Процессы и противоточные конвективно-массообменные аппараты для фазоселективной сорбции, экстрагирования и тепловой обработки в системе "тонкодисперсное твердое тело – жидкость" - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук ПРОЦЕССЫ И ПРОТИВОТОЧНЫЕ КОНВЕКТИВНО-МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ФАЗОСЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ, ЭКСТРАГИРОВАНИЯ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ В СИСТЕМЕ «ТОНКОДИСПЕРСНОЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ» Работа выполнена в Дагестанском научно-исследовательском институте пищевой промышленности Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Антипов Сергей Тихонович доктор технических наук, профессор Дворецкий Станислав Иванович доктор технических наук, профессор Данилин Серафим ВладимировичТехнологические процессы в системе «твердое тело - жидкость» проводятся двумя основными способами: статическим, когда взаимодействие твердых частиц происходит одновременно со всем объемом раствора; и динамическим, который осуществляется в колонке путем фильтрования исходного раствора или экстрагента через слой сорбента или экстрагируемого материала. Широко используемый на практике статический способ включает приготовление суспензии сорбентов (экстрагируемого материала), подачу ее в реактор, перемешивание в реакторе, длительный отстой, декантацию с осадка, фильтрацию, удаление осадка и очистку реактора. Таким образом, здесь затруднен внешний конвективный перенос компонента в жидкости между частицами сорбента, а время внутреннего переносу компонента в частицах является высоким и часто лимитирует процесс. Скорость движения обрабатываемой жидкости в этих схемах ограничивается скоростью осаждения частиц сорбента в данной среде, которая пропорциональна разности плотностей сорбента и жидкости и квадрату эквивалентного диаметра частиц dr2. Основой создания ряда новых ресурсосберегающих процессов и конкурентоспособной аппаратуры для систем «тонкодисперсная твердая фаза - жидкость» является научно обоснованное применение метода взаимодействия потоков концентрированной суспензии тонкодисперсных твердых частиц и обрабатываемой жидкости (суспензии), разделенных проницаемой для жидкой фазы перегородкой, при интенсивном конвективном массообмене между потоками взамен традиционного проведения непосредственного взаимодействия твердых частиц и жидкости.При этом поток с концентрацией компонента c1(0, t) = с1вх подается через клапан 4 в канал 1, фильтруется через проницаемую перегородку 3, создавая поток в канале 2, который с концентрацией c2(0, t) = с2вых отводится через открытый клапан 7. При этом поток с концентрацией c2(l, t) = с2вх, где l - длина канала, подается через клапан 6 в канал 2, фильтруется через перегородку 3, создавая поток в канале 1, который с концентрацией c1(l, t) = с1вых отводится через открытый клапан 5. При этом поток с концентрацией компонента с1вх подается через клапан 8 в канал 1, фильтруется через проницаемую перегородку 4, «проходит» сквозь поток в канале 3, фильтруется через проницаемую перегородку 5, создавая поток в канале 2, который с концентрацией с1вых отводится через открытый клапан 7. При этом поток с концентрацией с1вх подается через клапан 9 в канал 2, фильтруется через перегородку 5, «проходит» сквозь поток в канале 3, фильтруется через проницаемую перегородку 4, создавая поток в канале 1, который с концентрациями с1вых отводится через открытый клапан 6. Обогащенная компонентом суспензия сорбента с концентрациями компонента в твердой и жидкой фазах авх и свх из канала 2 массообменника через клапан 7 направляется на вход реактора, в котором компонент из жидкой фазы суспензии сорбируется на частицах сорбента.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: Монография: Алиев М.Р. Противоточные конвективно-массообменные аппараты для систем «тонкодисперсная твердая фаза - жидкость» в фазоселективных процессах сорбции, экстрагирования и тепловой обработки / Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2009. - Деп. в ВИНИТИ 04.05.09, № 279-В2009.- ил. - Библиогр. 90 назв. - Рус. - 64 с.

Научные статьи в журналах, рекомендуемых ВАК: Алиев М.Р. Распределение давлений при турбулентном течении жидкости в длинном канале со стенками из фильтроткани / Алиев Р.З. // Теоретические основы химической технологии. - 1997.- т. 31.- № 1.- С. 102 - 104.

