Диссертации

Федорович Вячеслав Викторович

Гидромассообмен в биохимическом реакторе со встроенными мембранными элементами для биосинтеза на

газообразном сырье

Год защиты: 1990

Научный руководитель: к.т.н. Карпов А.М.

Место выполнения работы: Всесоюзный научно-исследовательсом и проектно конструкторском институте

биологической техники

Место защиты: Всесоюзнвй научно-исследовательсом и проектно конструкторском институте биологической

техники

Научная новизна работы: Исследована возможность эффективной аэрации культуральной среды с помощью

взаимодействия плоской турбулентной струи с поверхностью микрофильтрационной мембраны. Разработана

математическая модель процесса биосинтеза, включающая модели гидродинамики и массообмена и учитывающая

специфику геометрии ферментера. Показано, что модульный принцип построения биореактора позволяет,

используя математические модели для отдельного модуля, эффективно решать задачу масштабного перехода к

конструкциям больших геометрических размеров. С помощью математической теории планирования

дискриминирующих экспериментов разработана методика исследования макрокинетики процесса биосинтеза,

позволяющая организовать диалоговый режим работы технолог-ЭВМ.

Практическая ценность: Сконструирован и испытан ферментер, содержащий встроенные мембранные элементы для

подачи газов в ферментационную среду, новизна которого подтверждена (Заявка № 4663721/13 (018770) от 2.02.89,

положит, решение от 14.03.90). Созданы расчетные методики, описывающие гидродинамическую и массообменную

обстановку в аппаратах с мембранным принципом подачи газов в ферментационную среду, позволяющие

производить расчет конструкций больших геометрических размеров. На базе теории планирования эксперимента

создан программный комплекс, который позволяет организовать диалоговый режим работы технолог-ЭВМ в

исследованиях макрокинетики процесса биосинтеза.'

Федотов Алексей станиславович

Превращение метана и дтоксида углерода на пористых каталитических мембранах

Год защиты: 2009

Научный руководитель: д.х.н. профессор Цодиков Марк Вениаминович, д.х.н. профессор Тепляков Владимир

Васильевич

Место выполнения работы: Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени

Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топичева РАН по совместной программе с Лабораторией химической

технологии

Место защиты: Учреждение Российской академии наук Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева

Научная новизна работы: Впервые на основе мембранных носителей различного состава, полученных

самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС), с использованием алкоксометода, моно- и

биметалличсеких металлокомплексных предшественников, получены оригинальные мембранно-каталитческие

системы, содержащие активные компонеты, равномерно распределенные на внутренней поверхности каналов

мембран в количестве 0,008-0,055% масс., проявляющие высокую активность и селективность в процессах

углекислотного риформинга метана и легких углеводородов в синтез-газ в режиме неселективной диффузии

газообразных субстратов. На основании данных по изучению динамики превращений СН4 и СО2 показано, что

низкая температура начала процесса УРМ обусловлена протеканием реакции окисления метана структурным

кислородом поверхности; при этих температурах СО2 интенсивно реагирует с высокодисперсным углеродом,

образующимся в процессе диссоциации метана. Обнаружен неаддитивный эффект возрастания активности в

образовании синтез-газа на мембране, содержащей биметалличесую Pd-Mn каталитическую систему, по сравнению с

активностью мембран, содержищих монометаллические Pd и Mn активные компоненты. Методом XAFS на

модельных системах показано, что в активном состиянии Pd-Mn МКС содержит кластеры Pd0 и Mn2+, включенные

в структуру TiO2, являющимся буферным слоем.

