Капсулирование дисперсных материалов в аппаратах с псевдоожиженным слоем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Небукин Владимир Олегович

• Небукин Владимир Олегович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Небукин Владимир Олегович

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Способы капсулирования дисперсных материалов

1.2. Аппаратурное оформление процесса капсулирования

1.3. Выводы по главе

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Исследование процесса формирования защитной оболочки на гранулах минеральных удобрений

2.1.1. Описание лабораторной установки для капсулирования частиц в псевдоожиженном слое

2.1.2. Описание методики оценки степени покрытия гранул

2.1.3. Результаты экспериментальных исследований процесса формирования защитной оболочки

2.2. Исследование процессов тепломассопереноса при формировании полимерной пленки

2.3. Описание методики капсулирования минеральных удобрений, и оценка пролонгирующего эффекта оболочки

2.4. Выводы по главе

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КАПСУЛИРОВАНИЯ

3.1. Прогнозирование степени покрытия частиц при капсулировании в аппарате псевдоожиженного слоя

3.2. Моделирование процессов тепломассопереноса при капсулировании частиц в аппарате периодического действия

3.3. Выводы по главе

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА КАПСУЛИРОВАНИЯ

4.1. Методика расчета аппарата периодического действия

4.2. Методика расчета аппарата непрерывного действия

4.3. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Аг - критерий Архимеда; В - относительная масса оболочки, доли; С - концентрация вещества в растворе, %; с - теплоемкость, Дж/(кгК);

Стп - массовая доля полимера в исходной эмульсии, доли; D - диаметр сепарационного пространства, м; ё - диаметр частиц, м;

- диаметр газораспределительной решетки, м;

- коэффициент диффузии водяных паров в воздухе, м /с; ёг.ф - диаметр канала форсунки для подачи газовой фазы, м; ёж.ф - диаметр канала форсунки для подачи жидкой фазы, м; ёкап - средний диаметр капель, м;

т-

Г - площадь поверхности, м ;

£ф - площадь поверхности гранулы, м2;

О - расход, кг/с;

g - ускорение свободного падения, м/с2; Н - высота, м;

1г - симплекс геометрического подобия;

1г.н - энтальпия воздуха под газораспределительной решеткой, Дж;

*

к х - эмпирический коэффициент;

кс - относительный расход частиц через зону «слой», с-1; к£ - коэффициент аэродинамического сопротивления; К№ - число псевдоожижения; кх - константа скорости роста степени покрытия; квыг - относительный расход частиц при выгрузке, с-1; кзаг - относительный расход частиц при загрузке, с-1; Кр - коэффициент растекания;

кф - относительный расход частиц через зону «факел», с-1;

Ь1 - ширина камеры, м;

Ь2 - длина камеры, м;

ЬФ - длина факела форсунки, м;

т - масса, кг;

N - число частиц;

№ - критерий Нуссельта;

пвыг - количество выгружаемых из аппарата частиц в единицу времени, с-1; пзаг - количество загружаемых в аппарат частиц в единицу времени, с-1; пкап - число капель, с-1;

преш - число отверстий в газораспределительной решетке; Н;ек - число секций;

Пф - количество частиц, циркулирующее через зону «факел» в единицу времени, с-1; Р - давление, Па; Р - количество теплоты, Дж;

д - тепловой поток, Вт;

*

г - теплота парообразования воды, Дж/кг; г0 - начальный радиус газовой струи, м; Яе - критерий Рейнольдса; Ясв - степень выделения, доли;

б - шаг между отверстиями газораспределительной решетки, м;

- площадь решетки, м2; 1 - температура, °С; Т - температура, °К; и - влагосодержание, кг вл/кг а.с.в.;

3

V - объем, м ; W - скорость, м/с;

х - средняя степень покрытия, доли, %; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м •К); в - коэффициент массоотдачи, м/с; вр - коэффициент массоотдачи, кг/(Пат^м );

51 - толщина стенки жидкостного канала форсунки, м;

52 - толщина стенки газового канала форсунки, м; ДРобщ - общее гидравлическое сопротивление, Па;

ДРс - гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя, Па;

ДРр - гидравлическое сопротивление газораспределительной решетки, Па;

е - порозность;

£н - порозность неподвижного слоя;

£ - коэффициент сопротивления газораспределительной решетки;

П - показатель преломления;

Х(х) - скорость изменения степени покрытия, с-1;

Хг - теплопроводность воздуха, Вт/(мтрад);

^ - динамический коэффициент вязкости, Нх/м ;

V - кинематический коэффициент вязкости, м /с;

р - плотность, кг/м ;

т - время, с;

тц - период циркуляции частиц, с;

Индексы: апп - аппарат; в - вода; вит - витание; выг - выгрузка; г - газ; гр - гранулы; заг - загрузка; исп - испарение; к - конечное; капс - капсулирование; макс - максимальный; мин - минимальный; н - начальное; нас - насыщенный; обр - образец; п - полимер; пл - пленка; пс - псевдоожижение; раб - рабочий; с - зона псевдоожиженного слоя; сек - секция; ср - средний; ф - зона «факела» форсунки; эм - эмульсия. Несколько индексов разделяются точкой.

Обозначения и константы, имеющие частные применения, объяснены в соответствующих местах текста диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Капсулирование дисперсных материалов в аппаратах с псевдоожиженным слоем»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Капсулирование - это физико-химический или механический процесс заключения мелких частиц вещества в оболочку из пленкообразующего материала. Капсулирование широко применяется в различных отраслях промышленности. Капсулированные вещества используются при получении композиционных материалов, создании реагентов с регулируемым высвобождением активного компонента, удобрений пролонгированного действия. Капсулирование семян различных растений применяется для защиты от негативного воздействия окружающей среды и обеспечения питательными веществами в период прорастания. В пищевой промышленности и фармацевтике капсулирование биоактивных компонентов используется для регулирования окислительно-восстановительных реакций, корректирования вкуса, цвета и запаха, увеличения срока годности и т.д.

Нанесение тонких полимерных оболочек на твердые зернистые материалы с размером частиц от 0,5 мм до нескольких миллиметров наиболее эффективно в аппаратах с псевдоожиженным слоем. Число дисперсных продуктов, для которых требуется капсулированная выпускная форма, постоянно увеличивается, поэтому создание надежных методик расчета этого технологического процесса весьма актуально.

Степень разработанности темы. В настоящее время для описания процесса капсулирования используют как эмпирические, так и феноменологические математические модели. Эмпирические модели могут включать до 15 параметров, при этом аппарат рассматривается как «черный ящик». Среди феноменологических моделей можно выделить модели прогнозирующие возникновение явления агломерации, распределение частиц по массам нанесенного покрытия, рассматривающие закономерности движения частиц в аппарате, сушки защитного покрытия. Вместе с тем создание математических моделей и методик расчета процесса капсулирования в аппаратах с псевдоожиженным слоем не завершено. Данная работа является продолжением

исследований по гранулированию и модифицированию минеральных удобрений, проводившихся на кафедре ПАХТ ИГХТУ (ИГХТА, ИХТИ) В.Н. Кисельниковым, Л.Н. Овчинниковым, В.А. Кругловым, А.Г. Липиным, А.Г. Бердниковым.

Цель работы: повышение эффективности процесса капсулирования дисперсных материалов в аппаратах с псевдоожиженным слоем; разработка методик его расчета.

Исходя из данной цели, сформулированы следующие задачи исследования:

1) разработка математической модели, позволяющей прогнозировать степень покрытия частиц при капсулировании в аппарате псевдоожиженного слоя;

2) разработка методики экспериментального определения степени покрытия гранул;

3) разработка математической модели процессов тепломассопереноса, протекающих при капсулировании в аппарате псевдоожиженного слоя;

4) анализ влияния режимных параметров на протекание процесса капсулирования;

5) оценка пролонгирующего эффекта защитной оболочки капсулированных минеральных удобрений;

6) разработка методик расчета аппаратов с псевдоожиженным слоем для капсулирования дисперсных материалов при периодической и непрерывной организациях процесса.

Объект исследования: процесс капсулирования дисперсных материалов в аппарате псевдоожиженного слоя.

Предмет исследования: закономерности процесса капсулирования дисперсных материалов в аппарате псевдоожиженного слоя. Научная новизна:

1) разработана математическая модель процесса капсулирования дисперсных материалов путем распыливания раствора пленкообразующего вещества на частицы псевдоожиженного слоя, позволяющая прогнозировать функцию распределения частиц по степени покрытия;

2) разработана математическая модель процессов тепломассопереноса, протекающих при капсулировании в аппарате псевдоожиженного слоя с учетом влияния закономерностей формирования капсулы;

3) экспериментально установлена зависимость давления паров воды над эмульсией пленкообразующего вещества от ее влагосодержания.

