Ресурсосберегающая и экологически безопасная технология процесса капсулирования твердофазных и жидкофазных продуктов (1091175), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

от дизельного топлива.115Водную фазу дополняли водосвязывающими добавками, предложенными в[3, 14]: магнезиально-железистой (2% масс. каустического магнезита + 0,5%масс.Fе2О3)имагнезиально-железисто-сульфатной(1,5%масс.каустического магнезита + 0,5% Fе2О3 + 0,5% масс. сульфата аммония),связывающих от 6 до 12 молекул воды за счет образования двойных солей сионами Fе+2, Mg+2, Fe+3.Пропиткупроизводилиследующимобразом:навескугрануламмиачной селитры массой 100 г помещали в бюретку, установленнуювертикально в штативе.

Для предотвращения закупоривания крана бюретки вначале в нее засыпали 5-6 крупных гранул. Затем эмульсию массой 50 г прикомнатной температуре заливали в бюретку на 4 см выше уровня аммиачнойселитры. Оставшуюся эмульсию оставляли в стаканчике и ставили под кранбюретки. Пропитку проводили в течение 20 минут. После открывали кранбюретки, сливали жидкость в течение 1 часа и измеряли массу невпитавшейся в гранулы эмульсии.После пропитки производили контроль следующих характеристикаммиачнойселитры:впитывающаяспособность(маслопоглощение),удерживающая способность и статическая прочность.Впитывающую способность определяли по формуле:X ( M 1  M 2 )  100,M  M 1 M 2 (3.4)где M1 - масса эмульсии до пропитки гранул; M2- масса эмульсии послепропитки гранул; M - масса навески пористой аммиачной селитры.Опыт проводили дважды и фиксировали среднее значение.Удерживающуюспособностьопределялиследующимобразом:пропитанные гранулы извлекали из бюретки, выкладывали в один слой налисте фильтровальной бумаги и прокатывали слой между двумя листами дляудаленияизбыткадизельноготопливас поверхностигранул.Принеобходимости прокатывание повторяли до тех пор, пока на листахфильтровальнойбумагиоставалисьследыорганическоговещества.116Процентное содержание удерживаемого количества эмульсии определяли поразности масс гранул, пропитанных эмульсией, и чистых (исходных).Статическую прочность гранул измеряли на приборе ИПГ-1М поГОСТ 21560.2-82.Циклынагрев-охлаждениеосуществляли,помещаягранулывсушильный шкаф на 15 минут, и остужая при комнатной температуре.Результаты экспериментов по пропитке эмульсией дизельного топливапредставлены в табл.

3.3. Для сравнения приведены данные пропитки гранулпористой аммиачной селитры чистым дизельным топливом. Пропитка иопределениехарактеристикпроводилисьпометодикам,идентичнымописанным выше.Табл. 3.3. Характеристики гранул аммиачной селитры после пропиткиводной эмульсией дизельного топлива.ГранулыПАС,пропитанныечистым ДТНаименование показателяВпитывающая способностьпо отношению к дизельномутопливу, %, не менееУдерживающая способностьпо отношению к дизельномутопливу, %, не менееСтатическая прочностьгранул, н/гранулу, не менееКоличество термическихциклов нагрев↔охлаждение-20↔+60 оС с уменьшениемстатической прочностигранул в 2 разаСоотношение фаз вода:дизельноетопливо1:71:9232426101013151618181825Таким образом, предложенный способ позволяет использовать гранулыширокодоступнойрядовойаммиачнойселитрыдляизготовленияпромышленных взрывчатых веществ при сохранении основных техническиххарактеристик гранул на уровне пористых аналогов. На основанииприведенных выше результатов подана совместно с А.Л.

Тараном, Ю.А.Таран и А.В. Таран заявка на получение патента РФ [106]. Научнотехническая документация, составленная на основании описанных вышеэкспериментов, передана для использования ЗАО «Нитро Сибирь».117Выводы1.Представлентепловойбаланспериодическогоинепрерывногопроцессов капсулирования.2.На основании теплового баланса составлена расчетная программа,позволяющая определить температуру капсулируемых гранул на любойстадии процесса.3.С помощью расчетной программы определена степень влиянияосновных технологических параметров на температуру гранул.4.Осуществлен процесс капсулирования на лабораторной установке,получены оболочки, пригодные для дальнейшего исследования кинетикирастворимости.Показаноудовлетворительноесогласованиеэкспериментальных и расчетных данных.5.Осуществленпроцессмикрокапсулированияжидкогопродукта,оценены характеристики полученных микрокапсул.6.Рассмотрен способ обработки гранул аммиачной селитры длядальнейшегоиспользованиягранулитов (игданитов).вкачествепромышленногоВВкласса118Глава4.Математическоеописаниеиэкспериментальноеисследование процесса растворения капсулированных гранулСкорость и последовательность выделения в окружающую средуодного или нескольких (в случае комплексного удобрения) веществ черезкапсулирующее покрытие важны при оценке действующей способностиудобрения на разных этапах рабочего цикла существования растения врастениеводстве.