Практическая ценность: Разработаны термоустойчивые высокоактивные МКС на основе пористых керамических

носителей, полученных методом СВС и модифицированных наноразмерными металлоксидными компонентами,

равномерно распределенными во внутреннем объеме пор мембраны, а также способы высокоскоростного

углекислотного риформинга метана и легких углеводородов С2-С4 в синтез-газа. На МКС состава [La-Ce]-MgO-

TiO2/Ni-Al и Pd-Mn-TiO2/Ni-Al, в УРМ достигнута производительность по синтез-газу 10500 и 7500 л/ч*дм3 мембр. с

соотношением Н2/СО 0,63 - 1,25 соответственно, пр и конверсии исходной газовой смеси (СН4/СО2 = 1)-50%

Разработан способ использования мембранно-каталитических систем как генератор синтез-газ в интегральной

малогабаритной схеме с твердо-оксидными топливными элементами, позволяющими перерабатывать метан и легкие

углеводороды (С2-С4), содержащие в газах неполного сгорагияуглеводородного топлива при скорости подачи

газовой смеси более 25000 ч-1.

Фенько Людмила Александровна

Физико-химические свойства растворов поликапроамида в апротонных органических растворителях и их

использование для получения микрофильтрационных мембран

Год защиты: 2006

Научный руководитель: Д.Х.Н., директор ИФОХ НАН Б Бильдюкевич А.В.

Место выполнения работы: ИФОХ НАН Беларуси, лаборатория мембранных процессов

Место защиты: ИФОХ НАН

Научная новизна работы: В ходе выполнения работы были получены следующие принципиально новые результаты.

Определены концентрационно-температурные границы растворимости ПКА в бикомпонентном растворителе ДМАА

(ДМФА) - хлорид лития. Установлено, что для растворов ПКА в ДМАА, содержащем 2,5% хлорида лития,

температура составляет 21,3°С. Рассчитаны основные гидродинамические параметры макромолекул в растворе.

Впервые построены трехмерные диаграммы фазового состояния систем "ПКА-ДМАА-хлорид лития" и "ПКА-

ДМФА-хлорид лития". Определены области существования термодинамически стабильных составов,

студнеобразного состояния и разделения фаз, сопровождающегося кристаллизацией полимера и аддукта хлорида

лития с растворителем. Впервые выделен и охарактеризован кристаллосольват хлорида лития с ДМАА при

стехиометрическом соотношении 1:1. Квантово-химическими расчетами элементарных актов взаимодействия

хлорида лития с ДМАА и модельного фрагмента ПКА с раствором хлорида лития в ДМАА показана возможность

существования трех стабильных комплексов, различающихся составом и взаимным расположением компонентов, и

уточнен механизм растворения ПКА в исследуемом растворителе. Установлена корреляция между структурой

(надмолекулярными образованиями) формовочной композиции и транспортными характеристиками получаемых

мембран.

Практическая ценность: На основании проведенных исследований разработаны составы и технологические режимы

получения четырех марок микрофильтрационных (МФ) мембран под торговым названием "МИФИЛ ПА".

Получаемые мембраны устойчивы к многократному автоклавированию и характеризуются низким содержанием

экстрагируемых веществ. ООО "Мифил" (г. Минск. Беларусь) и Институтом физико-органической химии

организовано опытное производство мембран. Мембраны поставляются по заказам промышленных предприятий и

используются для стерилизующей и осветляющей микрофильтрации технологических сред.'

Хабибова Наталья Замиловна

"Разработка состава и изучение свойств эмульсионных жидких мембран для защиты кожи рук от воздействия

фурфурола"

Год защиты: 2000

Научный руководитель: Юртов Е. В.

Место выполнения работы: РХТУ им. Д. И. Менделеева

Место защиты: РХТУ им. Д. И. Менделеева

Научная новизна работы: 1. Исследованы закономерности мембранной экстракции фурфурола во множественной

эмульсии. Установлена зависимость коэффициента распределения фурфурола в экстракционной системе от состава

жидкой мембраны, концентрации реагентов, температуры

2. Установлена корреляция - и устойчивости эмульсий к коалесценции.

3. На основании изучения реологических характеристик экстрагирующих эмульсий предложен метод определения

наиболее устойчивого к коалесценции состава крема.

Практическая ценность: Предложен состав экстрагирующей эмульсии, который может быть использован в качестве

крема, обеспечивающего защитное действие от вредного воздействия фурфурола на кожу рук и обладающего

лечебно-профилактическим действием, характеризующегося устойчивостью и отсутствием раздражающего и

аллергического действия на кожу человека.

