Регистрация / Вход
Прислать материал

"Инновационные нанотехнологии в сушке для получения частиц с заданными свойствами"

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.7043

Проведение поисковых исследований и получение новых знаний с использованием возможностей международной кооперации

Этапы проекта

1
07.11.2005 - 08.12.2005
Изучено большое количество научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, описывающих различные способы сушки, а также методы формирования структуры частиц на микро- и наноуровне. Всесторонне исследованы и проанализированы существующие математические модели процессов сушки в аппаратах с активной гидродинамикой, таких как распылительная сушилка, сушилка с псевдоожиженным слоем и пульсационная сушилка. В экспериментальной лаборатории факультета процессов и инжиниринга окружающей среды Технического Университета г. Лодзи проведена серия экспериментальных работ по сушке различных материалов в пульсационной сушилке и в атмосферной сублимационной распылительной сушилке с псевдоожиженным слоем. Проведены аналитические исследования физико-химических свойств материалов, полученных в результате экспериментальных работ. На основе анализа литературных данных и результатов экспериментальных исследований были разработаны теоретические принципы, описывающие формирование структуры частицы на микро-наноуровне в процессе сушки материала в активном гидродинамическом режиме. Разработаны математические модели процесса пульсационной сушки и процесса сублимационной сушки в распылительной сушилке с псевдоожижинным слоем при атмосферном давлении. Проведена проверка адекватности разработанных математических моделей экспериментальным данным, которая составила 95%. По результатам выполненных работ были сделаны доклады на Первом Международном конгрессе молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2005» и защищены две диссертационные работы на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
Предлагаемые способы атмосферной сублимационной сушки с активной гидродинамикой и пульсационной сушки являются инновационными и имеют следующие преимущества: интенсивный тепломассообмен, а соответственно высокую скорость удаления влаги, благодаря активному гидродинамическому режиму; малое время процесса и другие. На основании положений механики гетерогенных сред и неравновесной термодинамики разработана математическая модель процесса. Решение уравнений математической модели атмосферной сублимационной сушки с активной гидродинамикой позволило определить параметры процесса для различных типов материалов и оценить условия устойчивой работы аппарата. Адекватность модели экспериментальных данных составляет 95%. Математическая модель пульсационного аппарата содержит три основных блока: расчет тепловых и аэродинамических параметров пульсационной топки; моделирование процессов в выхлопной трубе; моделирование процесса обезвоживания в сушильной камере. Созданная математическая модель позволяет провести экономическую оптимизацию пульсационной сушки и определить наилучший режим ведения процесса. Проведена проверка разработанной модели на адекватность, которая составляет 96%. На основании проведенного анализа энергетической эффективности процесса атмосферной сублимационной сушки и вакуумной сублимационной сушки в полочных сушилках показано преимущество первого способа сушки. Были выданы рекомендации по новой конструкции сублимационного сушильного аппарата. По результатам выполненных работ был сделан доклад на Международном конгрессе ACНЕМА-2006, запланированы выступления на 15 Международном конгрессе по химической технологии CHISA - 2006, Международном симпозиуме по сушке IDS-2006.
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
В ходе реализации проекта были поставлены и реализованы следующие цели научно-технической работы:
· Разработка двух инновационных технологий сушки (пульсационной сушки и атмосферной сублимационной распылительной сушки в псевдоожиженном слое), направленных на получение новых продуктов с нано- микроструктурой, обеспечивающих высокое качество продукта и удовлетворяющих требованиям защиты окружающей среды на основе сотрудничества между участниками проекта.
· Разработка новых теоретических подходов для понимания принципа, регулирующего микро- наноструктуру в процессе сушки.
· Разработка математических моделей новых процессов сушки для создания нанокомпозитов с предопределенными свойствами.
· Сбор и анализ информации, основанной на опыте, накопленном в результате сотрудничества между РХТУ им. Д.И.Менделеева и Техническим университетом г. Лодзи (Польша) по существующим, новым и перспективным сушильным технологиям. Наполнение разработанных баз данных по существующим технологиям, оборудованию и инновациям в сушке различных химических продуктов и биоматериалов. Развитие контактов с промышленными предприятиями и потенциальными потребителями в России и Польше.
· Передача опыта по развитию инновационных технологий и их внедрение в промышленность.
Использование результатов научно-технической работы было произведено следующим образом:
· Методики проведения экспериментальных исследований и методы расчета математических моделей введены в процесс обучения студентов и аспирантов соответствующих специальностей в РХТУ им. Д.И.Менделеева и Техническом университете г. Лодзи.
· Результаты проекта будут способствовать развитию российской и польской научных школ в области химической технологии и биотехнологии и окажут влияние на определение основных направлений межгосударственных целевых программ научно-технического сотрудничества.
· Для некоммерческого партнерства «Гильдия предприятий коммунального хозяйства» разработана технология обезвреживания городских отходов с использованием пульсационной сушилки.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ИМЕТ УрО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ИЯИ РАН
профинансировано
Тема
Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках подписанных межправительственных соглашений Российской Федерации по научно-техническому сотрудничеству с зарубежными странами
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
87,79 млн
Количество заявок
217
Тема
НК-43П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» в рамках мероприятия 1.2.1 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
89
Тема
НК-129П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» в рамках мероприятия 1.2.2 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 27 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
77
Тема
НК-282П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» в рамках мероприятия 1.3.2 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2010, 16 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
22
Тема
НК-206П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» в рамках мероприятия 1.3.1 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 28 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
49