Узагальнено отримані останнім часом у ННЦ "ХФТІ" основні експериментальні результати стосовно отримання низки рідких та рідкісноземельних металів в особливо чистому стані та дослідження їх властивостей. Стисло викладено основні принципи фізичних методів рафінування металів (дистиляція, плавлення та зонна перекристалізація, електроперенос та його поєднання з зонним плавленням) з застосуванням вакуумної та надвисоковакуумної техніки. Показано перспективу комплексного застосування фізичних методів рафінування для глибокого очищення металів. Отримано низку металів у моно- та полікристалічному станах (Re, Ru, Os, W, Cr, Nb, V, Zr, Be, Ga, Dy тощо), чистота яких відповідає кращим світовим аналога. Під час дослідження фізико-механічних властивостей особливо чистих металів виявлено ряд особливостей та ефектів, що раніше не спостерігались у металів меншої чистоти. Так, у високочистого берилію виявлено надпластичність, у особливо чистого рутенію за гелієвих температур - магнітний пробій та аномально великі осциляції термо-ЕРС, які перевищують класичні на два порядки. З підвищенням чистоти монокристалів вольфраму та рутенію їх магнітний опір зростає на порядки. Характерні зміни властивостей спостережено і в інших високочистих металів.

Солева дистиляція використовується для дегідратації етилового спирту, необхідного для одержання біопалива. Експерименти на спрощеній установці показали, що теплоту, витрачену на регенерацію солей, можна використати повторно при ординарній перегонці у верхній частині установки, що дає змогу істотно зменшити висоту перегонної установки. Солеву дистиляцію можна також використовувати для спільного виробництва технічного зневодженого спирту та харчового спирту підвищеної чистоти.

Висвітлено фізико-хімічні основи технологічних процесів водопідготовки й очищення стічних вод хімічної та інших галузей промисловості. Наведено характеристику забруднень, класифікацію стічних вод і вимоги до якості очищеної води. Розглянуто теоретичні основи водопідготовки та очищення стічних вод від завислих, колоїдно-дисперсних, молекулярно та іонорозчинних речовин. Описано фізикохімію процесів освітлення, знебарвлення, дегазації, зм'якшення, опріснювання та дезактивації води, загальні принципи та фізикохімію процесів комплексної переробки солоних і стічних вод різних галузей промисловості з одночасною утилізацією продуктів водоочищення й організацією замкнених циклів промислового водоспоживання. Висвітлено фізикохімію таких процесів, як коагуляція, флокуляція, іонний обмін, адсорбція, екстракція, хімічне осадження, електродіаліз, зворотний осмос, ультрафільтрування, дистиляція і ректифікація, виморожування та кристалізація, окиснення домішок, біологічне очищення тощо, які широко застосовуються у сучасній передовій практиці водопідготовки та очищення стічних вод.

Висвітлено технологічні засади очистки та вирощування кристалів. Наведено загальну характеристику технології створення виробів електронної техніки. Розкрито фізико-хімічні основи матеріалознавства напівпровідників. Розглянуто основні методи очистки напівпровідникових матеріалів (через парову фазу, сублімація, дистиляція, кристалізація). Запропоновано технологію одержання монокристалів напівпровідникових і діелектричних матеріалів. Розглянуто основні технологічні операції виробництва напівпровідникових інтегральних мікросхем. Висвітлено фізико-хімічні основи технологій вирощування монокристалічного кремнію, а також створення напівпровідникових і гібридних інтегральних мікросхем. Описано фізико-хімічні процеси в металевих провідниках і контактах.

Освещены технологические основы очистки и выращивания кристаллов. Дана общая характеристика технологии создания изделий электронной техники. Раскрыты физико-химические основы материаловедения полупроводников. Рассмотрены основные методы очистки полупроводниковых материалов (через паровую фазу, сублимация, дистиляция, кристаллизация). Приведена технология получения монокристаллов полупроводниковых и диэлектрических материалов. Рассмотрены основные технологические операции производства полупроводниковых интегральных микросхем. Освещены физико-химические основы технологий выращивания монокристаллического кремния,а также создания полупроводниковых и гибридных интегральных микросхем. Описаны физико-химические процессы в металлических проводниках и контактах.