Практическая ценность:

1) разработана методика расчета аппарата периодического действия с псевдоожиженным слоем для капсулирования дисперсных материалов;

2) разработана методика расчета многосекционного аппарата непрерывного действия для капсулирования дисперсных материалов в псевдоожиженном слое;

3) выявлены рациональные режимно-технологические параметры процесса капсулирования гранул минеральных удобрений при использовании в качестве пленкообразующего вещества водной дисперсии акрилового полимера и проведена оценка пролонгирующего эффекта защитной оболочки;

4) разработаны программные средства компьютерной поддержки предложенной методики расчета аппарата для капсулирования частиц в псевдоожиженном слое (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018618508).

Теоретическая значимость:

1) созданные математические модели процесса нанесения защитного покрытия на гранулы в псевдоожиженном слое являются определенным вкладом в развитие теоретических основ процесса капсулирования;

2) найдено аналитическое решение задачи о нахождении функции распределения частиц по степени покрытия при стационарном режиме работы непрерывно действующего аппарата с псевдоожиженным слоем капсулируемых частиц;

3) получена формула для расчета парциального давления водяных паров над поверхностью пленки эмульсии полимера.

Методология и методы исследования. Экспериментальные исследования проводились на установке лабораторного масштаба. Математическое моделирование процесса капсулирования основывалось на классических

уравнениях теории гидромеханических, тепловых и массообменных процессов. Расчеты, обработку результатов эксперимента и численное решение уравнений производили на ЭВМ. Численная реализация разработанных методик расчета выполнялась с использованием современных программных комплексов. Положения, выносимые на защиту:

1) результаты экспериментальных исследований процесса капсулирования гранул минеральных удобрений в псевдоожиженном слое, позволивших выявить рациональные режимно-технологические параметры процесса при использовании в качестве пленкообразующего вещества водной дисперсии акрилового полимера и провести оценку пролонгирующего эффекта защитной оболочки;

2) математическая модель процесса формирования оболочек на дисперсных материалах путем распыливания раствора пленкообразующего вещества на частицы псевдоожиженного слоя;

3) математическая модель процессов тепломассопереноса, протекающих при капсулировании в аппарате псевдоожиженного слоя, с учетом влияния закономерностей формирования капсулы;

4) методика определения степени покрытия гранул и результаты экспериментов, позволивших установить параметры разработанных математических моделей;

5) методика расчета аппарата непрерывного действия для капсулирования частиц в псевдоожиженном слое;

6) методика расчета аппарата периодического действия.

Степень достоверности результатов. Достоверность научных положений и выводов диссертации базируется на комплексном применении современных физико-химических и математических методов исследования, удовлетворительном соответствии теоретических и экспериментальных данных. Достоверность результатов обеспечивается применением стандартных методов измерения и сертифицированных измерительных приборов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Международная научно-техническая конференция «Энерго- и

ресурсосберегающие процессы и оборудование» (Иваново, 2018 г.); XXI Всероссийская конференция молодых учёных-химиков (с международным участием) (Нижний Новгород, 2018 г.); Всероссийская научная конференция «Фундаментальные науки - специалисту нового века» (Иваново, 2017, 2018, 2019 г.г.); III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные вопросы естествознания» (Иваново, 2018 г.); Десятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2015» (Иваново, 2015 г.); 68 всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. (Ярославль, 2015 г.); XXVII Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, Тамбов, 2014 г.); III Международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике» (Томск, 2014 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 20 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018618508.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений и списка литературы. Объем работы: 132 страницы текста, включая 60 рисунков и 14 таблиц. Список литературы включает 113 наименований.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Способы капсулирования дисперсных материалов

Капсулирование - это физико-химический или механический процесс заключения мелких частиц вещества в оболочку из пленкообразующего материала. Оно широко применяется в различных отраслях промышленности.

Капсулированные вещества используются при получении композиционных материалов [1-7], создании реагентов с регулируемым выпуском активного компонента [8-11], удобрений пролонгированного действия [12-26]. Капсулирование семян различных растений применяется для защиты от негативного воздействия окружающей среды и обеспечения питательными веществами в период прорастания [27-30]. В пищевой промышленности и фармацевтике капсулирование биоактивных компонентов используется для регулирования окислительно-восстановительных реакций, корректирования вкуса, цвета и запаха, увеличения срока годности и т.д. [31-52].

Слой вещества, покрывающий капсулируемый материал, называется оболочкой. Материал оболочки подбирается таким образом, чтобы обеспечить определенные условия высвобождения заключенного в капсулу вещества[53]. Размер капсул может изменяться в пределах от микрометра до нескольких миллиметров. Форма капсул также различается [54].

Существует несколько вариантов высвобождения заключенного в капсулу вещества, а именно: разрушение оболочки капсулы, растворение капсулы, расплавление капсулы, а также путем диффузии через оболочку капсулы [53]. По размеру капсулы делят на 3 типа:

1) Макрокапсулы - размер порядка нескольких миллиметров;

2) Микрокапсулы - размер от микрометров до сотен микрон;

3) Нанокапсулы - меньше микрона.

По типу структур купсулированные гранулы можно условно подразделить на (рис. 1.1)[25]:

1) Гранулы с однофазной оболочкой:

а) тонкая оболочка (оболочка меньше 0,1 диаметра гранулы);

б) толстая оболочка (оболочка больше 0,1 диаметра гранулы);

2) Гранулы с многофазной оболочкой;

3) Гранулы с многослойной оболочкой;

4) Каркасные гранулы.

Многофазная оболочка капсулированных гранул состоит из наполнителя и связующего вещества. Гранулы с такими оболочками обладают высокой механической прочностью и длительным временем растворения. Материалами для их изготовления могут быть отходы различных производств.

1 1 1

а 1 6 1 в 1

г д е

Рисунок 1.1 - Типы структур гранул пролонгированного действия: а - гранула с однофазной тонкой оболочкой; б - гранула с однофазной толстой оболочкой; в - гранула с многофазной оболочкой; г - многослойная гранула; д - каркасная гранула; е - каркасная гранула покрытая оболочкой;

1 - растворяемое вещество; 2 - оболочка; 3 - каркас

Многослойная гранула состоит из ядра, покрытого несколькими оболочками из различных веществ. Многослойные гранулы изготавливают или по технологическим соображениям, или для достижения заданной кинетики растворения. Изменяя вид, количество и последовательность нанесения оболочки можно получать гранулы пролонгированного действия практически с любой задаваемой кинетикой растворения. Такие гранулы могут высвобождать

различные растворяемые вещества в различные периоды растворения и могут обладать значительным сроком действия.

Каркасные гранулы, покрытые одной или несколькими оболочками, имеют высокую механическую прочность даже при полном растворении минерального вещества. Такие гранулы пролонгированного действия, наряду с возможностью задания требуемой кинетики растворения, могут обладать длительным временем растворения. Получают их последовательным нанесением оболочек на ядро, состоящее из каркаса, заполненного минеральным веществом.

Разработано множество различных методов производства капсулированных материалов. Известны такие методы как: дражирование, капсулирование в псевдоожиженном слое, распылительная сушка, распылительная заморозка, включение в матрицу (каркасные гранулы), экструзия, соэкструзия. Эти методы при разнообразии капсулирующих материалов дают возможность создавать капсулы, высвобождающие содержимое при самых разных условиях [55].

Выбор технологической схемы получения капсулированных гранул должен определяться структурой получаемых гранул, техническими требованиями, предъявляемыми к ним, физико-химическими свойствами материалов, техническими возможностями и объемом производства.

Дражирование активно используемый промышленный метод получения капсулированных частиц, который широко применяется и в пищевой промышленности и в фармацевтической. Во вращающемся барабане перемешивается дражируемая смесь, при этом сверху на массу частиц разбрызгивается вещество образующее оболочку гранул [56]. Растворитель пленкообразующего вещества постепенно улетучивается, благодаря чему происходит образование пленки.

При капсулировании в псевдоожиженном слое частицы находятся во взвешенном состоянии. Этот метод предоставляет более широкие возможности в плане контроля процесса.

Перфорация газораспределительной решетки, удерживающей гранулы в объеме аппарата устроена таким образом, что скорость проходящего через нее

газа уменьшается от центра решетки к стенкам аппарата. Благодаря такому распределению отверстий по поверхности решетки частицы в центральной части аппарата активно выбрасываются из центральной части к стенкам аппарата, после чего опускаются вниз и вновь подбрасываются восходящим потоком газа. Кроме особой перфорации, стоит также отметить влияние на процесс циркуляции частиц изменение диаметра аппарата, в сторону увеличения начиная от газораспределительной решетки и выше. Это увеличение также преследует цель уменьшить интенсивность процесса псевдоожижения ближе к стенкам аппарата для обеспечения постоянной циркуляции частиц в слое. Кроме того, с той же целью в аппарате может быть размещена труба отделяющая поток поднимающихся частиц от остального слоя. Таким образом, можно сделать пребывание частиц в зоне напыления более равномерным, что в свою очередь позволит получить более качественный продукт.