Алиев М.Р. Конвективный массоперенос в коллекторно-дренажной системе / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.Р. // Математическое моделирование. - 1998. - т. 10. - № 7. - C. 48 - 60.

Алиев М. Р. Математическая модель гидравлики и массообмена потоков суспензии и жидкости в мембранно - пульсационном массообменнике для сорбционных процессов / Алиев М.Р., Алиев Р. З., Константинов Е. Н., Алиев А. Р. // Известия вузов. Пищевая технология. - 1999. - № 4. - С. 54 - 57.

Алиев М.Р. Модуль реактор - массообменник для сорбции в системе «тонкодисперсный сорбент - жидкость» / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.Р. // Виноград и вино России. - 1999.- № 5.- С. 25 - 29.

Алиев М.Р. Течение жидкости в длинных смежных каналах, разделенных проницаемой перегородкой / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.Р. // Теоретические основы химической технологии. - 1999. - т. 33, № 1. - С. 23 - 29.

Алиев М.Р. Исследование и расчет статической сорбции для систем «тонкодисперсный сорбент - жидкость» с изотермой Фрейндлиха / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Константинов Е.Н., Алиев А.Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1999. - № 4. - C. 57 - 61.

Большаков О. В. Математическая модель клапанно-пульсационного массообменника для обработки пищевых гетерогенных продуктов / Большаков О. В., Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2000. - № 4.- C. 7 ? 13.

Алиев Р. З. Математическая модель гидравлики и массообмена пульсирующих потоков суспензий в проницаемых смежных каналах / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Химическая промышленность. - 2000. - № 5. - C. 22 ? 33.

Алиев М. Р. Динамика сорбции в модуле реактор - массообменный аппарат / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р. // Теоретические основы химической технологии. - 2001.- т. 35.- № 3. - C. 288 ? 297.

Алиев Р. З. Исследование конвективного массообмена между дисперсными потоками в клапанно-пульсационном аппарате с проницаемой перегородкой / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Журнал прикладной химии. - 2001. - т. 74. - № 12. - C. 2006 ? 2012.

Алиев Р. З. Экспериментальное исследование конвективного массопереноса в клапанно-пульсационном массообменнике для гетерогенных пищевых продуктов/ Алиев Р. З., Алиев М. Р., Большаков О. В., Алиев А. Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 2. - C. 13 - 17.

Алиев Р. З. Расчет конвективного теплообмена между потоками гетерогенных пищевых продуктов в клапанно-пульсационном теплообменнике / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 3. - C. 19 ? 24.

Алиев М. Р. Аппаратурная схема и математическая модель фазоселективной сорбционной обработки жидкой фазы гетерогенного пищевого продукта / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р.// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 6. - C. 48 - 53.

Алиев А. Р. Конвективный теплообмен между потоками тонкодисперсных сред в смежных каналах с проницаемыми стенками / Алиев А. Р., Алиев М. Р., Алиев Р. З. // Теплоэнергетика. - 2002. - т. 49. - № 6. - C. 64 ? 69.

Aliev M. R. Study of turbulent flow in a long permeable channel / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R. // Chemical Engineering and Technology. - 2002. - Vol. 25.- No 7.- P. 735 ? 737.

Алиев Р. З. Селективный нагрев жидкой фазы биосуспензии винопродукта / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 8. - C. 15 ? 19.

Алиев Р. З. Селективный нагрев твердой фазы биосуспензии пищевого продукта / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р., Большаков О. В.// Хранение и переработка сельхозсырья.- 2002.- № 10.- с. 7 - 12.

Алиев М. Р. Фазоселективная сорбционная технология. Изотермы адсорбции на биосорбенте полифенолов и тяжелых металлов из жидкой фазы алычовой пульпы / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р.// Хранение и переработка сельхозсырья.- 2002.- № 11.- C. 42 - 43.

Алиев М. Р. Фазоселективная адсорбция полифенолов и тяжелых металлов из алычовой пульпы / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р., Большаков О. В.// Пищевая промышленность.- 2002.- № 11.- C. 34 - 35.

