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>