В методе распылительной сушки к раствору материала образующего каркас гранулы добавляется капсулируемая фаза. В некоторых случаях добавляется эмульгатор для получения тонкой и стабильной эмульсии, тем самым гомогенизируя смесь.

Далее полученную эмульсию распыляют в потоке горячего воздуха, в распылительной сушилке. При распылении частицы приобретают сферическую форму, а капсулирующий материал твердеет и образует каркас гранулы. Следует отметить, что малый размер частиц капсулируемого материала важен для высокой эффективности капсулирования.

Также, важным фактором, влияющим на качество капсулирования, является устройство аппарата используемого для распылительной сушки. В случае, когда у аппарата большая сушильная камера и поток воздуха движется в ламинарном режиме, капсулируемые частицы получаются более близкими по размеру друг к другу и поверхность самих частиц более ровная. В отличие от циклонной сушилки, где турбулентный поток вынуждает частицы истираться друг о друга и о стенки аппарата.

Методом распылительной заморозки капсулируют водную фазу, а жировая фаза образует каркас капсулы. Частицы, в этом случае не сушат, а замораживают. Метод позволяет защитить капсулированное вещество от воздействия влаги и обеспечивает его высвобождение при заданной температуре. Материал, образующий каркас капсулы расплавляют до состояния жидкости и диспергируют в ней капсулируемое водорастворимое вещество или раствор веществ. Затем эмульсию распыляют в потоке охлажденного воздуха. Жировая фаза застывает и образует каркасную капсулу с содержащейся в ней водной фазой.

Для распыления чаще всего используются пневматические и механические форсунки и диски.

В случае с дисковым распылителем на него потоком направлена эмульсия. Диск вращается со скоростью 6000 - 16000 об/мин и распыляет частицы за счет центробежной силы. Капельки, за счет вращения, приобретают сферическую форму, которая фиксируется сушкой.

Метод подходит для работы с суспензиями твердых частиц, распределенными в непрерывной фазе. При использовании диска можно лучше контролировать процесс и достичь высокой производительности. Также следует отметить, что в отличие от форсунки при работе с суспензией диск не забьется.

Капсулирование методом экструзии происходит следующим образом. Эмульсию капсулируемого вещества экструдируют через фильеру с мелкими отверстиями в емкость, наполненную охлажденным или обезвоженным растворителем. При застывании образуются тонкие стекловидные нити, которые распадаются на мелкие фрагменты после перемешивания. В процессе охлаждения с поверхности капсул убирают остатки не капсулированного продукта.

Метод соэкструзии заключается в продавливании капсулянта и капсулируемого вещества через пару концентрических трубок расположенных одна в другой.

Вещество, образующее оболочку продавливается через внешнее отверстие и окружает продавливаемое через внутреннее отверстие капсулируемое вещество. Затем в потоке жидкости или газа струя распадается на отдельные фрагменты.

Далее в зависимости от материала оболочки капсулу охлаждают жидкостью или воздухом, сушат, или проводят химическую обработку.

Капельная технология заключается во внесении капель раствора или суспензии, содержащей активный компонент в емкость с пленкообразующим веществом [57].

Капсулирование является одним из способов повышения эффективности водорастворимых форм азотных удобрений. При капсулировании водорастворимых азотных удобрений гранулы покрываются пленками, через которые трудно и медленно проникают водные растворы. Получаются своего рода медленнодействующие азотные удобрения. В качестве покрытий используются парафин, эмульсия полиэтилена, соединения серы, акриловая смола, полиакриловая кислота и другие вещества. Такие гранулированные удобрения, покрытые пленками, обладают улучшенными физико-механическими свойствами: они менее гигроскопичны, механически более прочны, не слеживаются при хранении. Подбором состава и толщины покрытий можно получать удобрения с разной интенсивностью отдачи азота, т.е. пролонгированного действия с учетом биологических требований и периодичности питания азотом сельскохозяйственных культур.

Капсулированные азотные удобрения используются растениями лучше и равномернее в процессе вегетации, что положительно сказывается на росте урожаев и качестве продукции, как, например, белковости зерна злаковых культур.

Покрытые серой удобрения, были впервые разработаны в США в 1961 году, а в 1978 году началось коммерческое производство. В 1990 году выпуск таких удобрений в мире составил 115,000 т, что ниже 0,2 процентов от количества произведенной в мире мочевины. В 1975 году покрытое серой удобрение было разработано в Японии. В 1981 году в США разработаны удобрения, представляющие собой покрытые серой хлорид калия и сульфат калия. Американские процессы покрытия гранул серой довольно сложны. Сначала поверхность гранул мочевины покрывается расплавленной серой, и затем

дефекты на поверхности покрытия из серы заполняются расплавленным парафиновым воском. Один только парафин не используется в качестве покрытия таких удобрений как мочевина из-за недостаточной адгезии к поверхности гранул, а также по причине истирания и скалывания при контакте с движущимися частями оборудования, при транспортировке, пересыпке, затаривании и т.д. Для предотвращения слипания гранул они опудриваются дисперсным неорганическим веществом - глиной, диатомитовой землей и др. Недостаток этого вида удобрения - то, что питательное ядро удобрения быстро растворяется, чему способствует быстрое разрушение микроорганизмами в почве покрытия из воска, в результате чего эффект пролонгированного действия уменьшается.

Другой подход повышения качества покрытия серой заключается в использовании пластификаторов. Предлагается использование в покрытых серой удобрениях 2-10 % таких пластификаторов как органические полисульфиды, галиды или полисульфиды фосфора. Добавки, такие как дициклопентандиен, стирол и полиол, распадаются в сере с образованием полисульфидов и нашли использование в композициях на основе серы.

Представленное в США под торговой маркой OSMOCOTE медленнодействующее удобрение, имеет слой покрытия сформированный из сополимера димера циклопентадиена и глицерида, масса покрытия на уровне приблизительно 10-15 % общей массы удобрения. У покрытого смолой удобрения медленного действия есть превосходный пролонгирующий эффект. Высвобождение из капсулы 80 % питательных веществ регулируемо происходит в течение 120-360 дней.

Общий недостаток вышеупомянутых двух типов покрытых удобрений - то, что они дороги. Например, согласно рыночной цене USA в 1994, цена покрытой серой мочевины (SCU) была 1.7 раза выше исходной мочевины, а покрытое смолой удобрение было 8.2 раза дороже мочевины.

Другой тип капсулированного удобрения, которое имеет хорошие параметры регулируемого высвобождения питательных веществ, является гранулированное удобрение покрытое латексом. Покрытие удобрения латексом

проводится после нанесения подложки из силиката натрия на ядро удобрения, чтобы защитить его от растворения в водной дисперсии латекса.

Полимерные покрытия имеют определенные преимущества по сравнению с покрытием серой. Они обеспечивают более длительный период действия, обладают хорошими механическими характеристиками, являются биологически инертными и не подвержены деградации под действием микроорганизмов. Высвобождение питательных веществ происходит в результате диффузии через оболочку, а не через дефекты и макропоры и не в результате разрушения покрытия. Это позволяет обеспечить равномерное и прогнозируемое выделение питательных веществ.

Типичные примеры полимерных материалов в удобрениях медленного действия - сополимеры глицерилового эфира ненасыщенных кислот с дициклопентадиеном, смолы эпоксиполиэфирной смолы, уретаны и полистирол.

Вообще, для успешного применения технологии нанесения плавких покрытий, материал покрытия должен обладать определенной точкой плавления, должен иметь низкую вязкость в расплавленном состоянии, должен быстро твердеть после нанесения на поверхность гранул и привести к нелипкому заключающему в сплошную капсулу покрытию с хорошими смачиванием и адгезией.

Есть много аморфных материалов, которые, с одной стороны способны к формированию хорошего гидроизолирующего покрытия, подходящего, чтобы получить удобрения со свойствами медленного действия, не обладают некоторыми из вышеупомянутых свойств, поэтому производство удобрений медленного действия с такими гидроизолирующими материалами проблематично.

Для придания водорастворимым минеральным удобрениям свойства медленного и регулируемого высвобождения питательных веществ предложено использовать достаточно большое количество веществ и композиций.

Оболочка из полиметилметакрилата, получена путем радиационной полимеризации паров метилметакрилата на поверхности гранул карбамида, обработанного аэросилом [58]. Согласно [59] оболочку состоящую из продуктов

конденсации формальдегида с карбамидом получают путем взаимодействия газообразного формальдегида с поверхностью гранул карбамида. Оболочка из продуктов окисления торфа раствором перекиси водорода в присутствии едкого натра и солей кобальта позволяет замедлить процесс нитрификации удобрения на 6-10% [60].

В [61] описан состав покрытия для защиты удобрений, включающий: пятиокись фосфора 43,8-45,3%, окись магния 22,7-24,2%, окись натрия 17,516,5%, остальное - вода.

Гранулы аммиачной селитры или мочевины могут покрываться композиционной оболочкой состоящей из сульфата кальция и связующего вещества - мочевино-формальдегидных соединений [62].

