Расчет и подбор основного и вспомогательного технологического оборудования

1. Расчет оборудования для стерилизации питательной непрерывным способом на УНС

Система состоит из трех аппаратов: нагревателя, выдерживателя и теплообменника-охладителя.

a. Нагреватель (поз.9)

В нем происходит мгновенный нагрев среды до температуры стерилизации (подбираемпо производительности):

где: П – производительность УНС, м³/ч;

V _{пит. ср.} – объём питательной среды, подаваемой на УНС, м³;

V_{пит. ср .} = 6,4 м³ (стр. из табл.№ материальный баланс стадии ТП. стерилизации питательной среды для ферментаторов);

τ _{оп. стер.} – время операции стерилизации питательной среды, ч; (принимаем по д. з. τ _{оп. стер} = 1,0 ч);

П = = 6,4 м³/ч.

К установке принимаем УНС-10 с производительностью 5– 10 м³/ч.

b. Выдерживатель (поз.13)

Расчет выдерживателя сводится к определению его объёма. Выбор выдерживателя зависит от температуры стерилизации и объёма питательной среды.

Расчет выдерживателя начинается с расчета емкостного:

Определяем количество спор в нестерильной питательной среде:

V_{н/ст. пит. ср.} = V_{ст. пит. ср.} - V_конд.,

где: V_{ст. пит. ср .} – объём стерильной питательной среды, м³;

V_{ст. пит. ср .} = 6,4 м³(стр, из табл. № материального баланса стадии ТП. приготовления питательной среды для ферментаторов);

V_конд. - объём конденсата, образовавшегося при стерилизации, м³;

V_конд. = 1,133 м³ (из табл. № материального баланса приготовления питательной среды для ферментаторов,стр.).

V_{н/ст. пит. ср.} = 6,4– 1,133 = 5,267 м³

Чтобы не прибегать к подробному расчету С_о, примем С_о = 10⁶ м/о/мл.

N_о = V_{н/ст. пит. ср.} ∙ С_о

где: N_о – исходное число микроорганизмов в стерилизуемой питательной среде.

N_о = 5,267 ∙ 10¹² м/о/ м³

Определяем фактическое время выдержки при температуре стерилизации, мин.:

τ _выд = ∙ ln ,

где: τ _выд – время выдержки, равное времени пребывания среды в выдерживателе, мин;

К – удельная скорость гибели микроорганизмов при температуре стерилизации, мин^-1;

t_{стер. =} 128

N – конечное число микроорганизмов, N = 0,001.

Значение К находим по таблице №1 (4, приложение 1, стр. 32): К =9,35 мин^-1;

τ _выд = ∙ ln мин

Определяем объёмную скорость питательной среды (V_сек.):

V _сек = ,

где: V _{ст. ср .} – объём стерильной среды вместе с конденсатом, м³;

V _{ст. ср.} = 6,4 м³ (из табл. №, стр.№);

τ _{оп. стер.} – время операции стерилизации питательной среды, ч; (принимаем по д. з. τ _{оп. стер} = 1,0 ч).

V _сек =

Определяем рабочий объём выдерживателя (V _раб.), м³:

V _раб = V _сек ∙ τ _выд ∙ 60

V _раб = 0,00177 ∙ 3,87 ∙ 60 = 0,41 м³

Определяем геометрический объём выдерживателя, м³:

V _геом = ,

где: φ – коэффициент заполнения выдерживателя, принимается 0,9.

V _геом =

Т. к. V _геом = 0,46 м³ < 2 м³ рассчитываем оптимальный трубчатый выдерживатель.

Показано, что из всех трубчатых выдерживателей, имеющих разные диаметры и длину, при одинаковой эффективности стерилизации наиболее выгодным с экономической точки зрения является выдерживатель, работающий при критерии Pe (Пекле) = 50. Такой выдерживатель получил название оптимального.

Расчет оптимального трубчатого выдерживателя:

Определяем коэффициент выживания :

=

По найденному коэффициент выживания определяем по номограмме зависимости между коэффициентом выживания N/N₀ и безразмерной скоростью гибели микроорганизмов К × τ _ср. при различных критериях Пекле. (6, приложение 3).

