Технология производства глюкаваморина
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
? ГОСТ 9931-85 выбираем фильтр номинальным объемом Vн =10м3, D=2200мм=2.2м
+ 1запасной
5.3 Оборудование для ферментации
.3.1 Ферментаторы для глубинного культивирования микроорганизмов в асептических производствах
В производственных условиях чаще всего используют ферментаторы барботажного типа с механическим перемешиванием. Ферментация осуществляется в периодическом режиме.
Необходимое количество ферментаторов
n = G t k : V j 24,
где G - расход питательной среды, м3/сут;
t - оборот ферментатора, ч;
k - коэффициент запаса (k = 1,11,2);
V - геометрический объем ферментатора,м3;
j - коэффициент заполнения ферментатора (j = 0,70).
Число сливов культуральной жидкости за сутки
m = G : V j,тогда
n = m t k : 24 = 2*142*1.2:24 = 14.2
Необходимое количество посевных аппаратов
nп = m tп k : 24 = 2*30*1.2:24 = 3,
где tп - оборот посевного аппарата, ч.
Расчет перемешивающего устройства.
Мощность, потребляемая мешалкой, определяется по формуле
N = kN ? n3 d5
где kN - критерий мощности (зависит от типа перемешивающего устройства и характера движения среды);
? - плотность жидкости, кг/м3;
n - частота вращения мешалки, с-1, 2.88 с-1 [1].
d - диаметр мешалки, м.
Выбираем турбинную мешалку dм=0.33*Dф-ра вн= 0.33*3600=1188 мм
Критерий мощности kN определяют по графику в зависимости от значения критерия Re и конструкции мешалки:
Re = n ? d2 / ?
где ? - коэффициент динамической вязкости жидкости, Пас, ?=0.001.
kN=4
Мощность электропривода:
Nэ = (kn kн ? ki N + Nупл)/ ?
где kn - коэффициент, учитывающий наличие перегородок (для аппаратов без перегородок kn = 1,25);
ki - коэффициент, учитывающий наличие в сосуде внутренних устройств (при наличии змеевика ki = 2);
Nупл - мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнениях вала, Вт;
? - коэффициент полезного действия привода;
kн - коэффициент наполнения аппарата.
kн = (Нж / D)0,5 ,
где Нж - высота столба жидкости, м, Нж=8 м;
D - диаметр аппарата, м, D=3.6 м [1].
При торцовых уплотнениях:
Nупл = 6020 d1,3,
где d - диаметр вала.
Ориентировочно
d = с dмеш,
где с - коэффициент, зависящий от типа мешалки: для турбинной с = 0,117.
Расчет насосов
При проектировании необходимо определить напор жидкости, создаваемый насосом, и мощность электродвигателя при заданном расходе жидкости. По этим характеристикам выбирают насос конкретной марки.
Произведем расчет насоса, перекачивающего питательную среду из УНС в ферментатор
Полезная мощность на перекачивание жидкости
Nп = ? g G H,
где G - расход жидкости,м3/с
? - плотность жидкости, 1087.15 кг/м3;
g - ускорение свободного падения, 9.8 м/с2;
H - напор, м.
H = (Р2 - Р1) : (? g) + Hг + hп,
где Р1 - давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, кПа (0.1 МПа=100 кПа)
Р2 - давление в аппарате, в который перекачивается жидкость, кПа (0.5 МПа=500 кПа);
Hг - геометрическая высота подъема жидкости, 16 м;
hп - суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях, принимаем 8 м.
Выбираем центробежный насос 4К-6, G = 90 м3/ч [6].
Номинальная мощность двигателя
N = Nп : (?н ?пер)
Nп=10987.15*9.8*0.03*62=20 кВт,
N=26 кВт
где ?н - к. п. д. насоса (для центробежного насоса ?н = 0,8)
?пер - к. п. д. передачи от электродвигателя к насосу (?пер = 0,95 при зубчатой передаче).
Nдв = N : ?дв=.30 кВт
Величина к. п. д. двигателя (?дв) в зависимости от его номинальной мощности приведена в табл. 4.
Произведем расчет насоса, перекачивающего питательную среду из ферментатора в сборник
Полезная мощность на перекачивание жидкости
Nп = ? g G H,
где G - расход жидкости,м3/с
? - плотность жидкости, 1087.15 кг/м3;
g - ускорение свободного падения, 9.8 м/с2;
H - напор, м.
H = (Р2 - Р1) : (? g) + Hг + hп,
где Р1 - давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, кПа (0.07 МПа=70 кПа)
Р2 - давление в аппарате, в который перекачивается жидкость, кПа (0.1 МПа=100 кПа);
Hг - геометрическая высота подъема жидкости, 16 м;
hп - суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях, принимаем 5 м.
Выбираем центробежный насос 2КМ-6, G = 19.8 м3/ч [6].
Номинальная мощность двигателя
N = Nп : (?н ?пер)
Nп=10987.15*9.8*0.019*24=5 кВт,
N=7 кВт
где ?н - к. п. д. насоса (для центробежного насоса ?н = 0,8)
?пер - к. п. д. передачи от электродвигателя к насосу (?пер = 0,95 при зубчатой передаче).
Nдв = N : ?дв=.8 кВт
Величина к. п. д. двигателя (?дв) в зависимости от его номинальной мощности приведена в табл.3.
Таблица 3
Зависимость к. п. д. двигателя от его номинальной мощности
N, кВт1- 310- 3030- 100100- 200?дв0,78- 0,830,87- 0,900,90- 0,920,92- 0,94
Подбор и расчет емкостного оборудования
Необходимый объем емкости рассчитывается следующим образом:
,
где k = 0,7 для емкостей с перемешивающим устройством
? = 0.5 ч - время пребывания среды в аппарате
G - расход жидкости, м3/ч.
Исходя из необходимого объема емкости подбирается стандартная емкость по ГОСТ 9931-85.
Емкостной смеситель для приготовления питательной среды:
G = 70 м3/ч,
V = 70 0,5 : 0,7 = 50 м3