Cтраница 2
![]() |
Структура эффектов пятого уровня иерархии процесса кристаллизации. [16] |
Пятый уровень иерархической структуры процесса массовой кристаллизации из растворов составляет совокупность явлений, которые определяют гидродинамическую обстановку в масштабе кристаллизатора. Непосредственно конструктивными особенностями кристаллизатора определяются подвод внешней механической энергии ПВМЭ ( дуга 1), идущей на создание ( дуга 4) механического перемешивания в системе МехП, и подвод ( или отвод) тепловой энергии ПТЭ ( дуга 3), связанный с конструктивными особенностями теплообменных устройств и режимом подачи теплоносителей. [17]
![]() |
Структурная схема непрерывной кристаллизации. [18] |
Изучение в лабораторных условиях закономерностей процесса массовой кристаллизации при периодическом режиме его проведения обладает рядом недостатков. Основной из них состоит в том, что в процессе периодической кристаллизации наблюдается изменение условий роста кристаллов в результате понижения температуры раствора. Это значительно усложняет анализ результатов экспериментальных исследований. [19]
Для определения оптимальных технологических параметров процесса массовой кристаллизации вещества из раствора и его аппаратурного оформления необходимо знать растворимость вещества, а также термохимические, гидродинамические, кинетические и коррозионные данные. [20]
Реальные кристаллы, получаемые в процессе массовой кристаллизации, по своему строению существенно отличаются от идеальных, выращенных в условиях близких к равновесным. Разупорядоченность кристаллической решетки в момент образования твердой фазы может быть настолько велика, что твердая частица скорее представляет собой аморфную массу, чем геометрическое тело с определенным порядком расположения ионов. Дефекты кристаллической решетки оказывают большое влияние на ее структуру и следовательно на физико-химические и физико-механические свойства материала. В процессе старения эти дефекты частично аннигилируют, их концентрация уменьшается. Процесс аннигиляции существенно зависит от внешних условий - температуры, влажности, материала, напряженности его состояния, наличия электромагнитных полей. Однако большая часть дефектов сохраняется значительное время; они обусловливают специфику свойств данного материала при заданном постоянном химическом составе. [21]
Рассмотрим изменение дисперсности кристаллов в процессе нестационарной массовой кристаллизации. Это изменение может происходить за счет роста частиц, их разрушения или агломерации, а также за счет внесения кристаллов извне. [22]
На рис. IV-2, а изображен процесс фракционной массовой кристаллизации бинарного расплава эвтектического типа, компоненты которого взаимно нерастворимы в твердом состоянии. В поле / при равновесной кристаллизации образуются кристаллы чистого компонента А, а в поле II - кристаллы компонента В. При реальной же кристаллизации и в данном случае невозможно получить практически чистые компоненты за один прием. Так, при фракционной кристаллизации расплава концентрацией Ск при температуре 1Ф получаются кристаллы концентрацией С к, несколько меньше равновесной Ск 1, главным образом - вследствие захвата маточника кристаллами. [23]
В проекте проведено исследование и моделирование процесса массовой кристаллизации в производстве лимонной кислоты. Найден оптимальный режим охлаждения смеси при крисгаллизации, что позволило увеличить выход продукта за счет снижения содержания примеси в кристаллах и сокращения длительности процесса. Кроме того, в мембранном биореакторе непрерывного действия и в периодическом биореакторе отработана новая технология получения лимонной и молочной кислот. На основании расчетов было получено, что производительность мембранного биореактора, работающего в непрерывном режиме, в 2 раза больше производительности периодического реактора. Были проведены теоретические исследования стрессовых воздействий на клетки микроорганизмов, растительных и животных тканей. Разработана формальная классификация стрессовых воздействий. Было выделено три основных вида стресса: стресс под влиянием параметров культивирования, химический стресс, механический стресс. Разработана новая технология производства Ештуральной пищевой уксусной кислоты высокого качества биотехнологическим способом из отходов переработки плодового сырья и некондиционных плодов, одной из стадий которой является гидролиз крахмала и целлюлозы. Отработаны и оптимизированы две аппаратурно-технологические схемы получения пищевого уксуса: глубинная ( непрерывная) схема и поверхностная ( периодическая) циркуляционная схема. Разработана высокоэффективная технология получения этанола из крахмала в колонном биореакторе с использованием иммобилизованной полиферментной системы. Создан пилотный реактор с иммобилизованной полиферментной системой. Проведена оптимизация его работы с помощью математического моделирования. Исследовано влияние различных параметров на производительность процесса и степень конверсии крахмала в этанол. Разработана математическая модель непрерывных процессов биосинтеза лимонной и молочной кислот, проходящих в мембранном биореакторе с вынесенным мембранном модулем. Разработан пакет прикладных программ для проектирования, контроля и управления процессами биосинтеза в биореакторе в периодическом и непрерывном режимах. Выданы рекомендации по конструктивным особенностям мембранного биореактора в Государственный НИИ биосинтеза белковых веществ. Внедрен комплекс программ по расчету мембранного биореактора и приняты рекомендации по его использованию в ОАО НПФ Пигмент, Санкт-Петербург. [24]
Отметим, что феноменологическая теория описания процесса массовой кристаллизации, рассмотренная выше, соответствует частному случаю, когда можно принять r / sV V r - 0, IV-0, П ы - 0, что означает пренебрежение импульсом дисперсных частиц, пересекаемых границей выделяемого микрообъема dV, пренебрежение флкжтуационным переносом импульса пульсационного движения в дисперсной и несущей фазах; / / sV / Vftr-0, Х: V ip A / AUi Ii - - - 0 - пренебрежение энергией частиц, пересекаемых границей выделяемого микрообъема dV, по сравнению с теми же величинами для частиц, целиком находящихся в этом же микрообъеме dV, пренебрежение флюктуационным переносом энергии пульсационного движения в фазах; pi AcIfcAUi / i - 0 - пренебрежение флюктуационным переносом компонента; гА / () А т ] ( г) г - пренебрежение флкжтуациями скорости роста кристалла. [25]
В связи со сложностью математических моделей процессов массовой кристаллизации в аппаратах данного типа ( описываемых системой уравнений в частных производных) методы оптимизации, примененные к кристаллизаторам типа MSMPR, очень трудоемки в применении к рассматриваемым аппаратам. [26]
Следует отметить, что изогидрнческие условия процесса массовой кристаллизации выполняются лишь тогда, когда число центров кристаллизации на единицу объема раствора достигает определенной ( критической) концентрации. [27]
На основании математической модели был проведен расчет процесса массовой кристаллизации при циклической выгрузке кристаллов. В табл. 3.1 приведен пример1 моделирования работы аппарата. Однако, зная содержание твердой фазы в стационарном состоянии, можно в начальный период процесса не производить выгрузки до тех пор, пока в аппарате не окажется достаточно продукта. Таким путем можно значительно сократить время выхода кристаллизатора на установившийся режим работы. [28]
Для выяснения механизма действия ПАВ на результат процесса массовой кристаллизации необходимо изучить их влияние на отдельные стадии процесса: образование зародышей, в том числе при наличии твердой подкладки, и рост кристаллов, а также определить адсорбционные свойства веществ по отношению к ПАВ. [29]
Однако при росте большого количества кристаллов в процессе массовой кристаллизации появляется еще один фактор, не влияющий на рост монокристаллов - процесс агломерации. Кристаллы первоначально возникают как отдельные монокристаллы, а затем два или более кристалла срастаются, образуя агломерат. [30]