Патент [63] описывает продукт с регулируемым высвобождением целевого компонента, включающий частицы или гранулы, состоящие целиком или преимущественно из мочевины и устойчивое к влаге покрытие на частицах из взаимопроникающей полимерной сетки. Покрытие состоит из продукта реакции мочевины и изоцианата, взаимодействующего с мочевиной, и продуктов реакции избытка изоцианата над его количеством, прореагировавшим с мочевиной, алкидной смолы и масла, содержащих по меньшей мере одну двойную связь. Изобретение обеспечивает повышение качества продукта за счет постоянной скорости высвобождения питательных веществ в почву в течение длительного периода времени, например от 30 до 120 дней.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Небукин Владимир Олегович, 2020 год

и - и

тт _ V ^ г.нас ^ г.н у ,»

Н с . (4 52)

Зр - „т пр . (4.53)

Определим массу слоя гранул:

тс-(1 -впс)• Зр •НсФгр. (4.54)

Рассчитаем количество частиц в слое:

Nс - • ^тс . (4.55)

П • Ргр • ёср

Найдем общую поверхность теплообмена слоя гранул:

а• ^ • *гн *гк л - аг • сг-(1 ,н - у)= 0. (4.57)

г — Г

г.н м.т

1п

Л — 1

V г.к ^м.т у

Рассчитаем диаметры каналов форсунки для подачи жидкой фазы (4.58) и для подачи газовой фазы (4.59):

ё ж.ф =

1

а

эм , (4.58)

0,785 • 5 • Рэм

ё г.ф = а ж.ф + 2 • §1 + 2 • 5 2. (4.59)

Найдем начальный радиус газовой струи:

Го = ^. (4.60)

Определяются значения коэффициентов с1 (3.16), к£ (3.17), период циркуляции частиц тц (3.12), массовый расход частиц, циркулирующих через зону факела форсунки Оф (3.13), массы частиц в зоне факела форсунки Шф (3.14), длины факела форсунки Ьф (3.15).

Далее рассчитывается средняя степень покрытия частиц при различном числе секций Ксек в аппарате. Предварительно находятся значения коэффициентов:

О ф • N сек

кс -сек , (4.61)

Ш с

а • N

кзаг = , (4.62)

Ш с

а

к * = к*А. • ^. (4.63)

сек

Средняя степень покрытия частиц после 1-ой секции аппарата рассчитывается по формуле:

х = кзаг • Хзаг • (к* + кф )+ к* • кс (4 64)

^ (кс + кзаг Мк* + кф )— кф • кс ' '

Анализируются полученные результаты, и выбирается число секций в аппарате. Определяются основные размеры аппарата: ширина камеры и длина камеры:

Ь1 -V Зр/ N сек , (4.65)

^ - N сек • Ц. (4.66)

Находится число отверстий газораспределительной решетки и их шаг:

П реш

Ц • Ь2 • ъ

2 0

0,785 • ё

б - 0,95 • ё0 • Ъ

-0,5

(4.67)

(4.68)

где Ъ - доля живого сечения решетки.

Рассчитывается гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя, гидравлическое сопротивление газораспределительной решетки и общее сопротивление аппарата:

Арпс - Ргр ^ -£псУ 2•Нс,

АРр - С'

Л2

раб.пс V

Рг 2

АРоб - АРпс + АРр.

(4.69)

(4.70)

(4.71)

Далее для каждой секции аппарата определяются значения следующих параметров:

средняя степень покрытия частиц

х - кзаг • Хзаг • (кХ + кф)+ кХ • кс

с_ (к с + к

заг Мкх + кф)-кф •кс '

температура воздуха на выходе из псевдоожиженного слоя

(4.72)

^г.к - ^м.т + ^г.н ^м.т ) • еХР

Н с •

- а 6-(1-епс)

«раб.пс •сг •Рг ё

сР

(4.73)

конечное влагосодержание воздуха

иг.к - иг.нас (иг.нас иг.н ) • ехр

-р-хс 6-(1-£пс )

«раб.пс Фг ёср

(4.74)

влагосодержание полимернои пленки

тт = Оэм,1 • (1 - Стп)+ Ог.сек • иг.н + ОП.1 -1 ' и1 -1 - Ог,1 ' иг.к (4 75)

и1,сек ^ -».Т ^ , V4- 75)

О эм,1 • N сек,1 • Ст п

температура псевдоожиженного слоя гранул с • О • - ,+ с • О • - + О • с • (- -- )-О ■•(и -и )• г*

- = гр ^гр ^гр,1 -1 ^эм ^ эм.1 1эм.н г,1 ^г V г.н 'Т.к/ г,1 V^г.к ^г.н/ (4 76) с С гр • Огр + С эм • О эм,1 + С п • О п,1 -1 + Оп.1 -1 • И1 -1 • св

Величины, входящие в данные формулы находятся по выражениям:

о

О эм.сек = ^, (4-77)

^ сек

о

О г.сек , (4-78)

N

сек

Оп,1-1 = Оэм.сек • Сп • Nсек,1-1 - (4-79)

В этих уравнениях: Оэмсек, Огсек - массовые расходы эмульсии и псевдоожижающего воздуха, приходящиеся на одну секцию; Оп1 - количество полимера в 1-оИ секции.

В соответствии с методикой, изложенной в разделе 3.1, рассчитывается функция распределения частиц по степени покрытия на выходе из многосекционного аппарата.

На рисунке 4.4 - представлена блок-схема алгоритма расчета аппарата непрерывного действия для капсулирования дисперсных материалов.

^ Начало _ *

Параметры капсулированного материала

pгр, cгр, ^гр.ш

т

Параметры капсулянта

Стп Икр, сп, pэм, -эм.н

9

10

^ек = 1-Нс

36

Хзаг = 0 , кс = Оф • К8ек / Шс , кзаг = О^ • К8ек / Шс, кХ = кХ* • Gэм / ^к

гр

38

-ХТ 1 = 1..Ксек

Х = [кзаг • Хзаг (к^ + кф) + кх • кс] / [(кс + кзаг)^ (к, + кф) - кф • кс]

39

40,

Хзаг Х1

^ек, 1, Х

Степень покрытия

42

44

Число отверстий

Поперечный и продольный шаги

Гидравлическое сопротивление слоя

48

46 АРр = С №б.пс / г)2 • (Рг / 2)

47

АРобщ = АРр + АРс

*

1гр.вх _ ^гр.ш Цвх 0 , Хзаг = 0

Рисунок 4.4 - Блок-схема алгоритма расчета аппарата непрерывного действия для капсулирования дисперсных материалов (продолжение)

Таблица 4.3 - Исходные данные для аппарата непрерывного капсулирования

№ Название и обозначение Значение Единицы измерения

1 Производительность по капсулируемому материалу, Огр 0,278 (1000) кг / с (кг / ч)

2 Плотность гранул, ргр 1350 кг / м3

3 Минимальный диаметр гранул, ёмин 110-3 м

4 Средний диаметр гранул, ёср 2,45-10"3 м

5 Максимальный диаметр гранул, ёмакс 3-10"3 м

6 Теплоемкость капсулируемых гранул, сгр 2000 Дж / (кг • К)

7 Начальная температура гранул, Г^.н 20 °C

8 Относительная масса оболочки, В 0,1 масс. доли

9 Концентрация полимера в эмульсии, Сшп 0,33 масс. доли

10 Критическое влагосодержание пленки, икр 0,6 кг вл / кг а.с.в

12 Удельная теплоемкость полимера, сп 2000 Дж / (кг • К)

13 Плотность эмульсии, рэм 1100 кг / м3

16 Удельная теплота парообразования, г* 2,256-106 Дж / кг

18 Начальная температура эмульсии, Гэм.н 20 °C

19 Начальная температура газа, Гг.н 50 °C

20 Температура окружающей среды, Гос 20 °C

21 Влагосодержание воздуха, иг.н 0,01 кг вл /

26 Давление в аппарате, Рапп 1,02105 Па

27 Угол наклона стенки аппарата, ф 10 град.

29 Диаметр отверстий решетки, ё0 0,510-3 м

30 Доля живого сечения решетки, Ъ 0,05 м2

31 Коэффициент сопротивления решетки, £ 1,75 -

32 Скорость истечения струи воздуха из сопла форсунки, ^о 70 м / с

В результате расчета по изложенной выше методике определены следующие значения технологических и конструкционных параметров аппарата непрерывного действия.

