Технология производства глюкаваморина
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
°ния5250.510501NH4H2PO4 3150.1756300.35Пропинол Б-40040.60.04181.20.082вода4674446.7449392893.928Посевной материал7151.27.014302.414ИТОГО75880.870152201.6140РАСХОДЖидкость на каплеунос и испарение6070.4645.612176.12811.2КЖ69810.33664.4140025.472128.8ИТОГО75880.870152201.6140
Плотность ферментационной среды: 75880,8/70= 1084кг/ м3
Получение посевного материала
Для приготовления посевной питательной среды требуется в % масс.:
кукурузная мука - 5.0
кукурузный экстракт - 1.0
вода - остальное
Если состав питательной среды задан в % масс., вначале определяем среднюю плотность среды:
?ср = 0.05*1380+0.01*1260+0.94*1000=1021.6 кг/ м3
где 0.05, 0.01, 0.94- массовые доли кукурузной муки, кукурузного экстракта (плотность - 1260 кг/м3 ) и воды (плотность 1000 кг/м3) соответственно.
Масса раствора:
.6*7=7151.2 кг
Для приготовления питательной среды объемом 7 м3 требуется:
-кукурузной муки
7151.2*0.05 = 357.5 кг
кукурузного экстракта
.2* 0.01= 71.51 кг
воды
.2*094 =6722.128 кг
Таблица 2. Материальный баланс получения посевного материала
ПРИХОДНаименование компонентовНа 1 операциюВ суткиПо m, кгПо V, м3По m, кгПо V, м3Кукурузная мука357.560.259715.120.158Кукурузный экстракт71.5120.057143.0240.114Вода6722.1286.7213444.25613.44ИТОГО7151.27.03614302.414.072РАСХОДНа каплеунос572.10.5631144.21.126КЖ65796.441315812.88ИТОГО7151.27.00314302.214.06
Тепловой баланс процесса ферментации
Уравнение теплового баланса процесса ферментации в общем виде можно представить выражением:
,
где Q1 - биологическое тепло, выделяющееся в процессе ферментации;
Q2 - тепло, вносимое перемешивающим устройством;
Q3 - тепло, вносимое воздухом;
Q4 - тепло, отводимое отработанным воздухом;
Q5 - количество тепла, которое необходимо отвести охлаждающей водой;
Q6 - потери тепла в окружающую среду.
В расчете на одну операцию:
,
где q1 - удельное тепловыделение, кДж/(м3 •ч);
V1 - объем среды в ферментаторе, м3.
,
где N - мощность привода перемешивающего устройства, кВт N=146.6 кВт;
? - коэффициент полезного действия электропривода, ?=0.80.
Количество тепла, вносимого в ферментатор воздухом:
где Gвозд - расход воздуха на ферментацию, м3/(м3?ч);
r1 - плотность входящего воздуха, кг/м3;
I1 - теплосодержание входящего воздуха, кДж/кг сухого воздуха.
Влагосодержание воздуха и его энтальпию можно определить по I-x - диаграмме Рамзина или рассчитать аналитически по уравнениям:
где х1 - влагосодержание воздуха, кг водяного пара / кг сухого воздуха;
t1 - температура воздуха, С;
рнас - давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха t, Па;
П - общее давление воздуха, 0.20-0.25 МПа;
j - относительная влажность воздуха, мас. доли.
где Т - температура воздуха, К.
В качестве исходных данных принимаем для расчета следующие параметры входящего воздуха:
t1 =50С; j = 0,4;
рнас = 12330.6 Па (по табл. XXXVIII [1] при 50С).
Тогда
где 50 - расход воздуха на ферментацию, м3/(м3?ч);
- объем среды в ферментаторе, м3.
Отработанный воздух имеет следующие параметры:
температура t2 = 35С; j = 1,0;
давление воздуха на выходе из ферментатора П2 = 0.03-0.4 МПа;
рнас = 5622 Па (по табл. XXXVIII [1] при 35С).
Тогда
Количество тепла, отводимое водой:
Потери тепла в окружающую среду:
4.3 Стерилизация
Тепловой баланс емкостного аппарата
Q1+ Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6,
где Q1 - тепло, вносимое в аппарат со средой;
Q2 - тепло, отдаваемое теплоносителем (паром в рубашке);
Q3 - тепловой эффект процесса (в технологических расчетах, как правило, принимают Q3 = 0);
Q4 - тепло, уносимое средой из аппарата;
Q5 - тепло, затрачиваемое на нагрев емкости;
Q6 - тепло, теряемое аппаратом в окружающую среду.
Количество тепла, вносимого в аппарат
Q1 = 63 1087.15 4 40 = 10 958 472 кДж,
где 63 - количество среды на загрузку ферментатора, м3;
.15 - плотность среды r, кг/м3 ;
- начальная температура среды, С.
Количество тепла, уносимого из аппарата средой
Q4 = 63 1087.15 60 4 = 16 437 708 кДж,
где 60 - конечная температура среды, С.
Тепловой эффект процесса Q3 = 0.
Расход тепла на нагрев емкости
Q5 = М са ( tк - tн) = 25 000 0,5 (60 - 40) = 250 000 кДж,
где М = 25 000 - масса аппарата, кг;
са - теплоемкость материала емкости, кДж/кгК.
Тепло, теряемое аппаратом в окружающую среду
Q6 = a F (tст.нар - tвозд) t,
где tст.нар - температура наружной поверхности стенки аппарата, 30С;
tвозд - температура окружающего воздуха, 20С;
F - поверхность аппарата, м2 (F = 92 м2);
a - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К;
t - продолжительность пребывания среды в емкости, ч.
a = 9,74 + 0,07 (tст.нар - tвозд) [5];
a = 9,74 + 0,07 (30 -20) = 10,44 Вт/м2К;
Q6 = 10,44 10-3 92 (30-20) 0.5 3600 = 17 288.640 кДж.
Количество тепла, которое необходимо подвести к емкости
Q2 = Q4 + Q5 + Q6 - Q1 = 16 437 708 + 250 000 + 17 288.640 - 10 958 472 = 5 476 525 кДж.
Тепловой поток
Ф = Q2 : t;
Расход пара на нагревание среды в емкости
где 2,171106 - теплота конденсации пара при Р = 0,2 МПа.
5. ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1 Оборудование для получения и подготовки питательных сред
.1.1 Установка непрерывной стерилизации жи