Математическая модель процесса образования защитной js оболочки путём проведения реакции полимеризации на поверхности частицы 66
2.2. Математическая модель процесса формирования защитных оболочек на гранулах в тарельчатом грануляторе 74
Глава 3. Математическое моделирование процесса агломерирования мелкодисперсного материала в тарельчатом грануляторе 82
3.1. Математическое описание эволюции гранулометрического состава мелкодисперсного материала при агломерировании в периодическом режиме работы гранулятора 82
3.2. Математическое описание эволюции распределения частиц по размерам при непрерывном режиме работы аппарата 91
Глава 4. Экспериментальные исследования процессов капсулирования и агломерирования дисперсных материалов 100
4.1. Исследование кинетики сушки растворов пленкообразующих веществ 100
4.2. Экспериментальные исследования процесса капсулирования дисперсного материала в тарельчатом грануляторе 111
4.3. Экспериментальные исследования процесса агломерирования в тарельчатом грануляторе 118
Глава 5. Разработка методик расчета процессов капсулирования и агломерирования в тарельчатом грануляторе 130
5.1. Материальный и тепловой балансы процесса капсулирования в тарельчатом грануляторе 130
5.2. Материальный и тепловой балансы процесса агломерирования... 131
5.3. Методика расчета процесса капсулирования дисперсных материалов в полимерные оболочки 134
5.4. Методика расчета процесса агломерирования в тарельчатом грануляторе 138
Основные результаты и выводы по работе 143
Литература
- Математическое описание процессов, сопровождающих капсулообразование на поверхности дисперсных материалов
- Математическая модель процесса сушки плёнки раствора полимера на поверхности гранулы
- Математическое описание эволюции распределения частиц по размерам при непрерывном режиме работы аппарата
- Экспериментальные исследования процесса капсулирования дисперсного материала в тарельчатом грануляторе
Введение к работе
-f)
Процессы гранулирования и капсулирования широко используются для повышения качества, улучшения товарного вида, расширения функциональных возможностей сыпучих материалов бытового и промышленного назначения, например, неслеживающихся минеральных удобрений, безопасных для человека химических средств защиты растений, препаратов пролонгированного действия, дражированных лекарственных средств, витаминов, семян, комбикормов [1,2,5, 7,9,10,11, 14].
Технологический процесс заключения частиц одного вещества в оболочку из другого вещества, физически и химически инертного по отношению к первому называется процессом капсулирования. В общем виде применительно к разным веществам, находящимся в различных агрегатных состояниях, капсулирование предполагает изоляцию частиц капсулируемого вещества от окружающей среды и друг от друга без регламентации структуры, размеров и формы составных элементов капсулы — ядра и оболочки [3].
Проблема капсулирования зернистых материалов имеет практическое значение для многих производств. Целью капсулирования является замедленное или управляемое выделение целевого компонента в окружающую его среду, защита материала от воздействия окружающей среды и организация селективного взаимодействия капсулированного продукта с окружающей средой.
Гранулирование - это совокупность физических и физико-химических процессов, обеспечивающих формирование частиц определенного спектра размеров, формы, необходимой структуры и физических свойств. Этот процесс - один из наиболее многообразных и широко применяемых в химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и других отраслях промышленности.
Гранулирование позволяет существенно уменьшить склонность продукта к слеживанию, упростить хранение, транспортирование и дозирование; повысить сыпучесть при одновременном устранении пылимости и тем самым улучшить условия труда в сферах производства, обращения и использования. Гранулирование открывает возможность гомогенизировать смесь в отношении физико-химических свойств; увеличивать поверхность тепломассообмена; регулировать структуру гранул и связанные с ней свойства. Все это приводит к интенсификации процессов с использованием гранулированных продуктов, повышению производительности труда и культуры производства [9, 10, 15].
Известно значительное количество способов агрегирования дисперсных материалов, однако наиболее распространенным из них является метод грануляции окатыванием. От прочих способов, окатывание на вращающихся поверхностях отличается высокими показателями по продуктивности и экономичности. Для его осуществления обьино применяют один из двух типов устройств грануляторов - барабанный или тарельчатый.
Тарельчатые /дисковые/ грануляторы имеют целый ряд преимуществ перед барабанными. Они позволяют получать гранулы с более узким фракционным составом, имеют очень небольшую кратность' ретура, что намного снижает нагрузку на классифицирующую аппаратуру, имеют большие возможности управления и контроля гранулообразования, более компактны, экономичны и требуют меньших капитальных вложений.