Запропоновано систему автоматичного керування установкою контактної мембранної дистиляції. Розроблено нестандартний регулятор перепаду тиску. Досліджено регулятор на лабораторній установці. Наведено дані експериментальних досліджень статичної характеристики регулятора перепаду тиску.

Регенерація водних відходів життєдіяльності екіпажу пілотованих космічних апаратів великою мірою визначає успіх тривалих місій до Місяця й Марса. Відцентрова вакуумна дистиляція (ВВД) визнана найперспективнішою технологією регенерації високомінералізованих вод (у тому числі урини) для пілотованих космічних систем. Викладено результати розробки й випробування системи регенерації води, що включає п'ятиступеневий вакуумний відцентровий дистилятор (ВД) і термоелектричний тепловий насос (ТЕБ), призначеної для одержання питної води з відходів життєдіяльності людини (сангігієнічної води, урини, поту, конденсату з повітря) на борту космічного корабля за умов тривалого польоту. Завдяки конструктивним особливостям, що забезпечують проведення випарно-конденсаційних процесів на обертових поверхнях з використанням відцентрових сил, апарат може функціонувати за умов нульової гравітації (невагомості). Вакуумування внутрішньої порожнини дистилятора дає можливість здійснювати теплообмінні процеси за температур, що унеможливлюють перегрів урини й випадання нерозчинних солей на теплообмінних поверхнях. За завданням компанії Honeywell International, Inc. (США) виготовлено три системи ВВД+ТЕБ. У результаті дослідження їх роботи на стенді НТУУ "КПІ" і на стенді замовника визначено характеристики комплексу залежно від частоти обертання ротора ВД, електричної потужності, підведеної до ТЕБ, ступеня концентрування вихідної рідини, установлено оптимальні параметри системи для роботи на борту космічного корабля. За результатами порівняльних випробувань

декількох систем для регенерації води різних компаній на стенді НАСА упродовж 2008 - 2009 рр. система ВВД+ТЕБ була визнана кращою з комплексу масогабаритних і енергетичних характеристик.

Зазначено, що застосування біогазу як альтернативного енергоносія потребує поглибленого його очищення від оксиду вуглецю, діоксиду вуглецю, водню, сірководню, що є його неминучими супутниками. На сьогодні відомі та використовуються різні способи очищення, а саме криогенна дистиляція, хемосорбція, абсорбція тощо. Разом з тим, найбільш перспективним напрямком очищення є використання мембранних технологій, зокрема первапорація.

Проведен анализ поведения примесей внедрения в Cd и Zn с точки зрения термодинамики. Рассмотрены восстановительные реакции оксидов кадмия, цинка и углерода, а также нитрида цинка с материалом геттера из сплава Zr—Fe в зависимости от температуры и величины вакуума. Выработаны оптимальные исходные температурные и вакуумные условия проведения процессов глубокого рафинирования Cd и Zn от примесей внедрения. Экспериментально показано, что предложенный способ рафинирования обеспечивает более эффективную очистку кадмия и цинка от примесей внедрения, чем дистилляция без фильтра: их содержание снижается более чем на порядок по сравнению с концентрацией в исходных металлах.

Проведено аналіз поведінки домішок проникнення в Cd і Zn з точки зору термодинаміки. Розглянуто відновні реакції оксидів кадмію, цинку і вуглецю, а також нітриду цинку з матеріалом гетера зі сплаву Zr—Fe залежно від температури і величини вакууму. Вироблено оптимальні вихідні температурні та вакуумні умови проведення процесів глибокого рафінування Cd та Zn від домішок проникнення. Експериментально показано, що запропонований спосіб рафінування забезпечує більш ефективну очистку кадмію та цинку від домішок проникнення, ніж дистиляція без фільтра: їх зміст знижується більш, ніж на порядок у порівнянні з концентрацією у вихідних металах.