Таблица 4.4 - Результаты расчета

№ Название и обозначение Значение Единицы измерения

1 Рабочая скорость псевдоожижения, 2,9 м / с

2 Расход эмульсии полимера, Оэм 0,084 кг / с

3 Количество испаряемой влаги, Оисп 0,056 кг / с

4 Затраты теплоты на сушку пленки, рс 1,338^ 105 Вт

Таблица 4.4 - Результаты расчета (продолжение)

5 Расход воздуха на сушку, Ог 5,6 кг / с

6 Высота псевдоожиженного слоя, Нс 1 м

7 Количество секций, Ксек 4 -

8 Ширина камеры, Ь1 0,7 м

9 Длина камеры, Ь2 2,8 м

10 Температура газа на выходе, 1:г.к 26,5 °С

11 Число отверстий в решетке, преш 4,55105 -

12 Поперечный шаг, б1 2-10-3 м

13 Продольный шаг, б2 2-10-3 м

14 Общее гидравлическое сопротивление, ДРоб 8043 Па

15 Диаметр жидкостного канала форсунки, ёж.ф 4,4-10-3 м

16 Диаметр воздушного канала форсунки, ёв.ф 0,01 м

Таблица 4.5 - Результаты расчета по модели непрерывного капсулирования

Секция Температура слоя, °С Влагосодержание пленки капсулянта, кг вл. / кг а.с.в. Средняя степень покрытия, доли Конечное влагосодержание газа, кг вл. / кг а.с.в.

1 24,2 0,102 0,854 0,0196

2 24,9 0,057 0,979 0,0200

3 24,8 0,039 0,997 0,0201

4 24,2 0,029 1 0,0201

1

0,8 -0,6 -

Н

0,4 -0,2 -

0 I I I

0 0,25 0,5 0,75 1

х

4.3. Выводы по главе

1) Разработана методика расчета аппарата периодического действия для капсулирования дисперсных материалов, позволяющая определить основные габаритные размеры аппарата и режимно-технологические параметры процесса капсулирования.

2) Разработана методика расчета аппарата непрерывного действия для капсулирования дисперсных материалов, позволяющая определить основные габаритные размеры секции аппарата и подобрать рациональное количество секций, а также определить режимно-технологические параметры процесса капсулирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Разработана методика расчета аппарата периодического действия для капсулирования дисперсных материалов, позволяющая определить основные габаритные размеры аппарата и режимно-технологические параметры процесса капсулирования.

2) Разработана методика расчета аппарата непрерывного действия для капсулирования дисперсных материалов, позволяющая определить основные габаритные размеры секции аппарата и подобрать рациональное количество секций, а также определить режимно-технологические параметры процесса капсулирования.

3) Предложена методика экспериментального определения степени покрытия капсулированных гранул.

4) Разработано математическое описание процесса нанесения защитного полимерного покрытия на гранулы в псевдоожиженном слое с использованием эмульсии полимера, учитывающее влияние кинетики формирования покрытия на протекание процесса его сушки.

5) На основе экспериментально полученных зависимостей изменения степени покрытия и температуры гранул во времени процесса капсулирования показана адекватность разработанной математической модели.

6) Изучены кинетические закономерности удаления влаги из эмульсии стиролакрилового полимера и получено уравнение для расчета парциального давления водяных паров над поверхностью пленки эмульсии полимера.

7) Получено 5 видов капсулированных удобрений и проведена оценка пролонгирующего эффекта полимерной оболочки. Установлено, что при нанесении одинакового количества защитного покрытия относительно массы гранулы для разных видов удобрений дает разный эффект, что объясняется влиянием удобрения на процесс формирования оболочки за счет растворения в эмульсии поверхностного слоя гранул.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Смирнов, А. В. Капсулирование микрочастиц вольфрама в полистирол. / А. В. Смирнов, И. В. Синёв // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «ПОЛИКОМТРИБ-2015». - Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого НАН Беларуси. - 2015. - С. 172.

2. Конгапшев, А. А. Изготовление деталей из капсулированных порошков композиционных материалов. / А. А. Конгапшев, Ю. И. Мусаев // Сборник статей студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава по результатам VIII Международной научной конференции «Техноконгресс». -г. Кемерово, 2017. - С. 20-22.

3. Marim de Oliveira Adriano. Encapsulation of TiO2 by emulsion polymerization with methyl metacrylate (MMA). / Marim de Oliveira Adriano, Pinto da Silva Maria Lucia Caetano, Maria Alves Gizelda, Carlos de Oliveira Pedro, Martins dos Santos Amilton // Polymer Bulletin. - 2005. - V. 55, N. 6. - P. 477-484.

4. Zulhelmi Alif Abdul Halim. Physiochemical and thermal properties of silica Aerogel-Poly vinyl alcohol / Core-Shell structure prepared using fluidized bed coating process for thermal insulation applications. / Zulhelmi Alif Abdul Halim, Muhamad Azizi Mat Yajid, Mohd Hasbullah Idris, Halimaton Hamdan // Materials Chemistry and Physics. - 2018. - № 215. - P. 269-276.

5. Erhan Ayas. Novel electrically conductive a-p SiAlON/TiCN composites. / Erhan Ayas, Alpagut Kara // Journal of the European Ceramic Society. - 2011. - 31:5. -P. 903-911.

6. Ling Ye. Synthesis and characterization of expandable graphite-poly(methyl methacrylate) composite particles and their application to flame retardation of rigid polyurethane foams. / Ling Ye, Xian-Yan Meng, Xu Ji, Zhong-Ming Li, Jian-Hua Tang // Polymer Degradation and Stability. - 2009. - 94:6. - P. 971-979.

7. Zulhelmi Alif Abdul Halim. Dispersion of polymeric-coated-silica aerogel particles in unsaturated polyester composites: Effects on thermal-mechanical properties. / Zulhelmi Alif Abdul Halim, Muhamad Azizi Mat Yajid, Mohd Hasbullah Idris &

Halimaton Hamdan // Journal of Dispersion Science and Technology. - 2018. - 39:8. -P. 1093-1101.

8. Deyrail, Y. Polymer crosslinking controlled by release of catalyst encapsulated in polycarbonate microspheres. / Y. Deyrail, N. Zydowicz, P. Cassagnau // Polymer. -2004. - V. 45, N. 18. - P. 6123-6131.

9. Воловоденко, А. В. Опыт применения капсулированного ингибитора коррозии Scimol WSC в скважинах Когалымского месторождения. / Воловоденко А.В., Жуков А.Ю., Софронов А.В., Асмаев О.С. // Нефтяное хозяйство. - 2013. - № 5. - С. 87-89.

10. Солодов, В. В. Капсулированные продукты - недорогая таблетка от проблем. / В. В. Солодов, Р. В. Палей, А. И. Мубараков, Е. Н. Зайков // Нефтегазовая вертикаль. - 2016. - № 6. - С. 104-108.

11. Васильева, Э. А. Полиэлектролитные микро- и нанокапсулы с варьируемой проницаемостью оболочки как средство контроля скорости реакции гидролиза сложных эфиров. / Э. А. Васильева, А. Р. Ибрагимова, А. Б. Миргородская, Е. И. Яцкевич, А. Б. Добрынин, И. Р. Низамеев, М. К. Кадиров, Л. Я. Захарова, Ю. Ф. Зуев, А. И. Коновалов // Известия Академии наук. Серия химическая. -2014. - Т. 63, № 1. - С. 232-238.

12. Липин, А. Г. Капсулирование гранул в полимерные оболочки как метод создания минеральных удобрений с регулируемой скоростью высвобождения питательных веществ. / А. Г. Липин, В. О. Небукин, А. А. Липин // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2017. - № 3 (51). - С. 86-91.

13. Морозов, Р. В. Процесс догранулирования и капсулирования послойным нанесением внешнего ретура. / Р. В. Морозов, А. Л. Таран, Т. И. Пынкова, Ю. А. Таран, М. С. Семченко, А. В. Таран // Химическая технология. - 2014. - Т. 15, № 4. - С. 232-236.

14. Таран, А. Л. Эффективные технологии капсулирования гранул азотсодержащих удобрений. / А. Л. Таран // Химическая промышленность сегодня. - 2003. - № 7. - С. 5-10.

15. Xiang, Y. Preparation and Properties of a Novel Semi-IPN Slow-Release Fertilizer with the Function of Water Retention. / Y. Xiang, X. Ru, J. Shi, J. Song, H. Zhao, Y. Liu, D. Guo, X. Lu // J. Agric. Food Chem. - 2017. - 65 (50). - P. 1085110858.

16. Chenab, L. Controlled release of urea encapsulated by starch-g-poly (L-lactide). / L. Chenab, Z. Xiea, X. Zhuanga, X. Chena, X. Jinga // Carbohydrate Polymers. - 2008.

- V. 72, N. 2. - P. 342-348.

17. Timilsena, Y. P. Enhanced efficiency fertilisers: a review of formulation and nutrient release patterns. / Y. P. Timilsena, R. Adhikari, P. Casey, T. Muster, H. Gill, B. Adhikari // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 2015. - V. 95, N. 6. - P. 1131-1142.

18. Острога, Р. А. Технология получения гранулированных удобрений на органической основе. / Р. А. Острога, Н. П. Юхименко, Я. Э. Михайловский, А. В. Литвиненко // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2015.

- Т. 1, № 6 (79). - С. 19-26.

19. Devassine, M. Coating of fertilizers by degradable polymers. / M. Devassine, F. Henry, P. Guerin, X. Briand // International Journal of Pharmaceutics. - 2002. - V. 242, N 1-2. - P. 399-404.