В малотоннажных, многоассортиментных производствах с целью сокращения номенклатуры используемого оборудования рационально применять один и тот же аппарат, как для гранулирования, так и для капсулирования дисперсных материалов.
Число дисперсных продуктов, для которых требуется гранулированная или капсулированная выпускная форма постоянно увеличивается, поэтому надежное моделирование этих процессов весьма актуально.
Y'
Объект исследования: процессы капсулирования и агломерирования дисперсных материалов, протекающие в тарельчатом грануляторе.
Цель работы: разработать математические модели и на их основе методики расчета процессов капсулирования зернистых материалов в полимерные водорастворимые оболочки и агломерирования мелкодисперсных частиц, осуществляемых в тарельчатом грануляторе.
Научная новизна:
Разработана математическая модель процесса формирования защитной полимерной оболочки путем проведения совмещенных процессов сушки и радикальной полимеризации на поверхности частиц зернистых материалов в тарельчатом грануляторе.
Экспериментально установлена зависимость коэффициента, характеризующего понижение давления насыщенных паров растворителя над растворами пленкообразующих веществ, от их концентрации.
Разработана математическая модель преобразования фракционного состава мелкодисперсного материала в тарельчатом грануляторе вследствие протекания процесса агломерации.
Экспериментально определен явный вид разделительной функции, характеризующей классифицирующий эффект при выгрузке материала из тарельчатого гранулятора и ее зависимость от угла наклона и частоты вращения тарели.
Получена эмпирическая зависимость для расчета частоты актов агломерации как функции размера частиц, частоты вращения и угла наклона тарели.
Практическая ценность:
Разработаны методики расчета процессов агломерирования и капсулирования в оболочки из водорастворимых полимеров дисперсных материалов в тарельчатом грануляторе.
Для ряда материалов определены диапазоны регулирования режимно-технологических параметров, обеспечивающие стабильное
t)
протекание процессов агломерирования и капсулирования, осуществляемых в тарельчатом грануляторе.
3. Разработанные методики расчета и их программное обеспечение приняты к использованию в ЗАО "Дзержинская химическая компания", г. Дзержинск.
Основные положения, выносимые на защиту:
результаты экспериментальных исследований по получению
капсулированных материалов, с оболочками из водорастворимых полимеров:
полиакриламида, метилоксипропилцеллюлозы, поливинилового спирта;
математические модели процессов, протекающих при проведении капсулирования;
математическую модель процесса агломерирования мелкодисперсных материалов в аппарате тарельчатого типа;
результаты численного эксперимента по моделированию процессов капсулирования и агломерирования на ЭВМ.
Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 12 опубликованных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 64 рисунка и 5 таблиц. Список литературы включает 115 наименований.
Математическое описание процессов, сопровождающих капсулообразование на поверхности дисперсных материалов
В данном разделе рассматриваются процессы, сопровождающие капсулообразование в аппаратах барабанного и тарельчатого типа, а также процессы важные для капсулированных продуктов в целом.
Заключение дисперсных материалов в оболочки возможно осуществлять методом окатывания на дисковом (тарельчатом) или барабанном грануляторе. Дисковый гранулятор фактически представляет собой барабан большого диаметра и малой длины, ось которого наклонена под большим углом к вертикали (45-75).
Процесс нарастания оболочки вокруг ядра зависит от длины пути, траектории и скорости движения гранулы по диску гранулятора. Система сил действующих на гранулу, а также угол наклона и угловая скорость вращения диска определяют траекторию движения гранулы. На шарообразную гранулу, движущуюся по наклонному вращающемуся диску, действуют силы веса, центробежная, Кориолиса, трения. Сила веса G = mg, (1.1) где m—масса гранулы, кг; g - ускорение свободного падения, м/с . Проекция силы веса на плоскость диска Fg=mgsina, (1.2) где a - угол наклона диска гранулятора, град. Центробежная сила Fu.6.=m D2p, (1.3) где со - угловая скорость вращения диска, с"1; р - текущий полярный радиус положения гранулы на диске, м. Сила Кориолиса FK = 2mS!, (1.4) где &! - проекция абсолютной скорости движения гранулы на радиальное направление, м/с.