Алиев Р. З. Малооперационная технология непрерывной фазоселективной термовинификации / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Виноделие и виноградарство.- 2002.- № 6.- C. 14 - 15.

Алиев Р. З. Непрерывная фазоселективная тепловая обработка гетерогенных пищевых продуктов / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 12.- C. 53 - 54.

Алиев Р. З. Непрерывный селективный нагрев сплошной фазы дисперсной среды в модуле нагреватель - массотеплообменный аппарат / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р. // Журнал прикладной химии. - 2002. - т. 75. - № 12. - C. 2021 ? 2025.

Алиев Н. А. Тонкая очистка вин на герметичном сепараторе Г9-ВВЦГ / Алиев Н. А., Алиев Р. З., Алиев М. Р., Мамедов И. С., Магомедов З. Б., Гафуров И. А., Гаджиев М. И., Мелихов В. Г.// Виноделие и виноградарство. - 2003. - № 3. - C. 17.

Алиев М. Р. Непрерывный селективный нагрев твердой фазы дисперсной среды / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р.// Теоретические основы химической технологии. - 2003. - т. 37. - № 1. - C. 27 ? 33.

Aliev R. Z. Dynamics of nonstationary sorption from food liquids in reactor - mass exchanger unit / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R., Bolshakov O. V. // Journal of Food Engineering. - 2003. - Vol. 56. - No 4. - P. 377 ? 385.

Алиев Р. З. Непрерывная фазоселективная тепловая обработка гетерогенных пищевых продуктов. Расчет тепловых параметров модуля / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р.// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 3. - C. 12 ? 14.

Алиев М. Р. Исследование фазоселективной сорбции полифенолов и тяжелых металлов из жидкой фазы плодово-ягодной пульпы / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р., Большаков О. В.// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 3. - C. 14 ? 19.

Алиев М. Р. Фазоселективная сорбционная технология. Расчет сорбции из пульпы для систем с изотермой Генри / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р. // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - 2003. - № 2-3. - с. 80 - 82.

Алиев Р. З. Непрерывная фазоселективная термовинификация. Тепловые параметры модуля / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р., Романюк Н. М.// Виноделие и виноградарство. - 2003. - № 6. - C. 32 - 33.

Алиев А. Р. Конвективный теплообмен между потоками тонкодисперсных сред в клапанно-пульсационном теплообменнике / Алиев А. Р., Алиев М. Р., Алиев Р. З.// Теплоэнергетика. - 2003. - т. 50. - № 12. - C. 57 ? 64.

Алиев Р. З. Селективная тепловая обработка жидкой фазы суспензии в модуле «теплообменник - массообменник» / Алиев Р. З. , Алиев М. Р., Алиев А. Р.// Химическая промышленность сегодня. - 2003. - № 12. - C. 31 ? 44.

Aliev M. R. Investigation of liquid flow in adjacent permeable conduits/ Aliev M.R., Aliev R.Z., Aliev A.R. // 19Chemical Engineering and Technology. - 2004. - Vol. 27. - No 2. - P. 154 ? 159.

Алиев М. Р. Массообмен между потоками тонкодисперсных сред под действием знакопеременного перепада давления в каналах, разделенных проницаемой перегородкой / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р.// Теоретические основы химической технологии. - 2004. - т. 38. - № 2. - C. 140 ? 150.

Алиев А. Р. Теплообмен тонкодисперсных потоков в каналах, разделенных проницаемой перегородкой / Алиев А. Р., Алиев М. Р., Алиев Р. З. // Теплофизика высоких температур. - 2004. - т. 42. - № 3. - C. 469 ? 476.

Алиев Р. З. Конвективный массообмен между потоками тонкодисперсных сред в клапанно-пульсационном массообменном аппарате / Алиев Р. З., Алиев М. Р., Алиев А. Р.// Журнал прикладной химии. - 2004. - т. 77. - № 6. - C. 961 ? 970.

Aliev R. Z. Convective mass exchange between flows in a valve-pulsatory apparatus with permeable partition / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R. // 19Chemical Engineering Science. - August 2004. - Vol. 59. - No 16. - P. 3441 ? 3449.

