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