Наиболее благоприятным для окатывания является режим чистого качения гранулы. Проекции силы трения на радиальное и окружное направление обозначим F .i и F Сумма проекций сил, действующих на гранулу, на радиальное и окружное направления запишется в следующем виде:
После подстановки значений сил и некоторых преобразований получим систему дифференциальных уравнений, описывающих движение шарообразной гранулы в дисковом грануляторе в режиме чистого качения. где ф - текущий полярный угол положения гранулы, град; t — время, с.
Данная система уравнений решается численным интегрированием и дает возможность рассчитывать траекторию и скорость движения гранулы, необходимые для исследования процесса гранулообразования [38].
Для составления математического описание роста толщины пленки при капсулировании гранул удобрений полимерными материалами установлены закономерности кинетики роста толщины пленки на гранулах при капсулировании методом окатывания в аппаратах барабанного типа, что представляет определенный интерес для аппаратурно-технологического оформления процесса [49].
При моделировании данного процесса принято допущение, что гранулы имеют сферическую форму, и в ходе процесса по всей поверхности покрываются пленкой одинаковой толщины.
В уравнениях (1.11), (1.12) бт и 8К - текущая и конечная толщина полимерной пленки на гранулах, мкм; тк - конечная продолжительность процесса капсулирования, с; рн - насыпная плотность капсулируемых гранул, кг/м3; тБ - масса загружаемого в аппараты материала, кг/с; КБ - кинетические коэффициенты при капсулировании гранул в аппаратах барабанного типа, 1/с; У L - длина барабанного аппарата, м; S - площадь поперечного сечения барабанного аппарата, занятая слоем материала, м2; R - радиус барабанного аппарата, м; ф - центральный угол, охватываемый сегментом, занятым слоем материала в барабанном аппарате, град.
Уравнение (1.12) устанавливает взаимосвязь между конечной толщиной капсулообразующей пленки и параметрами процесса, проводимого в аппаратах барабанного типа. Входящая в состав уравнения (1.12) константа скорости роста толщины пленки (К) в основном зависит от гидродинамического режима в аппаратах, от свойств капсулируемых гранул и раствора полимерного пленкообразователя. При этом для вращающихся барабанных аппаратов основным параметром гидродинамического режима может быть принята частота подъема и скатывания частицы в слое, которая характеризует продолжительность пребывания гранул в зоне распыления раствора полимерного материала форсункой. В свою очередь указанная продолжительность зависит от коэффициента заполнения аппаратов капсулируемым материалом
Математическая модель процесса сушки плёнки раствора полимера на поверхности гранулы
В настоящей работе капсулирование осуществляется в тарельчатом грануляторе. Водный раствор полимера распыливается на поверхность движущегося слоя частиц и формирует жидкостную пленку. Отверждение пленки происходит за счет испарения влаги под действием термообработки с помощью инфракрасного излучения. Для прогнозирования времени проведения процесса капсулирования необходимо составление его математического описания.
Математическое описание процесса сушки плёнки раствора полимера на поверхности гранулы включает уравнения теплового и материального балансов в дифференциальной форме и дополняющие соотношения. При записи уравнения теплового баланса (2.1) предполагалось, что вся масса пленкообразующего вещества наносится на поверхность частицы единовременно и равномерно; градиенты температур по радиусу частицы и толщине пленки пренебрежимо малы. (тт-ст+тслл -0 )-- = qIK-Fn+- L(r -cIBI) + aT-Fn.(tc). (2.1)
Здесь t- температура частицы; mT, шс.пл»тпл массы твердой частицы, сухой и влажной пленки соответственно; cT,cra - теплоемкость материала частицы и пленки; qHK - плотность теплового потока инфракрасного излучения; г - удельная теплота парообразования; Fn - поверхность пленки; а - коэффициент теплоотдачи; tc - температура окружающей среды.
Изменение концентрации воды в плёнке характеризуется уравнением: dm, 1ПЛ = Pp-Fn-(PC-Pn) (2.2) dx где Рр - коэффициент массоотдачи, РС,РП - парциальные давления водяных паров в воздухе и над поверхностью полимерных растворов. Парциальное давление водяных паров в воздухе определяется формулой: Р -х Рс= а с , (2.3) с 0,622+ хс V J где: Ра—атмосферное давление; хс - влагосодержание воздуха. Дополняющие соотношения имеют следующий вид: Рп =617 .ехр(1Ъ -±).ур(Св), (2.4) ат = 9,74 + 0,07 (t - tc). (2.5)
Поправочный коэффициент ур, учитывающий понижение давления насыщенного пара над раствором, был получен путем обработки экспериментальных данных по сушке тонких водорастворимых полимерных пленок из поливинилового спирта и метилоксипропилцеллюлозы. Зависимость поправки \ур от концентрации воды в растворе полимера Св изображена на рис.4.1.7-4.1.8 раздела 4.1. На рис.2.1.1. - 2.1.2. представлены некоторые результаты математического моделирования процессов тепломассопереноса при капсулировании дисперсных материалов.