Проведены клинические испытания предлагаемого крема в НИИ ГТиПЗ АМН Российской Федерации г. Москвы и

на рабочих Бакинского нефтеперерабатывающего завода, контактирующих с фурфуролом. Испытания показали, что

предложенный крем обладает хорошим защитным и лечебно-профилактическим действием.

Хантургаев Герман Анатольевич

Модульный принцип построения гибких замкнутых водоочистных систем для промышленных предприятий в

бассейне озера Байкал.

Год защиты: 1997

Научный руководитель:

Место выполнения работы: Работа выполнена в Российском химико-технологическом универси тете

им.Д.И.Менделеева и Восточно-Сибирском государственном техноло гическом университете.

Место защиты: Защита диссертации состоится 1997 г. в _ час. в ауд. на заседании диссертационного совета Д

053.34.08 в Российском химико- технологическом университете им.Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Мо- сква, А-

47, Миусская пл., 9.

Научная новизна работы: 1. Принципиальной методологической и концептуальной новизной работы является

выдвигаемое положение о том, что организационные, технические и технологические мероприятия по созданию

современных во- доочистных систем строятся на основе совмещения и взаимного дополне- ния пяти основных

фундаментальных принципов: 1) принципа замкнуто- сти; 2) принципа гибкости и многовариантности; 3) принципа

управляемо- сти; 4) принципа модульности; 5) принципа эколоп>экономической эффек- тивности природно-

промышленных систем. 2. Замкнутость водоочистной системы является основополагающим принципом

современной концепции в организации водообеспечения про- мышленных предприятий. Реализация данного

принципа основывается на анализе поэлементного состава схем водоочистки, связей между типовыми элементами,

синтезе оптимальных схем с помощью машинного моделиро- вания и вычислительного эксперимента, на разработке

специальных прие- мов и методов физико-механико-химического воздействия на обрабаты- ваемую среду в

замкнутом водообороте. 3. Введено понятие гибкой системы очистки сточных вод (ГСОСВ) и разработана

стратегия синтеза гибких, многовариантных, перенастраи- ваемых схем водоочистки промышленных предприятий

на базе системати- зации и формализации свойств обрабатываемых сред; физико-механико- химических

воздействий, применяемых при водоочистке; типовых стан- дартных элементов очистного оборудования; типов

функциональных ап- паратов для описания апнаразурных модулей водоочистных систем; тре- бований к

многофункциональности и эколого-экономической эффективно- сти проектируемых водоочистных установок.

Применительно к бассейну озера Байкал обоснована организация многоступенчатой замкнутой водоочистной

системы в виде следующей по- следовательности стадий очистки: I) реагентная обработка - первая сту- пень

кондиционирования воды, обеспечивающая осаждение примесей; 2) грубая очистка - многослойная фильтрация на

керамзите, перлите, мине- ральной вате и т.п.; 3) микрофильтрация - реализация на спецоборудова- нии; 4)

обессоливание - реализация на спецоборудовгнии; 5) дистилляция - реализация на спецоборудовании; 6)

биохимическая очистка - реализация на спецоборудовании. 4. Многовариантная гибкая система оборотного

водообеспечения промышленного предприятия проектируется и функционирует совместно с локальными и

глобальными системами контроля, автоматизации и управ- ления, совокупность которых образует

автоматизированную систему управления сточными водами (АСУ СВ) с многоуровневой иерархической

структурой. АСУ СВ интегрирована в автоматизированную систему управления предприятием (АСУП) и

функционирует совместно с ней. 5. Выдвинута и обоснована концепция аппаратурно-технологической модульности

к созданию и организации водоочистных систем: структура сложной системы очистки воды допускает

декомпозицию на отдельные, относительно самостоятельные и независимые подсистемы (структурные модули),

функционирующие автономно в рамках единой системы, коорди- нирующей функции составляющих структурных

модулей. Модуль водо- очистной системы - это компактная, как правило, малогабаритная и мо- бильная

водоочистная установка, полностью оснащенная КИПом, автома- тикой, локальными системами регулирования,

управления, а также кана- лами связи с верхним уровнем управления системой (центральной диспет- черской и ВЦ).