Aliev M. R. A mathematical model for convective mass and heat transfer between flows of finely dispersed food media in adjacent channels with a permeable wall / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R., Bolshakov O. V.// Journal of Food Engineering. - 2004 (December). - Vol. 65. - No 3. - P. 341 ? 348.

Aliev A. R. Mathematical model of convective heat transfer between flows of finely dispersed media in adjacent channels with permeable walls / Aliev A. R., Aliev M. R., Aliev R. Z. // 19Heat and Mass Transfer. - December 2004. - Vol. 41. - No 2. - P. 118 ? 126.

Aliev R. Z. Mathematical model of convective mass transfer between flows of finely dispersed food media in adjacent channels with permeable walls / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R.// 19Journal of Food Technology. - 2005. - Vol. 3. - No 1. - P. 92 ? 100.

Алиев М. Р. Параметры фазоселективного экстрагирования пищевых дисперсий в линии реактор - противоточный массообменник / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиев А. Р.// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. - № 5. - C. 24 ? 27.

Aliev M. R. Continuous selective heating of the solid phase of a dispersion medium in a unit constituted by heater and valve-pulsed mass-heat-exchange apparatus / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R.// 19Chemical Engineering Science. - 2005. - Vol. 60. - No 13. - P. 3599 ? 3608.

Aliev R. Z. Permanent selective heating of the continuous phase of a dispersion food medium / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R., Bolshakov O. V. // 19Journal of Food Engineering. - 2006. - Vol. 76. - No 3. - P. 402 ? 410.

Алиев М.Р. Фазоселективное ионообменное извлечение винной кислоты из коньячной барды / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Кайшев В.Г. // Виноделие и виноградарство. - 2007. - №5. - C.22-24.

Алиев М.Р. Расчет массообмена между тонкодисперсными суспензиями в аппарате с проницаемой перегородкой с учетом быстрой межфазной массоотдачи в потоках / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А. Р. // Известия вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 1. - C. 105-110.

Алиев М.Р. Расчет процесса извлечения компонента из твердой фазы в жидкую фазу в противоточном массообменном аппарате с известным коэффициентом массопередачи / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.Р.// Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2008. - № 5. - C. 94 - 98.

Алиев М.Р. Гидравлика и массообмен в трехканальном противоточном конвективно-массообменном аппарате для систем «тонкодисперсная твердая фаза - жидкость» // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2009. - № 2-3. - С. 85-88.

Патенты РФ на изобретения

Установка для фазоселективной адсорбции или ионообмена компонента из текучей дисперсной или жидкой среды и способ фазоселективной адсорбции или ионообмена компонента из текучей дисперсной или жидкой среды (варианты) / Алиев М. Р., Алиев Р. З. , Алиев А. Р. - Патент РФ № 2298425, Опубл. 10.05.2007. - Бюл. № 13.

Установка для фазоселективного экстрагирования в системе твердое тело - жидкость и способ фазоселективного экстрагирования в системе твердое тело - жидкость / Алиев М. Р., Алиев Р. З. , Алиев А. Р. - Патент РФ № 2344866, Опубл. 27.01.2009. - Бюл. № 3.

Материалы конференций

Алиев М.Р. Математические модели гидравлики для мембранно-пульсационной сорбции / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Константинов Е.Н // Тезисы докладов Международной научной конференции «Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК», Краснодар, 1997. - C. 184.

Алиев М. Р. Кинетические параметры сорбционных процессов стабилизации вин и напитков / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Константинов Е. Н. // Сборник научных трудов III Международной конференции молодых ученых и специалистов «Использование достижений современной науки в виноградарстве и виноделии», т. 2, Ялта, 1998. - C. 63 - 68.

Алиев М.Р. Новый модуль реактор - массообменник для систем «тонкодисперсный сорбент - жидкость» / Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.Р., Мудунов Э.Г. // Достижения и современные проблемы развития науки в Дагестане. Тезисы докладов Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН 21-25 мая 1999 г. (Естественные науки), Махачкала, 1999. - C. 74 - 75.