К ∙ τ _ср = 65 (при критерии Pe = 50).

Определяем среднее время выдержки (τ _ср):

τ _ср = мин.

Определяем средний объём выдерживателя, м³:

V _раб = V _сек ∙ τ _ср = 0,00177 ∙ 6,95 ∙ 60 = 0,74 м³

Определяем внутренний диаметр трубы выдерживателя (d):

где: ρ – плотность питательной среды, кг/м³;

ρ = 1010 кг/м³ (по д. з.);

μ – вязкость питательной среды, Па ∙ с;

μ = 0,28 ∙ 10^-3 Па ∙ с (по д. з.);

м или 312 мм

принимаем выдерживатель колонного типа.

Определяем длину выдерживателя (l):

м

Принимаем количество секций равное 4, тогда длина каждой секции выдерживателя:

м

c. Теплообменник-охладитель (поз.20)

Q _охл. = Q _{пит. ср.} - Q _пот,

Тепло, отдаваемое питательной средой:

Q _{пит. ср.} = m _{стер.пит. ср.} ∙ C _{пит. ср.} ∙ (t ₂ – t ₁ ),

где: m _{стер. пит. ср.} – масса стерильной питательной среды, кг;

m _{стер. пит. ср.} = 6464 кг (стр. материальный баланс стадии ТП. стерилизации питательной среды для посевных аппаратов на УНС);

С _{пит. ср.} – удельная теплоемкость питательной среды (принимаем по воде), кДж/кг;

С _{пит. ср.} = 4,19 кДж/кг ∙ ^оС; [1,стр 513]

t ₂ – температура питательной среды, выходящей из теплообменника-охладителя, t₂ = 50 ^оС; [по д.з]

t ₁ – температура питательной среды, входящей в теплообменник, t ₂ = 128 ^оС;

(принимаем в соответствии с технологией приготовления);

Q _{пит. ср.} = 6464 ∙ 4,19 ∙ (128 - 50) = 6464 ∙ 4,19 ∙ 78 = 2,11 ∙10⁶ кДж

Количество теплопотерь в окружающую среду:

Теплопотери составляют 2 – 3 % от Q _{пит. ср.}:

Q _пот. = 0,03 Q _{пит. ср.} = 0,03 ∙ 2,11 ∙ 10⁶ = 0,063∙10⁶ кДж

Q _охл. = 2,11 ∙ 10⁶ – 0,063 ∙ 10⁶ = 2,05 ∙ 10⁶ кДж

Определяем поверхность теплообмена:

,

где: К – коэффициент теплопередачи, Вт/м² ∙ К; принимаем К = 360 Вт/м² ∙ К;

τ_{оп. стер.} – время охлаждения, сек;

средняя разность температур между теплоносителем и охлаждающим агентом, ^оС;

Рассчитываем Δt_ср:

t_{нач. ср.} = 128^оС t_{кон. ср.} = 50^оС

Питательная среда охлаждается в теплообменнике водой, а при приеме среды в ферментатор она доохлаждается до температуры 26-28^оС водой через змеевик.

м²

В соответствие с ЦБНТИ “Медпром”[5] к установке принимаем теплообменник типа “труба в трубе” с F_т/о = 40 м²

Количество секций: 2

Диаметр труб: -внутренний 76×3мм

-наружный 133×4мм

Длина: 4010мм

Высота: 2530мм

Ширина: 700мм

Масса: 5165кг

2. Смеситель для приготовления питательной среды для инокулятора (поз.6)

,

Где: коэффициент заполнения, = 0,8 (для аппарата с мешалкой);

V_конц. – объем концентрата питательной среды, м³

V_конц. = V_{ст.пит.ср} – V_конд. – V _{воды на пром. УНС} = 0,3 - 13,85∙ 10^-3- 0,09 = 0,196 м³

= 0,245 м³

В соответствии с ГОСТ 20680-75 [6] к установке принимаем cмеситель с плоским днищем и плоской отъемной крышкой (тип 8) объемом 0,25 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 700мм

Высота корпуса Н_корп. = 800мм

3. Смеситель для приготовления питательной среды для посевного аппарата (поз.14)

,

Где: коэффициент заполнения, = 0,8 (для аппарата с мешалкой);

V_конц. – объем концентрата питательной среды, м³.

V_конц. = V_{ст.пит.ср} – V_конд. – V _{воды на пром. УНС} = 0,548- 99,24 ∙ 10^-3- 0,164 = 0,284 м³

= 0,36 м³

В соответствии с ГОСТ 20680-75 [6] к установке принимаем cмеситель с плоским днищем и плоской отъемной крышкой (тип 8) объемом 0,4 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 800мм

Высота корпуса Н_корп. = 800мм

4. Ферментатор (поз.27)

В соответствии с с каталогом оборудования “Курганхиммаш” ТУ 3615 – 110 – 00217298 – 98 [7]к установке принимаем 4 ферментатора, объемом 10,0 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1800мм

Высота общая: Н_общ = 8200мм

Высота корпуса Н_корп. = 4230мм

Масса аппарата: 5250кг

Тип опор: опоры-стакан

Турбинная мешалка

Количество ярусов: 2

Теплообменные устройства: наварной змеевик

гладкая приварная рубашка

Материал: нержавеющая сталь CтХ18Н10Т

5. Посевной аппарат (поз.23)

В соответствии с каталогом оборудования “Курганхиммаш” ТУ 3615 – 110 – 00217298 - 98 [7] к установке принимаем 2 посевных аппарата объемом 1,0 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1000мм

Высота общая: Н_общ = 2865мм

Высота корпуса Н_корп. = 1396мм

Масса аппарата: 400кг

Тип опор: опоры-лапы

Турбинная мешалка

Количество ярусов: 1

Теплообменные устройства: гладкая приварная рубашка

Материал: нержавеющая сталь СтХ18Н10Т

6. Инокулятор (поз.21)

В соответствии с каталогом оборудования “Курганхиммаш” ТУ 3615 – 110 – 00217298 - 98 [7] к установке принимаем 3 инокулятора объемом 0,1 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний D_вн = 400мм

Высота общая Н_общ = 2085мм

Высота корпуса Н_корп. = 700мм

Масса аппарата: 180кг

Турбинная мешалка

Количество ярусов: 1

Теплообменные устройства: гладкая приварная рубашка

Материал: нержавеющая сталь CтХ18Н10Т

7. Аппарат для приготовления и стерилизации доливов 40% р-ра зеленой патоки. (поз.25)

1.) Время дозации 40% р-ра зеленой патоки:

,

где: продолжительность процесса ферментации, 115ч; (по д.з)

время начала дозации 40% р-ра зеленой патоки, = 30ч; (по д.з)

время окончания дозации 40% р-ра зеленой патоки,

10ч [по д.з]

115-30-10 = 75ч = 3 сут

2.) В сутки требуется (на 1 ферментатор):

,

где: масса доливов 40% р-ра зеленой патоки (стр. материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации 40% раствора зеленой патоки);

кг

3.) Для всех ферментаторов:

где: количество ферментаторов.

= 4 шт;

кг

V_з.п=

где: m – масса 40% р-ра зеленой патоки на 4 ферментатора, кг;

ρ _{40% р-ра з. п.} - плотность 40% раствора зеленой патоки, кг/м³;

ρ _{40% р-ра з. п.}= 1205 кг/м³ [по д.з.]

V_з.п=

V_апп=

Где: коэффициент заполнения аппарата.

= 0,8;

V_апп= м³

В соответствии с каталогом оборудования “Курганхиммаш” ТУ 3615 – 110 – 00217298 - 98 [7] к установке принимаем аппарат с эллиптическим днищем и съемной эллиптической крышкой с гладкой приварной рубашкой, типа 0103-1,0.0,6 объемом 1,0 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1000мм

Высота корпуса Н_корп. = 1515мм

Теплообменное устройство: гладкая приварная рубашка

Поверхность теплообмена: 2,9 м²

Масса аппарата: 1155 кг

Тип опор: опоры-лапы

Допустимое наружное давление: 0,415 МПа

8. Дозатор 40% р-ра зеленой патоки (поз.28)

Принимаем по ГОСТу 9931-69 [8] аппарат объемом 10л (тип VII, вертикальный с коническим неотбортованным днищем с углом при вершине конуса ,с крышкой, с наружным диаметром 273 мм, высотой цилиндрической части 150 мм, полной длиной 230 мм, внутренней поверхностью 0,2 ).

9. Аппарат для приготовления р-ра алюмокалиевых квасцов (поз.31)

где: V_{ал-кал.квасц.} = 0,058м³ - объем жидкости, необходимой для загрузки в сутки; (стр.материальный баланс стадии ТП. коагуляции и фильтрации культуральной жидкости);

время работы аппарата от загрузки до загрузки, ч;

коэффициент заполнения аппарата; = 0,8;

количество аппаратов, принимаем равное 1.

В соответствии с ГОСТ 20680-75 [6] к установке принимаем аппарат с плоским днищем и с плоской отъемной крышкой (тип 4) объемом 0,1 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 500мм

Высота корпуса: Н_корп. = 550мм

10. Сборник 40% р-ра гидроксида натрия (поз.11)

,

где: V_NaOH - объем гидроксида натрия, необходимой для загрузки в сутки; (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для ферментации);

z=3 – запас сырья, кратный суточному (сырье хранят от 1 до 5 суток, кроме взрывоопасных жидкостей (на сутки));

коэффициент заполнения аппарата; = 0,9;

количество аппаратов, принимаем равное 1.

V_NaOH =

где: m_NaOH – общая масса гидроксида натрия, кг;

ρ_NaOH = 1487 кг/ м³- плотность едкого натра.

m _{NaOH общ.} = m_{NaOH 1} + m_{NaOH 2} + m_NaOH3

m_NaOH1 = 0,125 кг (из материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды для инокуляторов, таблица 10.3);

m_NaOH2 = 1,25 кг (из материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды для посевных аппаратов, таблица 10.9);

m_NaOH3 = 25 кг (из материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды для ферментаторов, таблица 10.15);

m_{NaOH общ.} = 0,125+ 1,25 + 25 = 26,375 кг

V_NaOH = м³

Рассчитываем вместимость сборника с учетом хранения в нем гидроксида натрия в течение пяти суток:

К установке принимаем по ГОСТу 9931-69 [8] 1 аппарат объемом 0,1 м³ (тип I, горизонтальный аппарат с двумя эллиптическими отбортованными днищами)

Габаритные размеры

Диаметр наружный: D_нар = 426мм

Длина цилиндрической части: l = 600мм

Длина полная: L = 850мм

Внутренняя поверхность: 1,2 м²

11. Сборник кукурузного экстракта (поз.4)

,

где: V_к.э. - объем жидкости, необходимой для загрузки в сутки; (стр.материальные балансы приготовления и стерилизации питательной среды для инокулятора и посевного аппарата стадий ТП. и ТП.);

z=3 – запас сырья, кратный суточному (сырье хранят от 1 до 5 суток, кроме взрывоопасных жидкостей (на сутки));

коэффициент заполнения аппарата; = 0,9;

количество аппаратов, принимаем равное 1.

V_к.э.= V_{к.э.для инок.}+ V_{к.э.для пос.апп.}

V_к.э.= 1,8 ∙ =1,38 ∙

,

К установке принимаем по ГОСТу 9931-69 [8] 1 аппарат объемом 0,01 м³ (тип I, горизонтальный аппарат с двумя эллиптическими отбортованными днищами)

Габаритные размеры

Диаметр наружный: D_нар = 219мм

Длина цилиндрической части: l = 180мм

Длина полная: L = 330мм

Внутренняя поверхность: 0,2 м²

12. Сборник зеленой патоки (поз.16)

,

где: V_з.п. =0,32м³ - объем жидкости, необходимой для загрузки в сутки; (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации 40% раствора зеленой патоки)

z=3 – запас сырья, кратный суточному (сырье хранят от 1 до 5 суток, кроме взрывоопасных жидкостей (на сутки));

коэффициент заполнения аппарата; = 0,9;

количество аппаратов, принимаем равное 1.