Прогнозирование изменения температуры материала во времени протекания процесса капсулирования имеет важное значение для
Зависимости массовой доли воды в пленке от времени процесса капсулирования поливиниловым спиртом 0 =0,95 (а) и метилоксипропилцеллюлозой С" =0,97 (б): 1 - Чик = 600 Вт/м2; 2 - q„K = 800 Вт/м2; 3 - q„K = 1000 Вт/м2; фоб =0,02 (Cg+xm-l). Lm Св = _ mT xm m термолабильных веществ, которым является карбамид, используемый в данной работе как модельное вещество. Из графиков рис.2.1 Л., 2.1.2 видно, что при использовании в качестве капсулянтов растворов поливинилового спирта и метилоксипропилцеллюлозы соответствующих концентраций, отвердевание пленки будет происходить быстрее в случае использования первого капсулянта, что можно объяснить различными физико-химическими свойствами данных пленкообразователей.
В данном разделе рассматривается математическая модель процессов, протекающих при формировании водорастворимой полимерной оболочки из полиакриламида на одиночной частице [103, 108]. Капсулирование осуществляется в тарельчатом грануляторе. Водный раствор мономера с инициирующей полимеризацию окислительно-восстановительной системой распыливается на поверхность движущего слоя частиц и формирует жидкостную пленку. Термообработка материала с помощью инфракрасного излучения инициирует протекание реакции полимеризации и испарение растворителя, что приводит к отверждению пленки.
Математическое описание включает уравнения теплового и материального балансов, химической кинетики и дополняющие соотношения.
При записи уравнения теплового баланса (2.6) предполагалось, что вся масса пленкообразующего вещества наносится на поверхность частицы единовременно и равномерно; градиенты температур по радиусу частицы и толщине пленки пренебрежимо малы. Здесь t - температура частицы; m т, m с пл , m , m мон - массы твердой частицы, масса сухой и влажной пленки, начальная масса мономера, соответственно; ст,ст теплоемкость материала частицы и пленки; q -плотность теплового потока инфракрасного излучения; г - удельная теплота парообразования; Fn - поверхность пленки; АН - тепловой эффект реакции; В - степень превращения мономера; а - коэффициент теплоотдачи; tc - температура окружающей среды. Изменение концентрации воды в плёнке характеризуется уравнением: dmr чіл Pp-Fn-(Pc-Pn) (2.7) dx где: Эр- коэффициент массоотдачи; Рс Рп парциальные давления водяных паров в воздухе и над поверхностью полимеризующегося раствора.
Математическое описание эволюции распределения частиц по размерам при непрерывном режиме работы аппарата
В данном разделе работы рассматривается метод расчета стационарного процесса укрупнения мелкодисперсных частиц в тарельчатом грануляторе, с целью прогнозирования гранулометрического состава конечного продукта [115].
Для непрерывного процесса интегро-дифференциальное уравнение коагуляции записывается в следующем виде: - = 0,5- Jp(x).ii/(V-x,T).i/(x,T).dx-v;(V,T). J3(x).v1/(x,T).dx+ 0 (З ІЄ) +GBX.i/H(V)/GCJI-GBbirp.yK(V,T)/GCJI, K где IJ/(V,T), VJ/H(V), VJ/K(V)- функции плотности распределения материала по объемам частиц: текущая в аппарате, исходного материала и продукта, соответственно; Vmax - максимальный объем частиц в системе; Р(х) - частота актов агломерации для частиц объемом х; GBX, GBbnp - массовые расходы исходного материала и продукта; G - масса слоя частиц в аппарате. Функции плотности распределения нормированы на единицу массы материала.
Переход от уравнения (3.16) к системе обыкновенных дифференциальных уравнений пофракционного баланса частиц осуществляется методом использованным в разделе 3.1. В результате получена система 3.17. dv1/i/dT = M/iZPj-v1/j.(Vj-VH) + Pi-ry2i-i-(Vi_1-Vi_2) N J=l (3.17) -ViZPjVj(Vj-VH) + k,-4/f-kB.ifir, і = 1,.., N. j=i
Здесь k3=GBX/Gai , kB=GBbnp/GCJI - коэффициент загрузки и выгрузки соответственно. Данная система уравнений описывает и периодический процесс гранулирования при k3=kB=0.