Behavior of interstitial impurities in Cd and Zn is analysed in terms of thermodynamics. The authors consider reduction reactions of cadmium, zinc and carbon oxides, as well as zinc nitride with the getter material from the Zr-Fe alloy, depending on temperature and vacuum. Optimum initial temperature and vacuum conditions for the processes of deep refining of Cd and Zn from interstitial impurities has been developed. It has been shown experimentally that the proposed refining method provides a more effective cleaning of cadmium and zinc from the interstitial impurities than the distillation without a filter: the impurity content is reduced more than tenfold compared to the concentration in the input metal.

Надано аналіз досягнутого рівня розвитку мембранної технології як альтернативи традиційним енергоємним процесам розділення речовин у промисловості, таким як кріогенна дистиляція та адсорбція. Показано важливу роль великомасштабних мембранних процесів виробництва кисню, водню, синтезу органічних речовин і розділення складних органічних розчинів в економному використанні енергетичних ресурсів - природного газу, вугілля та відновлюваних джерел енергії. Розглянуто перешкоди і можливі дії з їх подолання на шляху до комерційної реалізації енергозберігаючого мембранного розділення та інтенсивного застосування мембран для виявлених можливостей.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л875.11/19-1с

Рубрики:

Виробництво окремих видів плодово-ягідних вин

Шифр НБУВ: Ж43715 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вода дистильована використовується як розчинник для приготування й аналізу лікарських засобів і має відповідати фармакопейним вимогам чистоти. Проте процес одержання води очищеної дистиляцією зазвичай є циклічним (запуск обладнання, вихід на режим, власне робота та вимкнення), і на різних стадіях функціонування аквадистилятора якість одержаної води може суттєво відрізнятись. Мета дослідження - моніторинг питомої електропровідності та визначення заходів для покращання якості дистильованої води (ДВ), що використовується для фармакопейних потреб у лабораторіях, аптеках, на виробництвах тощо. За допомогою кондуктометричного методу було проведено дослідження питомої електропровідності ДВ, свіжоодержаної з аквадистиляторів GFL-2008 і ДЕ-10. Встановлено, що якість ДВ залежить від таких факторів, як конструкція і час роботи аквадистилятора в одному циклі (цикл - увімкнення, нагрівання, кипіння/перегонка, вимкнення), стан чистоти контактних з киплячою водою поверхонь і хімічна інертність нержавіючої сталі перегонних і прийомних кубів аквадистиляторів. Таким чином, в організаціях та установах, що використовують ДВ, для виконання фармакопейних вимог щодо її чистоти контроль якості одержаної води за допомогою кондуктометричного методу має вестись не спорадично, а погодинно чи безперервно. Внутрішні поверхні аквадистиляторів, які контактують з киплячою водою, повинні регулярно (не рідше 1 разу в 3 міс) очищуватися від шламу, нагромадження якого погіршує питому електропровідність одержаної ДВ.

Селекція сортів зернових крохмаловмісних культур спирто-дистилятного напряму використання для виробництва питного етанолу й технічного біоетанолу неможлива без лабораторного оцінювання ферментабільності зерна селекційних ліній, визначення виходу етанолу та побічних продуктів ферментації. Для оцінювання ферментабільності зерна селекційного матеріалу пропонуємо розроблену й апробовану нами лабораторну процедуру. При розробці лабораторного методу ферментації зразків зерна за основу було взято галузевий стандарт ГСТУ 46.045-2003, змінений і доповнений численними власними модифікаціями. Розроблений лабораторний метод оцінювання ферментабільності включає етапи підготовки проб для аналізу, помел зерна, визначення його вологості та вихідних параметрів, таких як вміст у зерні крохмалю й білка. В окремих випадках визначають якість крохмалю, а саме, співвідношення амілоза/амілопектин і консистенцію ендосперму (твердість зерна). Власне сама лабораторна процедура включає фази желатинізації крохмалю, ферментативного розрідження водної суспензії борошна, ферментативного оцукрення крохмалю, дріжджового зброджування, дистиляції етанолу, визначення виходу етанолу й побічних продуктів ферментативного гідролізу зерна. Наведено приклади визначення ферментабільності зерна селекційних ліній пшениці з крохмалем типу ваксі та екстрам'якозерної пшениці. Метод запропоновано для застосування у селекційних програмах створення сортів і гібридів зернових культур спирто-дистилятного напряму використання.

