Технология охлаждения и разделения жидкостей позволит значительно сократить энергозатраты в пищевой, медицинской и химической промышленности. Усовершенствованная технология основана на использовании емкостных криоконцентраторов новых конструкций, которые более эффективно разделяют компоненты жидких растворов и точнее прогнозируют изменение их состояния в процессе работы.
Эту технологию разработала Варвара Чернявская, ассистент кафедры техники низких температур им. П. Л. Капицы факультета химической технологии и биотехнологии Московского политеха. За время исследований она получила три патента на изобретения и десять патентов на полезные модели усовершенствованных криоконцентраторов. Сейчас Варвара готовится защитить диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Разработка позволяет приблизиться к решению давней проблемы моделирования процессов заморозки. Когда жидкость замерзает, граница между жидкой и твердой фазами постоянно меняется. Предсказать, как именно это будет происходить, сложно — в физике это называется задачей Стефана.
«Когда вы замораживаете, например, фруктовый сок, чтобы сконцентрировать его вкус, или лекарственный раствор, чтобы выделить активное вещество, очень важно точно контролировать процесс кристаллизации. Наши модели позволяют это делать без дорогостоящих экспериментов, а новые конструкции криоконцентраторов требуют меньше энергии для работы»,
— объясняет Варвара Чернявская.
Процесс разработки включал множество натурных экспериментов с разными водными растворами. В ходе исследования создавались компьютерные модели для проверки работы различных конструкций криоконцентраторов.
Результаты этой работы выходят за рамки чистой теории. Технология уже привлекла внимание производителей: экономия даже 1% энергии в процессе работы одного криоконцентратора — это существенное сокращение затрат в промышленных масштабах.
«Работа Варвары помогает решить две важные задачи, как спроектировать оборудование более эффективно и как сэкономить энергию при его использовании. Для предприятий это означает сокращение расходов и более точный контроль качества продукции»,
— комментирует Дияна Даянова, доцент кафедры «Экологическая безопасность технических систем» Московского политеха, кандидат физико-математических наук.
Усовершенствованная технология особенно важна для пищевой промышленности, где низкотемпературные процессы широко используются для концентрирования соков и молочных продуктов. В медицине и биотехнологии криоконцентраторы применяют для выделения биологически активных веществ при производстве лекарств.
«Мы уже ведем переговоры с несколькими предприятиями, которые хотят внедрить наши разработки»,
— говорит Варвара Чернявская.
Помимо основного направления исследований Варвара также занималась смежными областями. Она является соавтором 11 патентов на элементы массообменного оборудования и еще 11 патентов на устройства для фильтрации суспензий.
Комментарии 0
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий