CC BY
22
УДК 621.22-278 ББК 31.56 Г-46
Заславец Александр Алексеевич, соискатель кафедры машин и аппаратов пищевых производств Кубанского государственного технологического университета, т.: (861)2752279;
Схаляхов Анзаур Адамович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологий, машин и оборудования пищевых производств ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет», т.: (8772)570412;
Кошевой Евгений Пантелеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой машин и аппаратов пищевых производств Кубанского государственного технологического университета, т.: (861) 2752279;
Косачев Вячеслав Степанович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры машин и аппаратов пищевых производств Кубанского государственного технологического университета, т.: (861) 2752279;
Кошевая Софья Евгеньевна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры информатики Кубанского государственного технологического университета, т.: (861) 2752279.
ГИДРАВЛИКА РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТЕЧЕНИЯ ВНУТРИ МЕМБРАНЫ КОНТАКТОРА
(рецензирована)
В работе проведен анализ влияния движения потока внутри мембраны с применением рециркуляционного насоса.
Ключевые слова: эмульсия, мембрана, рециркуляционный насос, мембранный модуль, гидравлика процесса.
Zaslavets Alexander Alexeevich, seeker of the Department of Machines and Equipment for Food Production, Kuban State Technological University, tel.: (861) 2752279;
Skhalyakhov Anzaur Adamovich, Doctor of Technical Sciences, associate professor, professor of the Department of Technology, Machinery and Equipment for Food Production of FSBEI HPE "Maikop State Technological University”, tel.: (8772) 570412;
Koshevoy Eugenii Panteleevich, Doctor of Technical Sciences, professor, head of the Department of Machines and Equipment for Food Production, Kuban State Technological University, tel.: (861) 2752279;
Kosachev Vyacheslav Stepanovich, Doctor of Technical Sciences, professor, professor of the Department of Machines and Equipment for Food Production, Kuban State Technological University, tel.: (861) 2752279;
Koshevaya Sophia Eugenievna, Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Department of Computer Science of the Kuban State Technological University, tel.: (861) 2752279.
HYDRAULICS OF THE RECIRCULATION FLOW INSIDE THE CONTRACTOR MEMBRANE
(Reviewed)
The article analyzes the influence of the flow movement inside the membrane using a recirculation
pump.
Keywords: emulsion, membrane, recirculation pump, membrane module, hydraulics of the process.
Мембранное эмульгирование - эффективный процесс получения эмульсий [1-3]. Однако одним из недостатков мембранного эмульгирования является низкая объемная концентрация получаемой капельной структуры. В работе [4] для повышения концентрации эмульсии используется техническое решение с использованием рециркуляционного насоса, который подаёт часть полученной эмульсии в сплошную фазу.
Целью данной работы является анализ влияния движения потока внутри мембраны с применением рециркуляционного насоса.
Схема потоков при рециркуляции представлена на рисунке 1.
Материальный баланс для этого случая:
Qli = Qlo + aQ (1)
где QL1 - расход эмульсии на выходе из мембраны, м /с; QL0 - расход сплошной фазы на входе в мембрану, м3/с; AQ - количество фильтрата на выходе из мембраны, м3/с.
Объёмная доля дисперсной фазы эмульсии:
Дб
8 =
бьо + Дб
Концентрационный баланс:
(вы - бр )'8р = бы-8 + бР 8 (3)
где Ор - количество рециркулируемого количества готовой эмульсии, подаваемого на вход мембраны, м3/с; 8р - объёмная доля дисперсной фазы эмульсии с учётом рециркуляции.
Количество рециркулируемого количества готовой эмульсии, подаваемого на вход мембраны будем определять по формуле:
бР = бЫ1 * % (4)
где доля рециркуляции.
Рис. 1. Схема потоков мембранного модуля при использовании схемы с рециркуляционным насосом
С учётом (2) и (4) выражение (3) можно записать:
Qp ( AQ
% I О^о + ДО
+ Ор
AQ
О^о + ДО
Ор
%
- Ор
(5)
Или, окончат е ль но преобразовав:
V быо + Дб у
8Р =
(6)
-1
к% у
Зависимость объёмной доли дисперсной фазы эмульсии от доли рециркуляции представлена на рисунке 2.
Очевидно, что при значительной доле рециркуляции концентрация возрастает и при этом, как следствие, происходит уменьшение выхода готового продукта.
Способ рециркуляции через насос имеет так же существенный недостаток - дробление капель в насосе и получение неравномерного распределения капель по размерам.
Рис. 2. Зависимость объёмной доли дисперсной фазы от доли рециркуляции при использовании рециркуляционного насоса
Литература:
1. Charcosset C. Membrane processes in biotechnology: an overview // Biotechnol. Adv. 2006. №24. P. 482-492.
2. Заславец А.А., Кошевой Е.П., Косачев В.С. Процесс мембранного эмульгирования // Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах («ЭПАХ1III-2011»): материалы Междунар. научно-техн. интернет-конф. Воронеж, 2011. С. 53-57.
3. Моделирование мембранного процесса формирований нано- и миниэмульсий / Х.Р. Блягоз [и др.] // Новые технологии. 2011. №2. C. 15-17.
4. Vladisavljevicr G.T., Williams R.A. Recent developments in manufacturing emulsions and particulate products using membranes // Adv. Colloid Interface Sci. 2005. №1. P. 113.
References:
1. Charcosset C. Membrane processes in biotechnology: an overview // Biotechnol. Adv. 2006. №24. P. 482-492.
2. Zaslavets A.A., Koshevoy E.P., Kosachev V.S. The process of membrane emulsification // Energy-saving processes and machines in food and chem. Production (EPAHPP-2011): materials of Intern. Scientific and Technical Internet conference. Voronezh, 2011. P. 53-57.
3. Simulation of the membrane process of formation of nano-and mini emulsions / H.R. Blyagoz [and oth.] //New Technologies. 2011. №2. P. 15-17.
4. Vladisavljevicr G.T., Williams R.A. Recent developments in manufacturing emulsions and particulate products using membranes // Adv. Colloid Interface Sci. 2005. N1. P. 113.