Принцип модульности обеспечивает возможность незави- симой разработки аппаратуры и оптимизации

технологических режимов отдельных подсистем, входящих в общую сложную водоочистную систему. При этом

значительно сокращаются затраты времени и труда на разработ- ку аппаратурно-технологического оформления

системы очистки, ее моде- лирование и оптимизацию, используя процедуру агрегирования модулей в единую

систему. 6. Компактность и малогабаритность модулей обеспечивается путем создания принципиально новых

очистных установок. Высокая производи- тельность и низкая материалоемкость достигается за счет перехода от

ста- тических к динамическим режимам очистки. До сих пор существующие очистные установки, например, такие

как микрофильтрация, ультрафильт- рация, обессоливание с использованием мембран, а также вакуумно-

испарительные установки основывались на статическом принципе дейст- вия и не обеспечивали выдвигаемых

требований к производительности и материалоемкости. Положив в основу создания новых конструкций очист- ных

модулей динамических подход, автором созданы высокоэффективные аппараты, например, установки

микрофильтрации, ультрафильграции, обессоливания на вращающихся мембранных элементах; установки дис-

тилляции на вращающихся роторно-дисковых вакуумных испарителях и др. Динамический принцип действия,

реализуемый в конструкциях водо- очистных установок, позволяет избежать отложений на поверхности

фильтрующих элементов, их закупорки и резко увеличить скорость фильт- рования, а в случае установок

дистилляции - резко увеличить скорость массоотдачи. 7. Выдвину т принцип экодого-экономической

эффективности водо- очистной системы, состоящий в том, что глобальный критерий оптимиза- ции системы

“предприятие - очистное сооружение” носит эколого- экономический характер и является универсальным

показателем, который характеризует эффективность производства с двух сторон - экономики и экологии.

Удовлетворяя требованиям экономики и экологии, данный кри- терий полностью согласуется с критерием

народнохозяйственной эффек- тивности. Он может быть выражен либо как максимизация эколого- экономической

эффективности, либо как минимизация приведенных эко- лого-экономических затрат. 8. Теоретические обобщения

разработанной методики построения гибких замкнутых водоочистных систем переменной структуры легли в ос-

нову создания замкнутых технологических схем очистки сточных вод про- мышленных предприятий в бассейне

озера Байкал и конструирования но- вых очистных модулей.

Практическая ценность: 1. Разработаны новые конструкции водоочистных модулей и приемы

гидродинамического воздействия на обрабатываемые среды для снижения концентрационной поляризации

мембран при проведении процессов мик- рофильтрации, ультрафильтрации и гиперфильтрации. 2. Создана

проектная документация, изготовлены промышленные образцы аппаратов по следующим видам блочно-модульного

оборудова- ния: блок для очистки красильных сточных вод, состоящий из обратноос- мотических рулонных

элементов ЭР-450, блок с полупромышленной уста- новкой кассетного типа с рулонными мембранными элементами

ЭРР-800, блок с ультрафильтрационным модулем с вращающейся мембраной для очистки маслоэмульсионных

сточных вод, блок с микрофильтрацией и ультрафильтрацией для очистки сточных вод от синтетических поверхно-

стно-активных веществ, блок с роторно-вакуумным пленочным испарите- лем. Роторно-пленочный вакуумный

испаритель изготовлен на Улан- Удэнском авиационном заводе, микрофильтр с вращающимися мембран- ными

элементами изготовлен на Тамбовском заводе химического машино- строения (Комсомолец). 3. Решена проблема

утилизации твердых отходов и активного ила Селенгинского целлюлозно-картонного комбината,коммунального

хозяй- ства г. Улан-Удэ и свинокомплекса с последующим использованием их в народном хозяйстве. Термическая

обработка (сушка) активного ила про- изводится в аппаратах кипящего слоя на инертных телах, с осадками пер-

