Диссертации

Яковлев Андрей Владимирович

Парофазное концентрирование биобутанола с применением полимерных мембран на основе поли-1-триметилсилил-

1-пропиана и поли-4-метил-2-пентина

Год защиты: 2012

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Тепляков Владимир Васильевич кандидат химических

наук, старший научный сотрудник Хотимский Валерий Самуилович

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

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

наук (ИНХС РАН)

Место защиты: Защита состоится «22» марта 2012 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д

002.234.01 в ИНХС РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, д. 29, конференц-зал.

Научная новизна работы: Впервые применен парофазный мембранный метод разделения, включающий сдувку и

мембранное разделение, к задаче выделения биоспиртов из модельных ферментационных смесей, который

позволяет селективно выделять биобуганол (как компонент, ингибирующий ферменгационный процесс) в течение

работы биореактора. Из анализа рассчитанных фазовых диаграмм жидкость-пар для бинарных водно- органических

растворов, имитирующих состав ферментационных смесей, показано, что для таких растворов наблюдается

значительное отклонение от закона Рауля и паровая фаза над растворами существенно обогащена спиртами, что

способствует их выделению из паровой фазы. Впервые исследована проницаемость паров воды, этанола, ацетона,

бутанола и бинарных водно-органических смесей через гомогенные мембраны из стеклообразных полимеров с

высоким свободным объемом на основе поли- 1-триметилсилил-1 -пропина (ПТМСП) и поли-4-метил-2-пентина

(ПМП). Показано, что данные полимеры более проницаемы по парам органических компонентов по сравнению с

парами воды.

Практическая ценность: Предложенный в данной работе метод выделения органических компонентов из

ферментационных смесей, включающий сдувку и мембранное пароразделение, позволяет реализовать процесс

непрерывного извлечения целевых компонентов (биоспиртов) непосредственно во время работы биореактора (что

увеличивает производительность и глубину переработки сырья) без использования дополнительных систем

фильтрации и отделения биокультуры, снизить общую энергоёмкость процесса выделения биоспиргов в сравнении

с традиционными методами за счет использования селективных мембран, продлить срок службы разделительной

системы (так как мембранная часть не контактирует с биосредой), обеспечить гибкость системы но отношению к

исходному составу смеси и модульность конструкции с возможностью лёгкого масштабирования. В

рассматриваемой схеме процесса мембранный блок обеспечивает концентрирование спиртов, что значительно

упрощает их дальнейшую подготовку для использования в качестве биотоплива.

Яскевич Алла Леонидовна

Модификация ультрафильтрационных мембран растворами полиэлектролитов

Год защиты: 2005

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: Изучено физико-химическое взаимодействие ультрафильтрационных мембран из

различных полимеров с растворами ПЭ и его влияние на структуру и транспортные характеристики в зависимости

от режимов обработки (адсорбция, тупиковая фильтрация, ультрафильтрация). Показано, что транспортные

характеристики мембран определяются совокупным влиянием физико-химических свойств мембранообразующего

полимера, пористой структурой (исходной мембраны и гидродинамическими режимами ее обработки растворами

ПЭ). Предложен новый метод структурной и физико-химической модификации мембран, заключающийся в

контролируемом загрязнении полимерной матрицы растворами ПЭ в режиме ультрафильтрации с последующим

формированием полиэлектролитного комплекса или сшивкой нанесенных слоев полиэлектролитов

бифункциональными реагентами. Разработан способ регулирования гидрофильных свойств ультрафильтрационных

мембран путем их обработки специально синтезированными диальде-гиддекстранами, обеспечивающий

корректировку пористой структуры разделительного слоя и повышение устойчивости мембран к загрязнению.

Практическая ценность: Разработаны методы получения ультрафильтрационных композитных мембран с

различным номинальным молекулярно-массовым пределом отсечения на основе крупнопористых мембран-матриц.

Композитные мембраны характеризуются повышенной гидрофильностью, узким распределением пор по размерам,

устойчивостью к засорению, отличаются повышенной задерживающей способностью по отношению к "средним

молекулам" (1000-5000 Да). Выпуск мембранных элементов налажен ИФОХ НАН Беларуси и ООО "Мифил" по

заявкам промышленных предприятий. Разработанные мембраны использованы на РУП "Гродненский завод

медпрепаратов в технологических процессах очистки водных растворов технических кристаллов аминокислот от

балластных и окрашенных веществ, удаления биомассы и очистки культуральных жидкостей, содержащих

аминокислоты. На РУП "Диалек" композитные мембраны применяются для выделения фракции "средних" молекул

из сыворотки крови. Ультрафильтрационные установки на базе композитных мембранных элементов используются

на ряде предприятий Республики Беларусь и стран СНГ (Стеблевская хлопчатобумажная фабрика, ЗАО

"Болоховский химкомбинат синтетических полупродуктов и витаминов", ЗАО "Новочеркасский завод

синтетических продуктов" и др.), а также в научно-исследовательских учреждениях.