К установке принимаем по ГОСТу 9931-69 [8] 1 аппарат 2,0 м³ (тип I, горизонтальный аппарат с двумя эллиптическими отбортованными днищами)

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1000мм

Длина цилиндрической части: l = 2200мм

Длина полная: L = 2750мм

Внутренняя поверхность: 9,2 м²

14. Индивидуальный воздушный фильтр для ферментатора (поз. 29)

Подбирается по производительности:

Q=

где: V_возд = 46860 м³ – объем воздуха, расходуемый в процессе ферментации (стр. материальный баланс стадии ТП. ферментации леворина);

время ферментации; [по д.з]

60 – перевод часов в минуты.

Q=

По каталогу подбираем патроннй фильтр тонкой очистки воздуха с производительностью Q = 10 (максимальная производительность).

Габаритные размеры фильтра: 570 × 225 мм

Масса фильтра = 22,7 кг, материал рабочей части 08Х18Г8Н2Т

Фильтрующий элемент – фторопласт.

Максимальное допустимое давление 0,6 МПа.

15. Индивидуальный воздушный фильтр для посевного аппарата (поз.24)

Q=

где: V_возд = 1382,4 м³– объем воздуха, расходуемый в процессе выращивания вегетативного посевного материала (стр.материальный баланс стадии ТП. выращивания вегетативного посевного материала)

время выращивания вегетативного посевного материала в посевном аппарате; [по д.з]

60 – перевод часов в минуты.

Q=

По каталогу подбираем фильтр для стерильной фильтрации воздуха c производительностью Q = 0,6 (максимальная производительность).

Габаритные размеры фильтра: 185×200 мм D_вн = 100 мм

Масса фильтра = 8,5 кг, материал рабочей части 08Х18Г8Н2Т

Фильтрующий материал – типа базальтового супертонкого волокна марки БСТВ, число слоев фильтровального материала (волокна) – 10шт.

Максимальное допустимое давление 0,3 МПа.

16. Индивидуальный воздушный фильтр для инокуляора (поз.22)

Q=

где: V_возд = 195 м³– объем воздуха, расходуемый в процессе выращивания инокулема (стр. материальный баланс стадии ТП. выращивания инокулема);

время выращивания вегетативного посевного материала в инокуляторе; [по д.з]

60 – перевод часов в минуты.

Q=

По каталогу подбираем фильтр для стерильной фильтрации воздуха.cпроизводительностью Q = 0,6 (максимальная производительность).

Габаритные размеры фильтра: 185×200 мм

D_вн = 100 мм

Масса фильтра = 8,5 кг, материал рабочей части 08Х18Г8Н2Т

Фильтрующий материал – типа базальтового супертонкого волокна марки БСТВ, число слоев фильтровального материала (волокна) – 10шт.

Максимальное допустимое давление 0,3 МПа.

17. Индивидуальный воздушный фильтр для стерилизатора 40% р-ра зеленой патоки (поз.26)

Q=

где: V_возд = 150 м³– объем воздуха, расходуемый в процессе выращивания вегетативного посевного материала (стр.материальный баланс стадии ТП. выращивания вегетативного посевного материала)

= 4ч время приготовления и стерилизации 40% р-ра зеленой патоки.

[по д.з.]

60 – перевод часов в минуты.

Q= 0,6 м³/ мин

По каталогу подбираем фильтр для стерильной фильтрации воздуха.c производительностью Q = 0,6 (максимальная производительность).

Габаритные размеры фильтра: 185×200 мм

D_вн = 100 мм

Масса фильтра = 8,5 кг, материал рабочей части 08Х18Г8Н2Т

Фильтрующий материал – типа базальтового супертонкого волокна марки БСТВ, число слоев фильтровального материала (волокна) – 10шт.