Значения функции плотности распределения частиц выгружаемого продукта по объемам определяются по формуле: Фк = ФІ ФІ/Ф, (3.18) і где фі - значение разделительной функции для і - той фракции, которое показывает вероятность выхода і — той фракции из гранулятора; Ф - доля материала, выводимая в продукт, рассчитывается по формуле: _ N Ф = Еі-( -Уі_1)-фі-ті, (3.19) і=і где т j - масса частицы і — той фракции. Рассчитав с помощью уравнений (3.17) - (3.19) функцию плотности распределения частиц продукта находим массовую долю частиц і - того класса: D yf-W-Vi.O-mi. (3.20) Определяем значения интегральной функции распределения: F{ = І Dk = І -(Vk -Vk.0 mk . (3.21) k=l k=l Рассчитываем средний диаметр частиц продукта dcp=SdrDj. (3.22) i=l
Предлагаемый метод решения был применен для моделирования непрерывного процесса агломерации мелкодисперсных частиц карбоната натрия и сульфата калия в тарельчатом грануляторе. Ядро коагуляции аппроксимировано линейной зависимостью (3.15).
Для идентификации коэффициентов уравнения (3.15) были проведены опыты по агломерированию карбоната натрия и сульфата калия на лабораторном тарельчатом грануляторе в периодическом режиме. В качестве связующего использовался раствор силиката натрия, который наносился на движущийся слой частиц с помощью дискового распылителя. Одновременно с ростом гранул протекал процесс сушки под действием термообработки с помощью инфракрасного излучения. Варьируемыми параметрами являлись: удельный расход связующего, угол наклона (а) и частота вращения (п) тарели.
В результате обработки экспериментальных данных получены зависимости изменения среднего диаметра частиц во времени и интегральной функции распределения частиц по размерам. Коэффициенты уравнения (3.15) определены методом решения обратной задачи. Графики зависимостей 3 от объемов частиц в системе приведены в предыдущем разделе.
Наблюдения за непрерывным процессом в тарельчатом грануляторе показали, что вероятность перескакивания через борт крупных частиц выше, чем мелких. То есть тарельчатый гранулятор обладает определенной сепарирующей способностью. Явный вид разделительной функции определялся в ходе специально поставленного эксперимента. Приготавливалась смесь частиц исходного мелкодисперсного материала и гранулированного продукта. Определялся ее гранулометрический состав (табл. 1-2). Данная смесь непрерывно дозировалась на вращающуюся тарель гранулятора. Крупные частицы перемещались в поверхностные горизонты слоя и пересыпались через борт. После отбора навески материала, достаточной для проведения ситового анализа, определялся гранулометрический состав выходного потока частиц (табл.3.1-3.2). Далее по известным гранулометрическим составам рассчитывалась разделительная функция, характеризующая сепарирующий эффект гранулятора (рис.3.2.1, рис.3.2.2).
Экспериментальные исследования процесса капсулирования дисперсного материала в тарельчатом грануляторе
Расчеты по предложенным во второй главе математическим моделям процессов, протекающих при формировании водорастворимой полимерной оболочки, позволили спрогнозировать рациональные режимно-технологические параметры проведения процесса капсулирования на лабораторной установке.
В настоящей работе капсулирование осуществляется в тарельчатом грануляторе с диаметром тарели 220 мм и высотой борта 70 мм. Конструкция лабораторной установки, схема которой изображена на рис.4.2.1. позволяла варьировать число оборотов и угол наклона тарели. В качестве модельного капсулируемого вещества использовался гранулированный карбамид, как хорошо растворимое вещество, а в качестве капсулянтов — полиакриламид, метилоксипропилцеллюлоза и поливиниловый спирт.
Капсула из полиакриламида формировалась путем проведения полимеризации непосредственно на поверхности частиц материала. Водный раствор мономера с инициатором полимеризации подается из емкости 6 насосом-дозатором 11 и распиливается пневматической форсункой 13 на поверхность движущего слоя частиц, поступившего в тарель 1 из бункера 9, формируя при этом жидкостную пленку. Формирующаяся жидкостная пленка отвердевает за счет одновременного протекания процессов полимеризации и сушки при подводе теплоты нагревателем инфракрасного спектра излучения 7. В случае использования в качестве капсулирующего агента акриламида с инициирующей полимеризацию окислительно-восстановительной системой распыливающее устройство представляет собой две пневматические форсунки 13, которые обеспечивают перекрещивающиеся мелкодисперсные потоки растворов акриламида с различными инициаторами.