вичных отстойников и коагулянтами. 4. Разработан и внедрен ряд гибких замкнутых водоочистных техно-

логических комплексов различной структуры. Так, в ПСГБурятхимчистка” внедрен комплекс для очистки

красильных сточных вод, состоящий из мо- дулей с мембранами МГА-95. Там же создан комплекс для очистки

сточ- ных вод от синтетических поверхностно-активных веществ и внедрен опытный образец разработанного

микрофильтра. На МП “Механик” при Улан-Удэнском моторном заводе внедрена конструкция ультра

фильтрационного модуля с вращающейся мембраной для очистки маслоэмульсионных сточных вод. На

Селенгинском ЦКК проведены полупромышленные испытания ультрафильтрационного комплекса для создания

системы замкнутого во- дооборота для обессоливания реальных сточных вод. Предложен новый эффективный

способ обогащения минерального сырья, основанный на использовании металлокерамических полупрони- цаемых

мембран для концентрирования, разделения и извлечения мета/шов из технологических растворов. 5. На базе

головных образцов аппаратов проектным институтом Бу- рятагропромпроект разработан для кожевенно-меховых

предприятий г.Улан-Удэ, г.Благовещенск, г.Дархан (Монголия) проект создания замк- нутого цикла водооборота

при очистке сточных вод. По проектным доку- ментам строятся очистные сооружения в г.Улан-Удэ мощностью от

60 до ! 20 и от 600 до 1000 м3/сутки. Разработана проектно-сметная документация для очистных сооруже- ний

Благовещенского мясокомбината. Разработаны проекты для очистки сточных вод от солей тяжелых ме- таллов и

банно-прачечных хозяйств. 6. Технология многослойной фильтрации по патент}' № 1303175 пере- дана 15

организациям бывшего СССР. 7. Результаты аналитических и экспериментальных исследований включены в

учебное пособие и методические разработки для лаборатор- ных работ и практических занятий в ВУЗах. 8.

Разработанные аппараты и модули используются в пищевой про- мышленности и производстве растительных масел

(совхоз “Облепиховый”, Республика Бурятия).

Ханхунов Юрий Михайлович

Влияние гидродинамических факторов на процесс ультрафильтрации

Год защиты: 1984

Научный руководитель: д.т.н., профессор Дытнерский Ю.И.

Место выполнения работы: МХТИ им. Д.И. Менделеева, кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Получены критериальные уравнения, описывающие процесс массоотдачи из потока

раствора к поверхности мембраны и обобщенные корреляции для коэффициента сопротивления в плоских каналах -

полых и с турбулизиругощими вставками. Предложены, уравнения для расчета эквивалентного диаметра плоских

каналов с турбулизиругощими вртавками в виде волокон, расположенных перпендикулярно потоку.

Экспериментально обнаружено и обосновано в таких системах снижение темпа роста гидравлического

сопротивления ?Ртр. при увеличении средней скорости Wср. потока в диапазоне 0,I5? Wср ?0,85 м/с.

Практическая ценность: Разработана методика и создана экспериментальная установка для исследования влияния

гидродинамических факторов на массоотдачу в каналах сложной геометрической формы. Проведено выделение и

фракционирование лигнинов из реальных сточных вод ЦБП ультрафильтрацией. На основании исследований,

выполненных совместно с кафедрой неорганической химии МАДИ, показано, что при добавлении лигнинов в

цементные растворы наблюдается увеличение времени их затвердевания. Это имеет большое практическое значение,

т.к. добавка лигнинов в цементные растворы позволяет транспортировать последние на большие расстояния в

летний период. Диссертант принимал участие в разработке двух мембранных-аппаратов, на заявки по конструкциям

которых получены авторские свидетельства №82052 и №888345.'

Хаханов Сергей Алекандрович

Исследование процессов проводящих к изменению технологических параметров мембранных систем при их

эксплуатации

Год защиты: 2007

Научный руководитель: Д.т.н. Смирнов А.Д.