Максимальное допустимое давление 0,3 МПа.

18. Центробежный насос (поз.33)

Подбирается по производительности:

Где: V_кж = 5,82 – объем сливаемой культуральной жидкости, (стр.материальный баланс стадии ТП. ферментации леворина)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО“Сибирская индустриальная компаниия” [9] к установке принимаем центробежный электронасос АХО 50-32-160 К c производительностью Q= ,напором 32 м, частотой вращения , с мощностью двигателя 7,5 кВт, массой 56 кг.

19. Центробежный насос (поз.7)

Подбирается по производительности:

Где: V_пит.ср. = 6,4 – объем сливаемой питательной среды, (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для ферментации)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО“Сибирская индустриальная компаниия” [9] к установке принимаем центробежный электронасос АХО 40-25-160 К c производительностью Q= ,напором 32 м, частотой вращения , с мощностью двигателя 5,5 кВт, массой 52 кг.

20. Центробежный насос (поз.8)

Подбирается по производительности:

Где: V_к.э. – объем сливаемого кукурузного экстракта, (стр.материальные балансы приготовления и стерилизации питательной среды для инокулятора и посевного аппарата стадий ТП. и ТП.);

V_к.э.= V_{к.э.для инок.}+ V_{к.э.для пос.апп.}

V_к.э.= 1,8 ∙ =1,38 ∙

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 3/25М c производительностью Q= ,напором 25 м, мощностью двигателя 1,5 кВт, массой 18 кг.

21. Центробежный насос (поз.15)

Подбирается по производительности:

Где: V_NaOH. = 0,02м³ – объем сливаемого р-ра едкого натра, (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для ферментации)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 1/10c производительностью Q= ,напором 10 м, мощностью двигателя 0,25 кВт, массой 5,5 кг.

22. Центробежный насос (поз.19)

Подбирается по производительности:

Где: V_з.п.. = 0,55м³ – объем сливаемой зеленой патоки, (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для ферментации)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 3/25М c производительностью Q= ,напором 25 м, мощностью двигателя 1,5 кВт, массой 18 кг.

23. Центробежный насос (поз.32)

Подбирается по производительности:

Где: V_{алкал.квасц..} = 0,058 м³ – объем сливаемого р-ра алюмокалиевых квасцов,(стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для ферментации)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 1/10 c производительностью Q= ,напором 10 м, мощностью двигателя 0,25 кВт, массой 5,5 кг.

24. Центробежный насос (поз.35)

Подбирается по производительности:

Где: V_{перлит.} = 0,064 м³ – объем сливаемого перлита, (стр.Материальный баланс стадии ТП коагуляции и фильтрации культуральной жидкости леворина сполучением мицелиально-перлитовой массы)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 1/10c производительностью Q= ,напором 10 м, мощностью двигателя 0,25 кВт, массой 5,5 кг.

25. Центробежный насос (поз.42)

Подбирается по производительности:

Где: V_н.р = 6,48 – объем сливаемой культуральной жидкости, (стр.Материальный баланс стадии ТП коагуляции и фильтрации культуральной жидкости леворина сполучением мицелиально-перлитовой массы)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО“Сибирская индустриальная компаниия” [9] к установке принимаем центробежный электронасос АХО 50-32-160 К c производительностью Q= ,напором 32 м, частотой вращения , с мощностью двигателя 7,5 кВт, массой 56 кг.

26. Центробежный насос (поз.38)

Подбирается по производительности:

Где: V_н.р = 6,48 – объем сливаемой культуральной жидкости, (стр.Материальный баланс стадии ТП коагуляции и фильтрации культуральной жидкости леворина сполучением мицелиально-перлитовой массы)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО“Сибирская индустриальная компаниия” [9] к установке принимаем центробежный электронасос АХО 50-32-160 К c производительностью Q= ,напором 32 м, частотой вращения , с мощностью двигателя 7,5 кВт, массой 56 кг.

27. Центробежный насос (поз.12)

Подбирается по производительности:

Где: V_{пит.ср..} = 0,3м³ – объем сливаемого р-ра едкого натра, (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для инокулятора)

время слива.