Алиев М. Р. Малооперационная технология селективной обработки фаз гетерогенных пищевых продуктов / Алиев М. Р., Алиев Р. З.// Тезисы докладов Международной научной конференции «Прогрессивные пищевые технологии - третьему тысячелетию» (Краснодар, 19 ? 22 сентября 2000 года). - Краснодар, 2000. - C. 86-88.

Алиев Р. З. Новые технологии, процессы и оборудование переработки выжимки и осадков виноделия, получения винных дистиллятов и криоконцентратов/ Алиев Р. З., Алиев М. Р., Мамедов И. С., Алиев А. З., Габибов А. А., Мудунов Э. Г., Гасанов Г. К., Алиев А. Р. // ВУЗ и АПК: задачи, проблемы и пути решения. - Махачкала: ДГСХА, 2002, с. 352 - 354.

Aliev M. R. New heat and mass transfer processes in two-phase flows / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R. // Proceedings of the International Symposium on Multiphase Flow and Transport Phenomena (MFTP-2000), Antalya, Turkey, 5 ? 10 November 2000.-P. 47-48.

Алиев М. Р. Новая технология криоконцентрирования биологически активных веществ / Алиев М. Р., Алиев Р. З., Алиева Э. Р., Мамедов И. С., Гасанов Г. К.// Материалы международной научной конференции «Биохимия - медицине» (Махачкала, 5 ? 6 июня 2002). - Махачкала: ДГМА, 2002. - C. 201 ? 202.

Алиев М. Р. Фазоселективная биотехнология получения препаратов биоактивных веществ винограда/ Алиев М. Р., Алиева Э.Р., Алиева К.А., Алиев Р.З., Васильева Р.И., Алиев А.Р., Алиев А.З., Большаков О.В., Фомичев В.М. // Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 12 ? 13 сентября 2002). - Ставрополь: Сев. Кав. ГТУ, 2002. - C. 82 - 84.

Алиев М.Р. Фазоселективные биотехнологические методы обработки гетерогенных пищевых систем/ Алиев М.Р., Алиев Р.З., Алиев А.З., Большаков О.В., Алиев А.Р., Васильева Р.И., Мудунов Э.Г.// Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 12 ? 13 сентября 2002). - Ставрополь: Сев. Кав. ГТУ, 2002. - C. 88 - 90.

Aliev A. R. Convective heat transfer in valve-type pulsating-flow heat exchanger with a convectively permeable surface / Aliev A. R., Aliev M. R., Aliev R. Z.// International Symposium on “Transient Convective Heat and Mass Transfer in Single and Two-Phase Flows” Trcon-2003. Cesme, Turkey, August 17 - 22, 2003.- P.342.

Aliev R. Z. Experimental investigation of convective mass exchange between dispersed flows in valve-pulsatory apparatus with permeable partition / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R.// 4-th International Symposium on “Turbulence, Heat and Mass Transfer” THMT-2003. Antalya, Turkey, October 12 - 17, 2003. - P. 86.

Aliev M. R. Continuous phase selective sorption and heat treatment of the hetero phase food medium / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R., Bolshakov O. V.// 9 International Congress on Engineering and Food. Montpellier, France, March 7 - 11, 2004. - P.132.

Aliev M. R. Selective heating of dispersed phase in multiphase flow / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R.// 3 International Symposium on “Advances in Computational Heat Transfer” CHT-04, Kirkenes and Bergen, Norway, April 19-24, 2004. - P.247.

Aliev R. Z. Selective heating of dispersed food products / Aliev R. Z., Aliev M. R., Aliev A. R., Bolshakov O. V.// 1st International Conference of International Commission of Agricultural Engineering (CIGR) Section VI on “Bioproducts Processing and Food Safety”, 11 - 14 October, 2004, Beijing, China.- P.96.

Aliev M. R. Continuous selective heating of the solid phase of a dispersion food medium in a unit constituted by heater and valve-pulsed mass-heat-exchange apparatus / Aliev M. R., Aliev R. Z., Aliev A. R.// Conference on “Food Innovations for an Expanding Europe” EFFOST 2004, 26 - 29 October, 2004, Warsaw, Poland. - P. 178.

Размещено на .ru