20. Jarosiewicz, A. Controlled-Release NPK Fertilizer Encapsulated by Polymeric Membranes. / A. Jarosiewicz, M. Tomaszewska // J. Agric. Food Chem. - 2003. - 51 (2). - P. 413-417.

21. Boyandin, A. N. Slow-Release Formulations of Ammonium Nitrate Fertilizer Based Constructing on Degradable Poly(3-hydroxybutyrate). / A. N. Boyandin, E. A. Kazantseva, D. E. Varygina, T. G. Volova // J. Agric. Food Chem. - 2017. - 65 (32). - P. 6745-6752.

22. Tomaszewska, M. Encapsulation of mineral fertilizer by polysulfone using a spraying method. / M. Tomaszewska, A. Jarosiewicz // Desalination. - 2006. - V. 198.

- P. 346-352.

23. Messa, L. L. Chitosan-clay hybrid for encapsulation of fertilizers and release sustained of potassium nitrate fertilizer. / L. L. Messa, J. D. Froes, C. F. Souza, R. Faez // Quimica Nova. - 2016. - V. 39, N. 10. - P. 1215-1220.

24. Острога, Р. О. Капсулювання азотов мюних добрив суспензieю курячого послщу в апарат киплячого шару. / Р. О. Острога, М. П. Юхименко // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2014. - Т. 2. № 6 (68). - С. 11-15.

25. Овчинников, Л. Н. Капсулирование минеральных удобрений во взвешенном слое: монография. / Л. Н. Овчинников, А. Г. Липин - ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново. - 2011. - 140 с. - ISBN 978-5-9616-0426-2.

26. Naz, M. Y. Effect of pre-coat solution temperature on fluidized bed urea coatings / M. Y. Naz, S. A. Sulaiman, B. Ariwahjoedi, K. Z. K. Shaari // Surface Engineering.

- 2015. - 31:7. - P. 486-491.

27. Будков, В. А. Дражирование семян сельскохозяйственных культур. / В. А. Будков, Н. В. Пухальская // Плодородие. - 2009. - № 2. - С. 17-19.

28. Иванова, Е. А. Результаты испытаний по капсулированию семян хлопчатника полимерными композициями на основе рыбного клея. / Е. А. Иванова, О. С. Якубова, Ш. Б. Байрамбеков, Е. В. Полякова // Совершенствование элементов технологий возделывания сельскохозяйственных культур в орошаемых условиях Нижнего Поволжья: Сборник научных трудов.

- Астрахань, 2015. - С. 95-97.

29. Копытков, В. В. Исследование технологии получения дражированных семян с использованием композиционных полимерных преператов. / В. В. Копытков, В. Н. Коновалов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2016.

- № 4 (352). - С. 30-34.

30. Arkom Palamanit. Effects of inlet air temperature and spray rate of coating solution on quality attributes of turmeric extract coated rice using top-spray fluidized bed coating technique. / Arkom Palamanit, Somchart Soponronnarit, Somkiat Prachayawarakorn, Patcharee Tungtrakul // Journal of Food Engineering. - 2013. -114:1. - P. 132-138.

31. Какимова, Ж. Х. Капсулирование пробиотиков в гидрофильные полимеры. Биотехнология и общество в XXI веке / Ж. Х. Какимова, А. К. Какимов, А. Е. Бепеева, В. В. Хуторянский // Сборник статей Международной научно-практической конференции. - 2015. - С. 176-179.

32. Кролевец, А. А. Применение нано- и микрокапсулирования в фармацевтике и пищевой промышленности. Часть I. Основы микрокапсулирования. / А. А. Кролевец, Ю. А. Тырсин, Е. Е. Быковская // Вестник РАЕН. - 2012. - № 4. -С. 123-127.

33. Roberta Tolve. Encapsulation of health-promoting ingredients: applications in foodstuffs. / Roberta Tolve, Fernanda Galgano, Marisa Carmela Caruso, Fideline Laure Tchuenbou-Magaia, Nicola Condelli, Fabio Favati, Zhibing Zhang // International Journal of Food Sciences and Nutrition. - 2016. - 67:8. - P. 888-918.

34. Shabbar Abbas. Ascorbic Acid: Microencapsulation Techniques and Trends - A Review. / Shabbar Abbas, Chang Da Wei, Khizar Hayat, Zhang Xiaoming // Food Reviews International. - 2012. - 28:4. - P. 343-374.

35. Havaic T. Droplet Impact Phenomena in Fluidized Bed Coating Process with a Wurster Insert. / T. Havaic, A.-M. Dumbir, M. Gretic, G. Matijasic, K. Zizek // International Journal of Chemical Engineering. - 2018. - P. 1-11.

36. Darlan Ferreira Borges. Formulation of botanicals for the control of plant-pathogens: A review. / Darlan Ferreira Borges, Everaldo Antonio Lopes, Allan Robledo Fialho Moraes, Márcio Santos Soares, Liliane Evangelista Visotto, Cassiano Rodrigues Oliveira, Vania Maria Moreira Valente // Crop Protection. - 2018. - 110. - P. 135-140.

37. Jelena Mudric. Microencapsulation methods for plants biologically active compounds: A review. / Jelena Mudric, Svetlana Ibric, Jelena Duris // Lekovite sirovine. - 2018 - 38. - P. 62-67.

38. Youcef Chakib Hacene. Drug loaded and ethylcellulose coated mesoporous silica for controlled drug release prepared using a pilot scale fluid bed system. / Youcef Chakib Hacene, Abhishek Singh, Guy Van den Mooter // International Journal of Pharmaceutics. - 2016. - 506:1-2. - P. 138-147.

39. Sohini Ray. An overview of encapsulation of active compounds used in food products by drying technology. / Sohini Ray, Utpal Raychaudhuri, Runu Chakraborty // Food Bioscience. - 2016. - 13. - P. 76-83.

40. Tarik Bor. Antimicrobials from herbs, spices, and plants. / Tarik Bor, Sulaiman O. Aljaloud, Rabin Gyawali, Salam A. Ibrahim // Encapsulations. - 2016. P. 269-293.

41. Claudia P. Coronel-Aguilera. Encapsulation of spray dried ß-carotene emulsion by fluidized bed coating technology. / Claudia P. Coronel-Aguilera, M. Fernanda San Martín-González // LWT - Food Science and Technology. - 2015. - 62:1. - P. 187-193.

42. Roman G. Szafran. New spout-fluid bed apparatus for electrostatic coating of fine particles and encapsulation. / Roman G. Szafran, Wojciech Ludwig, Andrzej Kmiec // Powder Technology. - 2012. - 225. - P. 52-57.

43. Ricardo D. Andrade. Atomizing Spray Systems for Application of Edible Coatings. / Ricardo D. Andrade, Olivier Skurtys, Fernando A. Osorio // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. - 2012. - 11:3. - P. 323-337.

44. Sri Haryani Anwar. Microencapsulation of Fish Oil by Spray Granulation and Fluid Bed Film Coating. / Sri Haryani Anwar, Jenny Weissbrodt, Benno Kunz. // Journal of Food Science. - 2010. - 75:6. - P. E359-E371.

45. Rosenkranz K. Encapsulation of irregularly shaped solid forms of proteins in a high-pressure fluidized bed. / K. Rosenkranz, M. M. Kasper, J. Werther, G. Brunner // The Journal of Supercritical Fluids. - 2008. - 46:3. - P. 351-357.

46. Stephen R. L. Werner. Air-suspension particle coating in the food industry: Part I - state of the art. / Stephen R.L. Werner, Jim R. Jones, Anthony H.J. Paterson, Richard H. Archer, David L. Pearce. // Powder Technology. - 2007. - 171:1. - P. 25-33.

47. LIN S.-Y. FLUIDIZED-BED SYSTEM FOR WHEY PROTEIN FILM COATING OF PEANUTS. / S.-Y. LIN, J.M. KROCHTA // Journal of Food Process Engineering. - 2006. - 29:5. - P. 532-546.

48. Ré M. I. MICROENCAPSULATION BY SPRAY DRYING. / M. I. Ré // Drying Technology. - 1998. -Volume 16, Issue 6.

49. Augustin, M. A. Microencapsulation of food ingredients. / M. A. Augustin, L. Sanguansri, C. Margetts, B. Young // Food Australia. - 2001. - 53(6). - P. 220-223.

50. Pengyu Sun. Controlled Release of Fluidized Bed-Coated Menthol Powder with a Gelatin Coating. / Pengyu Sun, Maomao Zeng, Zhiyong He, Fang Qin & Professor Jie Chen // Drying Technology. - 2013. - 31:13-14. - P. 1619-1626.

51. Ju-Young Kim. A Comparative Study Between Spray-Drying and Fluidized Bed Coating Processes for the Preparation of Pramipexole Controlled-Release Microparticles for Orally Disintegrating Tablets. / Ju-Young Kim, Su-Hyun An, Yun-Seok Rhee, Chun-Woong Park & Eun-Seok Park // Drying Technology. - 2014. -Volume 32, Issue 8. - P. 935-945.