Запропоновано метод шумового регуляризатора у процесі навчання моделі методами дистиляції знань і навчання моделі студента від моделі вчителя, який імітує навчання від декількох вчителів, зменшуючи кількість помилок мережі студента. Результати експериментів свідчать, що за правильного підбору рівня шуму спостерігається зменшення кількості помилок до 11 відсотків. Наведені результати експериментів доводять, що застосування шумового регуляризатора збільшує точність мережі студента у порівнянні зі звичайним навчанням від вчителя.

Запропоновано модель і метод навчання багатошарового екстрактора ознак та вирішувальних правил для детектора шкідливого трафіку. Модель екстрактора ознак основана на згортковій розріджено кодуючій мережі, розріджений кодер якої апроксимується моделлю регресійного випадкового лісу згідно принципів дистиляції знань. При цьому розроблено алгоритм зростаючого розріджено кодуючого нейронного газу для навчання екстрактора ознак без вчителя з автоматичним визначення необхідної кількості ознак на кожному шарі. На етапі навчання екстрактора ознак для реалізації розрідженого кодування використано жадібний L0-регуляризований метод ортогонального узгодженого переслідування (Orthogonal Matching Pursuit), а під час дистиляції знань додатково використовувався L1-регуляризований метод найменших кутів (Least angle regression algorithm). Завдяки ефекту редукції причини отримані ознаки є некорельованими, а сформований ознаковий опис є стійким до завад та змагальних (Adveserial) атак. Запропонований екстрактор ознак навчається без вчителя для розділення пояснюючих факторів і дозволяє з максимальною ефективністю використати нерозмічені навчальні дані, обсяг яких, як правило, досить великий. Як модель вирішувальних правил запропоновано використовувати двійковий кодер спостережень на основі ансамблю дерев рішень та інформаційно-екстремальні роздільні замкнені гіперповерхні (контейнери) класів, що відновлюються в радіальному базисі двійкового простору Хеммінга. Додавання кодуючих дерев відбувається за принципом бустінгу, а радіус контейнерів класів оптимізується шляхом прямого перебору. Інформаційно-екстремальний класифікатор характеризується низькою обчислювальною складністю та високою узагальнюючою здатністю для малих наборів розмічених навчальних даних. Результати верифікації навченої моделі на відкритих тестових наборах даних CTU підтверджують придатність запропонованих алгоритмів для практичного застосування, оскільки точність розпізнавання шкідливого трафіку становить 96,1 %.

Досліджено процес вакуумної мембранної дистиляції в процесі витягу етанолу з розчину меляси. Зростання виробництва біопалива (особливо безводного етанолу) стимулював пошук нових методів, які дозволяють витягати і концентрувати його більш ефективним і прибутковим способом; мембранна технологія є одним з них. Мембранна дистиляція, призначена для вилучення спиртів, являє собою методику з використанням пористих мембран для поділу рідкої суміші, в якій рушійною силою процесу є градієнт парціального тиску на мембрані. Під час процесу летючі компоненти повинні змінити фазу, щоб пройти через мембрану. Основна перевага цього методу полягає в можливості безперервного видалення етанолу на стадії виробництва паливного спирту. Мембранна дистиляція з вакуумом, що призначена для відновлення спиртів, майже не вивчена. Актуальною задачею є створення математичної моделі процесу. Розроблено математичну модель динаміки температури і концентрації на виході з мембранного модуля. Сформульовані припущення прийняті при розробці математичної моделі процесу. Математична модель враховує зміну концентрації етанолу в розчину на виході і в парі, що дифундує через мембрану. Можливими керуючими впливами розглянуті зміна вакууму в каналі пермеату і витрати охолоджуючої води для конденсації парів етанолу. Визначаються статичні та динамічні характеристики за каналами керування і збурення на основі створеної математичної моделі процесу. Досліджується вплив допущень на вид і характер динамічних властивостей. Досліджувалася система в просторі стану. Метод кінцевих різниць використано для розв'язку математичної моделі з використанням програмного інструмента Matlab. Наведені графічні результати дослідження.