Место выполнения работы: ФГУП "НИИ ВОДГЕО"

Место защиты: ФГУП "НИИ ВОДГЕО"

Научная новизна работы: Предложен новый подход к определению гидродинамических режимов в напорном

канале обратноосмотических рулонных элементов, основанный на изучении различных типов рулонных

мембранных элементов. На основании экспериментальных данных и анализа литературы предложен новый

комбинированный параметр, определяющий качество воды, подаваемой на стадию обратноосмотического

обессоливания, который позволяет оценить и прогнозировать работу мембранных систем на основе физико-

химического анализа исходной воды. Разработан алгоритм эффективного управления обратноосмотическими

системами без системы предварительной подготовки воды. Оптимизированы режимы проведения гидравлических

промывок.

Практическая ценность: Разработана методика расчета продолжительности фильтроциклов мембранных

обратноосмотических установок, между гидравлическими промывками; разработана технологическая схема

обратноосмотического обессоливания без применения предварительной подготовки воды; определены условия

устойчивой работы обратноосмотических мембранных систем, работающих на неподготовленной воде; на основе

результатов исследований проведенных на экспериментальных и промышленных системах обратноосмотического

обессоливания, рассчитан экономический эффект от снижения капитальных и эксплуатационных затрат в схемах

деминерализации воды; результаты исследований положены в основу проектирования ряда мембранных установок

производительностью от 10 до 10000 л/час, которые внедрены и успешно эксплуатируются в течение более 5-и лет.'

Цапюк Евгений Антонович

Исследование динамических мембран из крахмала и желатины

Год защиты: 1981

Научный руководитель: д.т.н., профессор Кульский Л.А.

Место выполнения работы: Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского АН УССР

Место защиты: Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского АН УССР

Научная новизна работы: Впервые получены ДМК и ДШ, Показано, что данные мембраны характеризуются

высокими значениями C3G и СФ, а также хорошей воспроизводимостью экспериментальных результатов. Исходя

из основных положений теории конвективного фильтрования, отмечено, что кинетика формирования исследуемых

динамических мембран заключается в утолщении мембранного слоя на поверхности пористой подложки.

Равновесная толщина мембранного слоя определяется давлением, температурой и гидродинамическими условиями

движения жидкости вдоль поверхности мембраны. Установлено, что данные мембраны весьма сжимаемы, в

отличие от более исследованных в настоящее время динамических мембран из неорганических коллоидов. Между

характеристикой сжимаемости - удельным сопротивлением мембранного слоя и обратноосмотическими

характеристиками мембран - СЗС и СФ существует тесная взаимосвязь: чем больше их удельное сопротивление, тем

выше СЗС и ниже СФ. Изучение СЗС ДМК, образованных частицами со среднемассовыми радиусами в пределах

20-50 нм на ультрафильтрах из ацетата целлюлозы со средним диаметром пор 4,5-5, 8-9, 25 и 48 нм показало, что

минимальная СЗС отвечает подложке с промежуточным размером пор, равным 8-9 нм, а в интервале дисперсности

мембранообразующих частиц 30-45 нм СЗС резко возрастает, тогда как СФ таким же образом снижается.

Повышение турбулизации потока над мембраной с целью снижения влияния концентрационной поляризации не

всегда приводит к улучшение СЗС динамически образованных мембран, поскольку при этом возможно уменьшение

равновесной толщины мембранного слоя, увеличение СФ и, как следствие, повышение влияния концентрационной

поляризации, т.е. наблюдается эффект который не присущ полимерным мембранам. Измерения в широком

интервале изменения рН исходного раствора соли показали, что СЗС в значительной мере определяется зарядом

поверхности и гидрофильностью мембраны. В изоэлектрической точке ДМЖ, а также частично селективная

ацетилцеллюлозная мембрана (АЦМ) со средним размером пор 4,5-5 нм проявляют промежуточное значение СЗС

по сравнению с таковым для ионизированных форм мембран. Сообщение мембране заряда путем изменения рН

может как существенно повышать, так и снижать ее СЗС по сравнению с СЗС нейтральной мембраны. При