52. Torres-Martinez, J. L. Coating of Puffed Wheat by a Tumbling Method a Fluidized Bed Technique. / J. L. Torres-Martinez, H. Mujica-Paz, A. Valdez-Fragoso, E. Ortega-Rivas // Particulate Science and Technology. - 2007. - 25:6. - P. 549-554.

53. Gibbs, B. F. Encapsulation in the food industry: A review. / B. F. Gibbs, S. Kermasha, I. Ali, C. H. Mulligan // International Journal of Food Sciences Nutrition. - 1999. - 50. - P. 213-224.

54. Shahidi, F. Encapsulation of food ingredients. / F. Shahidi, X. Q. Han // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 1993. - Volume 33, Issue 6. - P. 501-547.

55. Harlan, S. Hall. Encapsulated Food Ingredients. / Harlan, S. Hall // Symposium IFT. - Philadelphia. - 1977.

56. Jackson, L. S. Microencapsulation and the food industry. / L. S. Jackson, K. Lee // Lebensmittel-Wissenschaft Technologie. - 1991.

57. Zuidam, N. J. Encapsulation Technologies for Active Food Ingredients and Food Processing / N. J. Zuidam, V. A. Nedovic // Springer Science. - 2010.

58. А. с. 543250 СССР, МКИ С 05 С 9/00, C 05 G 3/08. Способ получения медленнодействующих удобрений / А. Д. Абкин, М. А. Брук, Ф. С. Якушин, Е. Б. Мамин, И. В. Черняк, Г. Г. Исаева, К. К. Чуйко, С. Л. Мунд, Л. И. Кузнецова, Ю. М. Капцынель, В. П. Грызлов. - N 2063790/23-26; заявл. 01.10.74 ; опубл. 1980, Бюл. №10. - 3 с.: ил.

59. Пат. 1132159 ФРГ, МПК С 05 С9/02. Verfahren zur Herstellung von langsam wirkenden Stickstoffduenge-mitteln aus Harnstoff-Formaldehyd-

Kondensationsprodukten / Mueller Dr Ernst (Германия). - N M0042881; заявл. 26.09.1959; опубл. 28.06.1962. - 4 с.: ил.

60. А. с. 1659386 СССР, МКИ С 05 G 3/08. Покрытие для гранулированных азотных удобрений / Г.В. Наумова, Л.В. Косоногова, Р.В. Кособокова, Г.П. Вирясов, В.В. Печковский, С.И. Кулешова, Е.Д. Дзюба, И.А. Юшкевич, Г.В. Пироговская, И.А. Богомаз, Е.И. Шагиева, Л.Г. Шейко. - N 4649806/15; заявл. 13.02.89; опубл. 30.06.1991, Бюл. № 24. - 4 с.: ил.

61. А. с. 895972 СССР, МКИ С 05 G 1/00. Состав покрытия для защиты удобрений / А.И. Кудрявцев, С.В. Плышевский, В.В. Печковский. - N 2913549/2326; заявл. 25.03.1980; опубл. 07.01.1982, Бюл. № 1. - 2 с.: ил.

62. Пат. 2332392 Российская Федерация, МПК С 05 G 3/10, С 05 G 5/00. Частицы удобрения, имеющие покрытие / Поукари Юхани (Финляндия), Херо Хеикки (Финляндия). - N 2004136286/15; заявл. 19.06.2003; опубл. 10.10.2005, Бюл. № 24. - 14 с.: ил.

63. Пат. 2240688 Российская Федерация, МПК A 01 N 25/26, С 05 С 9/00. Контролируемое высвобождение продуктов на основе мочевины / Мао Лидзун (США), Йанг Ксиаоминг (США), Петкавич Роберт Дж. (США). - N 2000108768/12; заявл. 5.04.2000; опубл. 27.11.2004. - 20 с.: ил.

64. Пат. 2224732 Российская Федерация, МПК С 05 G 3/08. Способ получения медленнодействующих капсулированных удобрений / И.Д. Комиссаров, В.А. Уступалова, Е.Г. Козел, Г.Н. Филисюк. - N 2002128714/15; заявл. 25.10.2002; опубл. 27.02.2004. - 5 с.: ил.

65. Пат. 5538531 США, МПК С 05 G 9/00. Strolled release fertilizers and methods of production / Alice P. Hudson, Fred E. Woodward, Louis Robinson. - N 177,910; заявл. 6.06.1994; опубл. 23.07.1996. - 7 с.: ил.

66. Пат. 6663686 США, МПК С 08 G 18/36. Strolled release fertilizer and method for production thereof / Albert J. Geiger (Канада), Eugene G. Stelmack (Канада), Nicolette M. Babiak (Канада). - N 09/604,161; заявл. 27.06.2000; опубл. 16.12.2003. - 7 с.: ил.

67. Пат. 5993505 США, МШ A 01 N 25/00, C 05 B 7/00. Controlled release fertilizer compositions and processes for the preparation thereof / Edze Jan Tijsma (Нидерланды), Johannes Gijsbertus Antonius Terlingen (Нидерланды), Seija Helena Aalto (Великобритания), Hendrikus Gisbertus Adrianus van Kaathoven (Нидерланды). - N 09/083,734; заявл. 22.05.1998; опубл. 30.11.1999. - 8 с.: ил.

68. Пат. 4023955 США, МШ C 05 C 9/00. Controlled release fertilizer / Otto H. Mueller. - N 512,090; заявл. 4.10.1974; опубл. 17.05.1977. - 10 с.: ил.

69. Пат. 5454851 США, МШ C 05 G 5/00. Slow release fertilizers / Zlotnikov Evgeny (Израиль), Abraham Shaviv (Израиль), Boris Gordonov (Израиль), Uri Michael (Израиль). - N 197,293; заявл. 16.02.1994; опубл. 3.10.1995. - 7 с.: ил.

70. Пат. 5849060 США, МШ: C 05 G 5/00. Controlled release fertilizer and preparations thereof / Li Diping (KrnM), Wang Haobin (^тай), Xu Xiucheng (Km-ай), Hou Cuihong (Km-ай). - N 695,386; заявл. 9.08.1996; опубл. 15.12.1998. -12 с.: ил.

71. Пат. 4804403 США, МГО C 05 C 9/00, C 05 C 13/00. Attrition-resistant, controlled release fertilizers / William P. Moore - N 82,236; заявл. 6.08.1987; опубл. 14.02.1989. - 9 с.: ил.

72. Пат. 4081264 США, МШ: C 05 C 9/00. Slow release fertilizers and processes for preparing same / Wahid R. Ali (Венесуэла). - N 728,322; заявл. 30.09.1976; опубл. 28.03.1978. - 3 с.: ил.

73. Пат. 4936897 США, МШ: A 01 N 25/26. Method for the manufacture of slow release fertilizers / Grigori Pipko (Израиль), Shalom Manor (Израиль), Moshe Ziv (Израиль). - N 134,227; заявл. 17.12.1987; опубл. 26.06.1990. - 5 с.: ил.

74. Пат. 7452399 США, МГО C 05 D 9/00, C 05 D 9/02. Coating for fertilizer / Albert A. Whittington. - N 10/682,347; заявл. 10.10.2003; опубл. 18.11.2008. - 8 с.: ил.

76. Пат. 6193775 США, МПК C 05 G 5/00. Coated granular fertilizer / Fujita Toshio (Япония), Shigemitsu Yoshida (Япония). - N 08/102,829; заявл. 6.08.1993; опубл. 27.02.2001. - 13 с.: ил.

77. Пат. 4549897 США, МПК A 01 N 25/26. Protein degraded pre-vulcanized natural rubber coated slow release fertilizers / Yeoh C. Seng (Малазия), Chen S. Fong (Малазия). - N 408,774, заявл. 17.08.1982; опубл. 29.10.1985. - 5 с.: ил.

78. Пат. 6309439 США, МПК C 05 G 5/00. Coated fertilizer granules / Klaus Horchler von Locquenghien (Германия), Karl Engelhardt (Германия), Eberhard Kleinbach (Германия), Michael Wolfgang Miller (Германия). - N 09/662,634; заявл. 15.09.2000; опубл. 30.10.2001. - 6 с.: ил.

79. Пат. 5089041 США, МПК A 01 N 25/26, C O5 G 5/00. Encapsulated slow release fertilizers / Harold E. Thompson, Richard A. Kelch. - N 497,442; заявл. 22.05.1990; опубл. 18.02.1992. - 10 с.: ил.

80. Пат. 2005/0066697 США, МПК C 05 C 9/00. Slow-release polyurethane (urea) encapsulated fertilizer / Robert Lee Cline (США), Peter H. Markusch (США), Ralf Guether (Германия). - N 10/675,536; заявл. 30.09.2003; опубл. 31.03.2005. - 10 с.: ил.

