Технология производства глюкаваморина
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
дких питательных сред
Исходные данные для расчета установки:
) производительность установки по исходной среде: G, м3/ч - 100;
) плотность среды r, кг/м3 - 1087.15;
) удельная теплоемкость среды с, Дж/кгК - 4103;
) динамическая вязкость среды m, Пас - 0,001;
) начальная температура среды tн, С - 60;
) конечная температура среды tк, С - 123;
) давление среды абс. Р, МПа - 0,5;
) давление пара Рп, МПа - 0,55;
) температура пара tп, С - 145;
) плотность насыщенного пара rп, кг/м3 - 2.85;
) температура конденсации пара tк.п, С - 142 (при Р = 0,55 МПа);
) теплоемкость конденсата (при tср = (142 + 123) : 2 = 132.5С) ск, Дж/кгК - 4,19103;
) энтальпия пара при t = 145С I, Дж/кг - 2540103;
) энтальпия пара при t = 142С I1, Дж/кг - 2536103;
) плотность конденсата при t = 123С rк, кг/м3 - 943.
Нагреватель. Предназначен для разогрева среды острым паром.
Количество тепла, необходимое для нагревания среды
где 0,85 - коэффициент, учитывающий разбавление среды конденсатом греющего пара.
Расход тепла на стерилизацию с учетом потерь тепла в окружающую среду в размере 2-3 %
Qст = 1,02 Qн = 6 597 913.35 Вт.
Расход пара на стерилизацию (L) определяется из уравнения
Qст = L ( I1 - I) + L r + L ск (tк - t2);
=3.0 кг/с= 1,05 м3/с.
Скорость истечения пара из отверстий нагревателя
где j - коэффициент скорости.
Суммарная площадь отверстий в нагревателе, необходимых для ввода пара
f = Lп : wп = 1,05 : 72.2 = 0,0145 м2.
С учетом запаса производительности (1,1) f = 15 950 мм2.
Площадь одного отверстия диаметром 7 мм
fо = 3,14 72 : 4 = 38,465 мм.
Количество отверстий диаметром 7 мм для ввода пара в среду
n = f : fо = 15 950 : 38,465 = 415.
Диаметр внутренней трубы нагревателя
Принимаем w = 1.1 м/с, тогда
Принимаем D = 200 мм.
На внутренней трубе нагревателя D = 200 мм принимаем 20 рядов отверстий. Число отверстий в одном ряду 415: 20 = 21.
Принимаем длину внутренней трубы 0,6 м.
Диаметр штуцера для входа пара в нагреватель
.
Принимаем wп = 42 м/с, тогда
Принимаем Dп = 200 мм.
Диаметр наружной трубы нагревателя принимают
Dнар = 1,75 D;
Dнар = 1,75 200 = 350 мм.
Емкостную часть нагревателя выбирают по ГОСТ 9931-86: объем 0,25 м3; диаметр 600 мм; высота 975 мм.
Объем пара, сконденсировавшегося в нагревателе
Vк = 3,8 : 935 = 0,0041 м3/с = 14,9 м3/ч.
Объем среды, выходящей из нагревателя
Vср = 85,0 + 14,9 = 99,9 м3/ч 100 м3/ч.
Время пребывания среды в нагревателе
Диаметр штуцера для вывода среды
Принимаем D = 150 мм.
Выдерживатель. Предназначен для выдержки среды при температуре стерилизации. Используют выдерживатель трубчатого типа.
Принимаем скорость движения среды в выдерживателе w = 0,11 м/с.
Диаметр выдерживателя
Принимаем D = 600 мм.
Выбираем H : D = 10, тогда
Н = 0,6 10 = 6 м.
Объем выдерживателя
Число выдерживателей при времени выдержки 15 мин
Число аппаратов с учетом коэффициента запаса h = 0,15
n = 14.7 1,15 = 16,9.
Принимаем выдерживатель из 17 трубчатых элементов.
Действительное время выдержки
Емкость для среды. Предназначена для смешения и растворения компонентов среды.
Выбирают стандартный емкостной аппарат по ГОСТ 9931-86, вмещающий объем среды на загрузку ферментатора с коэффициентом заполнения емкости, равным 0,7.
Холодильник. Предназначен для охлажения среды до температуры ферментации
Теплоносителем является пар
где kп - коэффициент теплоотдачи, 500 Вт/м2*К
tн1 - соответствует температуре стерилизации (1230)
tк1 - температура ферментации (350)
Начальная температура охлаждающего агента tн2= 180
c2= 4180 Дж/кг*К; G2= 36 кг/с
Внутренний диаметр труб:
где ?ж - скорость движения жидкости в трубах (3 м/с)
Общая дина труб:
Уточненная общая длина труб
м
Число элементов аппарата:
l - стандартная длинна труб теплообменника
Наружный диаметр труб:
V- объемный расход жидкости в кольцевом пространстве труб:
5.2 Оборудование для получения стерильного воздуха
Для очистки воздуха применяют фильтры с различными фильтрующими материалами и элементами.
Расчет числа фильтров, имеющих стандартные фильтрующие элементы, производят по формуле
n = V : Vф,
где V - требуемый расход воздуха, м3/ч;
Vф - производительность одного фильтра, м3/ч.
Расход воздуха на аэрацию составляет 50 м3/м3ч
Для производственных ферментаторов требуемый расход воздуха составляет:
м3*50м3/м3ч=3500м3/ч
Выбираем ФТОС-4000
Для посевных ферментаторов требуемый расход воздуха
м3*50м3/м3ч=350 м3/ч
Выбираем ФТОС-500
Для головных фильтров набивного типа рассчитывают их диаметр, м
где V - требуемый расход воздуха, м3/ч;
Vф - скорость воздуха внутри фильтра; зависит от материала, применяемого для набивки фильтра, принимаем 2м/с.
П?/p>