фильтровании под давлением растворов электролитов в кислых и щелочных средах через исследуемые мембраны в

ионизированной форме наблюдается разделяющее действие по отношению к разноименным ионам,

сопровождающееся соответствующим изменением рН фильтрата. Разделявшее действие мембран усиливается при

увеличении их заряда поверхности и уменьшении концентрации исходного электролита. В широком интервале

концентрации растворов электролитов различной химической природы наблюдается экстремальная зависимость

между 030 и концентрацией походного электролита для ДМК и исследуемой АЦМ. Изучение влияния постоянного

электрического поля на процесс обратного осмоса, осуществляемый с применением ДМЖ и ДШ, показало, что

данным путем можно как усиливать, так и ослаблять разделяющее действие мембран по отношению к

разноименным ионам солей. Вместе с тем, постоянное электрическое поле не оказывает существенного влияния на

скорость фильтрования через мембраны как в процессе их формирования, так и последующего функционирования.

Практическая ценность: ДМК и ДМЖ представляют собой удобные модельные система для изучения механизма

обратного осмоса и особенностей формирования полупроницаемых мембран в динамическом режиме. Они могут

быть использованы в качестве самозадерживающих в таких отраслях промышленности как пищевая,

микробиологическая и др. Наряду о тем, что данные мембраны обладают практически 100%-ной

самозадерживающей способностью, с их помощью можно в значительной мере деминерализовать стоки; при этом

они устойчивы в высококонцентрированных солевых растворах.'

Царьков Сергей Евгеньевич

Нанофильтрация разбавленных растворов красителей в спиртах через мембраны на основе высокопроницаемых

стеклообразных полимеров.

Год защиты: 2012

Научный руководитель: кандидат химических наук Волков Алексей Владимирович

Место выполнения работы: Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждение науки

Ордена Трудового Красного Знамени Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева Российской академии

наук

Место защиты: Защита диссертации состоится 22 февраля 2012г. в 14 часов на заседании диссертационного совета

Д 002.234.01 в Институте нефтехимического синтеза им.А.В. Топчиева Российской академии наук по адресу: 119991,

ГСП-1, Москва, Ленинский пр-т., 29, конференц-зал

Научная новизна работы: Изучены нанофиль грационные свойства (проницаемость и удерживание красителя)

мембран на основе высокопроницаемых стеклообразных полимеров с различной долей неотрелаксированного

свободного объема (ПТМСП, ПМП и PIM-1) при нанофильтрации гомологического ряда алифатических спиртов Сг

С5 и разбавленных растворов красителей различной природы (нейтральные, катионные и анионные; молекулярные

массы 350 - 626 г/моль) при трансмембранных давлениях до 30 атм. Для всех изученных полимеров удерживание

красителей может быть как положительным (пермеат обеднен по красителю), так и отрицательным (пермеат

обогащен по красителю). Полученные результаты впервые описаны с помощью модели растворения- диффузии,

учитывающей сопряжение потоков компонентов раствора. Показано, что полный поток красителя практически

полностью обусловлен конвективной составляющей. На примере нанофильтрации водно-этанольных смесей и

растворов анионного красителя Remazol Brilliant Blue R (молекулярная масса - 626 г/моль) через мембраны ПТМСП

впервые установлено существование пороговой концентрации (45±5%) спирта (смачивающего компонента) в

растворе, выше которой мембрана становится проницаемой для водно-этанольной смеси. Показано, что

удерживание красителя составляет более 95%, причем в процессе нанофильтраци не происходит изменение состава

водно-этанольной смеси. Изучены нанофильтрационные свойства (проницаемость и удерживание)

модифицированных в низкотемпературной плазме тлеющего разряда постоянного тока мембран ПТМСП при

нанофильтрации спиртов С|-С5 и разбавленных растворов красителей (нейтральный, катионный и анионные;

молекулярные массы 350 - 626 г/моль). Методы Фурьс-ИК-спсктроскопии и РФЭС свидетельствуют об образовании