Выделение необходимого для растения компонента наопределеннойстадииразвитиякультурыспособствуетсокращениюколичества вносимого за сезон удобрения, рабочей силы, необходимой дляэтого, а также снижает экологическую нагрузку на поверхностные воды иуменьшает потери удобрения с вымыванием, разложением, нитрификацией,снижает вероятность накопления в сельхозпродуктах нитратов, нитритов,ряда микроэлементов и т.д [107-110].Сцельюкомпонентапрогнозированиячерезоболочкудинамикивысвобождениякапсулированнойгранулыцелевогопредложеноматематическое описание данного процесса и его стадий. Также проведенысерииэкспериментовпорастворениюгранул,покрытыхтонкимиполимерными оболочками.4.1.

«Промокание» гранулы через капсулирующее покрытиеПроцесс растворения гранулы начинается с ее «промокания» - стадии,по окончании которой достигается концентрация насыщения Сн на границегранула-оболочка.Последостижениянаповерхностигранулыконцентрации Сн идет диффузия раствора через оболочку во внешнюю среду.После фиксации начала выделения компонента в объем окружающей средызаканчиваетсяиндукционныйпериодτинд,предшествующийначалурастворения.Если предположить, что толщина капсулирующей оболочки многоменьше размера гранулы, «стенка» оболочки плоская, а перенос массырастворителя стационарный и сопротивление переносу сосредоточено в119«стенке» капсулы, можно определить время (τинд), по истечении котороговнутрикапсулыустановитсяконцентрация,равнаяконцентрациинасыщенного раствора (Сн):4R DЭ2 инд  DЭККdС 4 3 dCR dCК 1 С R DЭdх 3dК3 dR КR К d  3D0КЭCHdC 1 C 0ln(1  C H ) ;(4.1)R Кln(1  C H ) ,3 инд(4.2)3DЭ индКгде Dэк– эффективный коэффициент диффузии в капсуле; R – радиускапсулы; δк – толщина капсулы.Другим предельным случаем является предположение, что отводарастворителя от поверхности гранулы в глубину ее не происходит.

Весьрастворитель идет на образование раствора на внешней поверхностикапсулированной гранулы до тех пор, пока на ней не будет достигнутаконцентрациянасыщения.Такаязадачаописываетсяуравнениеммолекулярной диффузии:2СК  C DЭ; 0  x  К ,x 2C ( x,0)  0; 0  x   К ,C (0, )  1;(4.3)C ( К , ) 0;   0.xРешение такой задачи известно и может быть найдено по номограммам[111] для нахождения температурного поля в неограниченной пластине вграничных условиях первого рода при следующих данных:T0  C0  0; Т  С Н ; Т С  СС  1; 1  Q  C H ;х  0; (1  х / R)  1ПочислономограммамможноопределитьФурье,(4.4)а,знаяэкспериментальное значение индукционного периода, можно определитьэффективный коэффициент диффузии в капсуле:DЭКFo К инд2.(4.5)120Если оболочка капсулянта толстая и радиусом ее кривизны нельзяпренебрегать, то:14r DЭ2КdC 4 3 dCК R 4DЭdr3d dC0RКdrrR3DЭ и ндК3RR RК2d CН0 2 R3 R RК3 индdC 1 C  0инд 4DЭК2 2 R3 R RК К3DЭ1 C4dC R 3113dR RК ln(1  C )  D К НЭ ln(1  C ) .Н(4.6)Для другого предельного случая, когда перенос массы в центре сферыотсутствует и весь растворитель идет на образование раствора внутригранулы, задача формулируется в виде:22 DЭСК  C DЭ2rrК 2C;r 2C (r ,0)  0; R  r  RК ,(4.7)C ( RК , )  1;C ( R, ) 0;   0.rРешение такой задачи также известно и может быть найдено пономограммам [111] для нахождения температурного поля в шаре вграничных условиях первого рода при следующих данных:T0  C0  0; Т  С Н ; Т С  СС  1; 1  Q  C H ; r / R  R / RКПономограммамможноопределитьчислоФурье,(4.8)а,знаяэкспериментальное значение индукционного периода, можно определитьэффективный коэффициент диффузии в капсуле:DЭКFoR К инд2.(4.9)Эффективный коэффициент диффузии через мембрану находилиследующим образом:121- рассевали капсулированные гранулы на фракции по размерам.

Дляэтого гранулы пропускали через сито с определѐнным диаметром отверстий.После разделения проход, т.е. часть гранул, прошедшую через сито,загружали в следующее сито с меньшим диаметром отверстий и повторялиоперацию несколько раз с использованием сит все меньшего размера. Частьзагрузки, оставшуюся в предыдущем сите, собирали в емкость и взвешивали.Таким образом получали несколько фракций с определѐнным весом иразмером гранул и строили функцию распределения гранул по размерам ξ(Ri)(рис.

Характеристики

Список файлов диссертации