При получении капсул для дисперсных материалов из водных растворов полимеров капсулянт поступает на поверхность движущего слоя через
дисковый распылитель. Отверждение пленки происходит за счет испарения влаги под действием термообработки с помощью нагревателя инфракрасного спектра излучения. В результате эксперимента были получены образцы капсулированного вещества с разными массами нанесённой оболочки.
В ходе опытов варьировались следующие параметры: частота вращения тарели, угол наклона тарели, интенсивность инфракрасного излучения, расход жидкой фазы, количество подаваемого капсулянта. Проведенные эксперименты подтвердили правильность прогнозирования режимных параметров, обеспечивающих стабильное протекание процесса без слипания частиц и формирование полимерной капсулы.
Изменение скорости растворения капсулированных гранул карбамида в воде определялось следующим образом. На дно керамической воронки насыпался слой карбамида толщиной 0,5 см. Дистиллированная вода подавалась с постоянным расходом 1,25 мл/мин. Через определенные промежутки времени отбирались пробы раствора для анализа. С помощью рефрактометра измеряли показатель преломления, который зависит от концентрации раствора. В результате проведенных экспериментов были получены кривые вымывания, обработка которых позволила получить зависимости, характеризующие замедление скорости выделения активного вещества.
Замедление скорости выделения активного вещества характеризуют зависимости (рис.4.2.3, рис.4.2.5, рис.4.2.7) относительного времени растворения капсулированных продуктов от массы нанесенных оболочек. Вначале процесса вымывания происходит набухание полимерной пленки за счет пропитки ее растворителем, одновременно растворяется поверхность твердой фазы, которая диффундирует через пленку. Затем идет растворение полимерной оболочки и твердой фазы, наблюдается диффузия компонента к внутренней поверхности пленки. Когда полимерная пленка в результате
Ткап to-время растворения капсулированных и некапсулированных гранул, соответственно растворения полностью исчезнет твердая фаза растворяется уже при непосредственном контакте с растворителем. В случае растворения оболочек, изготовленных из поливинилового спирта, наблюдаются макроскопические дефекты пленок (трещины), получаемые за счет действия осмотического давления, что приводит к срыванию капсул из данного соединения.
Из графиков видно, что с увеличением массы плёнок скорость растворения гранул карбамида уменьшается.
Результаты проведенных выше исследований показали возможность формирования полимерных оболочек как из водных растворов полимеров, так и из полиакриламида путем проведения полимеризации на поверхности частиц в тарельчатом грануляторе.
С целью прогнозирования рациональных режимно-технологических параметров проведения процесса агломерирования мелкодисперсного материала в тарельчатом грануляторе и подтверждения результатов его математического моделирования в данной работе исследованы периодический и непрерывный процессы гранулирования карбоната натрия и сульфата калия с размером частиц dcp = 0,241мм и 0,182мм, соответственно.
Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, схема которой изображена на рис.4.3.1. Основным аппаратом установки является тарельчатый гранулятор с диаметром тарели 220 мм и высотой борта 50 мм. В приводе гранулятора применен электродвигатель постоянного тока, что позволило плавно регулировать число оборотов. Данный процесс осуществлялся при постоянной подаче гранулируемого материала и изменяющемся удельном расходе связующего (q) 0,1-ь0,2кг/кг порошка. В качестве связующего использовались водные растворы силиката натрия. Связующее в гранулятор подавали при помощи насоса-дозатора через дисковый распылитель. Угол наклона тарели (а) изменяли от 55 до 75, частоту вращения (п) от 0,75 до 0,917 с"1.
Методика проведения эксперимента по исследованию периодического процесса гранулирования заключалась в следующем. Предварительно проводился ситовый анализ исходного продукта с целью определения гранулометрического состава сыпучего материала. Метод основан на механическом разделении частиц по крупности. Материал загружался на сито с ячейками диаметром 1 мм и путем встряхивания, вибрации разделялся на две части — остаток и проход.
Похожие диссертации на Моделирование процессов агломерирования и капсулирования дисперсных материалов в полимерные оболочки в тарельчатом грануляторе