кислородсодержащих групп в модифицированном слое, что сопровождается увеличением поверхностной энергии

мембран с 22 до 62 мДж/м2. Показано, что плазмохимичсская обработка приводит к снижению потока и

увеличению удерживания красителей (например, анионного красителя Remazol Brilliant Blue R до 98%). Впервые

обнаружен эффект асимметрии транспорта растворителя для односторонне модифицированных в плазме мембран,

причем, принципиальным является непосредственный контакт органической жидкости с модифицированным слоем

мембраны в процессе нанофильтрации. Показано, что гидродинамический поток жидкости, подаваемой с

модифицированной стороны мембраны, снижается до двух раз (при одновременном увеличении удерживания

красителя) по сравнению с аналогичным потоком жидкости, подаваемой с обратной (немодифицированной)

стороны мембраны. При этом последний поток оказывается равен потоку жидкости через исходную

немодифицированную мембрану ПТМСП.

Практическая ценность: Показана принципиальная возможность использования мембран на основе исследованного

ряда высокопроницаемых стеклообразных полимеров (ПТМСП, ПМП и PIM-1) для очистки и повторного

использования спиртов и водно-этанольных растворов с высокой концентрацией спирта (более 70%) от остаточных

концентраций красителей в лакокрасочной промышленности, а также для выделения и концентрирования

красителей в текстильной промышленности. На примере ПТМСП продемонстрирована возможность применения

метода плазмохимической модификации для улучшения разделительных свойств мембран на основе

высокопроницаемых стеклообразных полимеров в процессе нанофильтрационного выделения красителей из

разбавленных растворов спиртов (патент РФ № 2428243).

Цулукидзе Мзня Левановна

Разработка технологии получения плодово-ягодных безалкогольных напитков с применением мембранных

способов разделения

Год защиты: 1985

Научный руководитель: д.т.н., профессор Микеледзе Г.Г., к.т.н. Бурачевский И.И.

Место выполнения работы: Тбилисский государственный университет, Тбилисский завод фруктовых вод

Место защиты: ВНИИПрБ

Научная новизна работы: Изучены и предложены оптимальные способы микрофильтрации соков, экстрактов

выжимок и их смесей для безалкоголькых напитков. Получены данные о качестве в закономерностях

микрофильтрации с использованием отечественных мембран. Проведены исследования по концентрированию

полупродуктов сокового производства методом обратного осмоса с использованием отечественных мембран.

Заработана и проведена упрощенная методика расчета выхода ароматических веществ при заданной краткости

концентрирования.

Практическая ценность: Разработаны способы, технологические схемы и инструкции по производству концентратов

(основ) и яблочного безалкогольного напитка. Испытания в заводских условиях подтвердили основные положения

указанных документов, а также целесообразность и реальность разработки технической документации и внедрения

способов в производство.

Черданцева Алёна Александровна

Разработка и исследование мембранного аппарата с побудительным движением диффузионного пограничного слоя

Год защиты: 2006

Научный руководитель: д.т.н., профессор Лобасенко Б.А.

Место выполнения работы: ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Место защиты: ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научная новизна работы: Разработана математическая модель, описывающая процесс мембранного

концентрирования стохастическими методами, позволяющая определять концентрации растворенного вещества в

разделяемом растворе, фильтрате, диффузионном слое и отводимой его части в любой момент времени.

Предложены уравнения регрессий процесса мембранного концентрирования для обезжиренного молока и

творожной сыворотки, учитывающие влияние конструктивных параметров аппарата на массовое содержание сухих

веществ в отводимом диффузионном слое. Получены экспериментальные данные по влиянию конструктивных

параметров аппарата на концентрацию отводимого слоя и проницаемость, определены их рациональные значения

при обработке обезжиренного молока и творожной сыворотки.

Практическая ценность: По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны две

конструкции мембранных аппаратов с отводом диффузионного пограничного слоя, техническая новизна которых

защищена патентами РФ. Проведены испытания опытно-промышленного аппарата на ООО НПО «Скоморошка»,

которые показали его эффективность.