|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Математическая модель вакуумной сублимационной сушки с неравномерным распределением паров по объему камерыстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК- Авторы: Мохова Е.К., Гордиенко М.Г.
- Журнал: Программные продукты и системы
- Том: 34
- Номер: 3
- Год издания: 2021
- Первая страница: 466
- Последняя страница: 476
- Номер статьи: 10
- DOI: 10.15827/0236-235x.135.466-476
- Аннотация: Вакуумная сублимационная сушка применяется для обезвоживания термолабильных веществ и широко используется в биотехнологии, фармацевтической и пищевой промышленности для получениясухих тканей, препаратов и продуктов без потери их структурной целостности и биологической активности. В настоящее время существует необходимость исследования влияния градиентов давления, возникающих в вакуумной камере, на скорость процесса сушки материалов, находящихся на разном удалении от конденсора. Неравномерный отвод паров растворителя от поверхности материала во времясушки может приводить к возникновению существенных различий в скорости сушки в разных участкахкамеры.В данной работе были совместно использованы математическая модель для расчета кинетики процесса вакуумной сублимационной сушки (собственное ПО) и модель на основе вычислительной гидродинамики (Computational Fluid Dynamics, CFD) для прогнозирования давления водяных паров над поверхностью материала (программный пакет Ansys Fluent 17.0). Передача данных между моделями осуществлялась посредством передачи значений массового потока испаряемой влаги, рассчитанного по моделикинетики сушки, через файлы UDF в заданные интервалы времени. Данные UDF-файлов использовалисьв качестве граничных условий. Полученные распределения парциального давления водяного пара передавались в модель кинетики в качестве граничных условий для следующего цикла итераций. Совместноерешение двух математических моделей позволило получить кинетические характеристики процессасушки для 2 масс. % водного альгината натрия с учетом неравномерного распределения водяных паровпо объему камеры. Было показано, что для модели лиофилизатора ScanVac Coolsafe 100-9 при рассмотренных массовых потоках наблюдается быстрое выравнивание профиля давления по высоте рабочей камеры, что обеспечивает однородные условия сушки материала. На основании результатов серии вычислительных экспериментов даны рекомендации по тепловому режиму вакуумной сублимационной сушкиматериалов медицинского назначения на основе альгинатного гидрогеля.
- Добавил в систему: Мохова Елизавета Константиновна