81. Пат. 5466274 США, C05C9/00, C05G3/10. Abrasion resistant coatings for fertilizers / Alice P. Hudson, Fred E. Woodward, Sam Woodward, Richard J. Timmons, Harvey M. Goertz. - N 222,669; заявл. 4.04.1994; опубл. 14.11.1995. - 9 с.: ил.

82. Пат. 6358295 США, С 05 G 3/00. Method for producing granular coated fertilizer / Nobuaki Tabei (Япония), Noriaki Saitou (Япония), Kazuhisa Endo (Япония). - N 09/798,905; заявл. 6.03.2001; опубл. 19.03.2002. - 6 с.: ил.

83. Пат. 10010912 Германия, C 05 G 3/00, C 05 G 3/10. Retard fertilizer comprising fertilizer granules coated with starch ester, prepared with controllable release characteristics using 2-phase mixture of starch ester solution and water for coating / Rapthel Andre. - N 10010912; заявл. 6.03.2000; опубл. 20.09.2001. - 6 с.: ил.

84. А. с. 848029 СССР, МКИ A 61 J 3/06, A 23 G 3/20. Устройство для нанесения оболочек на лекарственные формы / А.И. Зайцев, А.В. Царьков, В.А. Северцев, Д.О. Бытев, В.М. Готовцев, С.В. Иванов, В.Н. Сидоров, В.А. Членов. -N 2789271/28-13; заявл. 16.04.1979; опубл. 23.07.1981, Бюл. №27. - 4 с.: ил.

85. А. с. 1537255 СССР, МКИ A 61 J 3/06, B 05 C 19/00. Установка для нанесения защитных покрытий на гранулы / А.И. Краевский. - N 4199880/31-05; заявл. 5.01.87; опубл. 23.01.1990, Бюл. №3. - 4 с.: ил.

86. Одинцов, А.В. Капсулирование минеральных удобрений в тарельчатом грануляторе / А.В. Одинцов, А.Г. Липин, В.В. Степанов // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2009. - №4. - С. 64-68.

87. Одинцов, А.В. Прогнозирование гранулометрического состава при получении двухслойных гранул / А.В. Одинцов, А.Г. Липин // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. - 2010. - Т. 53, вып. 5. - С. 120-122.

88. Пат. 3241520 США, МПК A 61 J 3/00. Particle coating apparatus / Dale E. Wurster, James A. Lindlof. - N 406,215; заявл. 19.10.1964; опубл. 22.03.1966. - 9 с.: ил.

89. Пат. 4237814 США, B 05 С 5/00. Apparatus for the continuous production and coating of granulates in fluidized layer / Zoltan Ormos (Венгрия), Béla Csuksis (Венгрия), Karoly Pataki (Венгрия), Laszld Balla (Венгрия), Tibor Blickle (Венгрия). - N 24,856; заявл. 28.05.1979; опубл. 9.12.1980. - 10 с.: ил.

90. А. с. 611687 СССР, МКИ B 05 C 9/06. Устройство для нанесения многослойных покрытий на частицы материала / А.И. Зайцев, В.А. Раков, В.Н. Сидоров, Ю.В. Чернышев, А.В. Царьков. - N 2181945/23-05; заявл. 13.10.75; опубл. 25.06.1978, Бюл. №23. - 5 с.: ил.

91. А. с. 395121 СССР, МКИ B 05 C 9/14, A 61 J 3/06. Устройство для нанесения покрытия / П.С. Кущ, В.И. Малюкевич, В.Д. Михайлик, В.М. Богданов, Г.С. Кабалдин. - N 1702308/31-16; заявл. 21.09.1971; опубл. 28.08.1973, Бюл. №35. - 2 с.: ил.

92. Пат. 2108872 Российская Федерация, МПК B 05 C 9/04, B 05 C 9/06. Установка для непрерывного нанесения покрытий на дисперсные материалы /Л.Н. Овчинников, А.И. Сокольский, А.А. Шубин. - N 96104680/25; заявл. 11.03.1996; опубл. 20.04.1998, Бюл. № 11. - 6 с.: ил.

93. Липин, А. Г. Определение сплошности полимерной оболочки капсулированных зернистых материалов / А. Г. Липин, В. О. Небукин, А. А. Липин // Сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы естествознания». - Иваново, 2018. - С. 58-61.

94. Волков, А. И. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский; Мн.: Современная школа, 2005. - 608 с. - ISBN 985-6751-04-7.

95. Гумницький, Я. М. Динамша тепломасообмшу у шарi дисперсного матерiалу тд час капсулювання у сташ псевдозрщження. / Я. М. Гумницький, О. А. Нагурський, А. О. Нагурський // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2013. - Т. 2. №8(62). - С. 42-44.

96. Юхименко, М. Исследование гидродинамики и кинетики процесса капсулирования гранул минеральных удобрений в многоступенчатом аппарате взвешенного слоя. / М. Юхименко, Р. Острога, А. Артюхов // Восточноевропейский журнал передовых технологий. - 2016. - Т. 6. №6(84). - С. 22-28.

97. Zhaochen Jiang. CFD-DEM study of residence time, droplet deposition, and collision velocity for a binary particle mixture in a Wurster fluidized bed coater. / Zhaochen Jiang, Andreas Bück, Evangelos Tsotsas // Drying Technology. - 2018. -36:6. - P. 638-650.

98. Hoffmann, T. Prediction of Shell Porosities in Continuous Fluidized Bed Spray Layering. / T. Hoffmann, C. Rieck, M. Schmidt, A. Bück, M. Peglow, E. Tsotsas. // Drying Technology. - 2015. - 33:13. - P. 1662-1670.

99. Ronsse, F. Numerical Spray Model of the Fluidized Bed Coating Process. / F. Ronsse, J. G. Pieters, K. Dewettinck // Drying Technology. - 2007. - 25:9. - P. 14911514.

100. Hatamipour, M. S. Experimental and Theoretical Investigation of Drying of Carrots in a Fluidized Bed with Energy Carrier. / M. S. Hatamipour, D. Mowla // Drying Technology. - 2003. - 21:1. - P. 83-101.

101. Daniel Müller. Influence of separation properties and processing strategies on product characteristics in continuous fluidized bed spray granulation. / Daniel Müller, Andreas Bück, Evangelos Tsotsas // Powder Technology. - 2019. - 342. - P. 572-584.

102. Буевич, Ю. А. Струйное псевдоожижение / Ю. А. Буевич, Г. А. Минаев; М.: Химия, 1984. - 136 с.

103. Страшнов, Н. М. Гидродинамика аппаратов со струйными течениями в псевдоожиженном слое: дис. ... канд. техн. наук.: 05.17.08 - Тамбов, 1983. - 181 с.

104. Буевич, Ю. А. О струйном течении в низком псевдоожиженном слое / Ю. А. Буевич, Г. А. Минаев, С. М. Элленгорн // Инженерно-физический журнал -1976. - т.30, №2. - С.197-205.

105. Лукашев, В. К. Закономерности движения и распределения твёрдой фазы в струе, истекающей в псевдоожиженный слой // Инженерно-физический журнал -1986. - т.51, №3. - С. 436-443.

106. Минаев, Г. А. Механика струйных течений в зернистом слое/ Г. А. Минаев. - Минск: ИТМО АН БССР, 1976. - 47 с.

107. Сучков, Е. А. Моделирование и оптимизация процессов сушки сыпучих материалов в аппаратах псевдоожиженного слоя с множественным фонтанированием: Дис. ... канд. техн. наук.: 05.17.08 - Москва, 1987. - 215 с.

108. Липин, А. Г. Оценка степени покрытия при капсулировании зернистых материалов в псевдоожиженном слое / А. Г. Липин, В. О. Небукин, А. А. Липин // Известия высших учебных заведений. Серия: химия и химическая технология. -2019. - т.62, №5. - С.84-90.

109. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев; - М.: Наука, 1980. - 976 с.

110. Липин, А. Г. Оценка эффективности капсулирования гранулированных материалов в аппарате кипящего слоя / А. Г. Липин, К. Б. Степанов,

Л. Н. Овчинников, В. А. Круглов // Деп. В ОНИИТЭХИМ (г. Черкассы).- 1987. -№ 1133-хп.

111. Небукин, В. О. Моделирование процессов тепломассопереноса при капсулировании удобрений / В. О. Небукин, А. Г. Липин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2015. - т.3, №5-4. - С. 123-127.

112. Гельперин, Н. И. Основы техники псевдоожижения. / Н. И. Гельперин, В. Г. Айнштейн, В. Б. Кваша; М.: Химия, 1967. - 664 с.

113. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2018618508 Российская Федерация. Расчет процесса капсулирования в аппарате с псевдоожиженным слоем гранул / Небукин В. О., Липин А. Г., Липин А. А.; заявитель и обладатель ФГБОУ ВО ИГХТУ (Щ). - №2018615313; заявл. 25.05.2018; опубл. 13.07.2018, Реестр программ для ЭВМ. - 1 с.