В соответствии с ПромСнабКомплект http://www.kpsk.ru/ [] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 1/10 c производительностью П= ,напором 10 м, мощностью двигателя 0,25 кВт, массой 5,5 кг.

28. Центробежный насос (поз.18)

Подбирается по производительности:

Где: V_пит.ср = 0,32м³ – объем сливаемой зеленой патоки, (стр.материальный баланс стадии ТП. приготовления и стерилизации питательной среды для посевного аппарата)

время слива.

В соответствии с каталогом ЗАО “ПромСнабКомплект” [10] к установке принимаем центробежный электронасос ХЦМ 3/25М c производительностью П= ,напором 25 м, мощностью двигателя 1,5 кВт, массой 18 кг.

29. Коагулятор (поз.30)

где: V_сут – объем жидкости, перерабатываемой на стадии в сутки;

V_сут = V_{кж обраб +} V_{ал-кал.квасц. ∙} n_{сл.сутк.округ.}

время оборачиваемости коагулятора от загрузки до загрузки с учетом простоя между сливами, ч;

коэффициент заполнения коагулятора, = 0,8;

количество коагуляторов, принимаем равное 1.

V_сут = 5,82 +0,058 ∙ 1 = 5,878м³

В соответствии с каталогом оборудования “Курганхиммаш” ТУ 3615 – 110 – 00217298 - 98 [7] к установке принимаем коагулятор типа 9003-10.0 с плоским днищем и съемной плоской крышкой объемом 5 м³ в количестве 2 шт.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1800мм

Высота корпуса Н_корп. = 2225мм

Поверхность теплообмена: 5,5 м²

Масса аппарата: 2900 кг

Допустимое наружное давление: 0,0098 МПа

Для мойки коагулятора предусматривается SIP- мойка.

30. Вакуум-барабанный фильтр (поз.36)

а) Производителность фильтра:

где: V=5,82 – объем сливаемой культуральной жидкости;

z – коэффициент запаса мощности, принемаем 0,2;

время фильтрации.

б) Общая поверхность фильтрации:

F_общ = ,

Где: удельная скорость фильтрации,

F_общ =

в) Количество фильтров:

n =

где: F_{фильтра (кат.)} – поверхность фильтрации по каталогу, м²;

F_{фильтра (кат.)} = 10 м²;

n =

В соответствие с каталогом ООО “УК- проммаштехнология” [11] к установке принемаем вакуум-барабанный фильтр с намывным слоем БОН 10-1,8-1У (К) в количестве 2 шт.

Площадь фильтрации: 10м²

Габаритные размеры, мм 3500х2450х2300

Масса аппарата: 3100кг

Материал: коррозионностойкая сталь 10Х17Н13М3Т

Т. к. используем фильтр с намывным слоем, то необходимо рассчитать емкость для создания намывного слоя.

Емкость всегда берется одна, независимо от количества фильтров.

31. Аппарат для создания намывного слоя.

1. Объём влажного намывного слоя на фильтре:

V _{нам. сл. вл.} = F _{ф. кат.} ∙ h_{нам. слоя}

где: h _{нам. слоя} =0,09 м – высота намывного слоя,м [по д.з]

V _{нам. сл. вл.} = 10 ∙ 0,09 = 0,9 м³

1. Объём вспомогательного фильтрующего материала сухого:

V _{ВФМ(сух)} = V _{нам. слой вл.} ∙ (1- φ),

где: φ – влажность осадка на фильтре.

φ = 0,8 [по д.з]

V _ВФН = 0,9 ∙(1-0,8) = 0,9 ∙0,2 = 0,18 м³

V^/ _{ВФМ(сух)} = 1,2 ∙ V _{ВФМ(сух)}

где: 1,2 – коэффициент, учитывающий потери массы сухого фильтровального материала на 20% за счет влажности.

V^/ _{ВФМ(сух)} = 1,2 ∙ 0,18 =0,216 м³

1. Масса сухого фильтрующего материала:

m_ВФМ = V^/ _{ВФМ(сух)} ∙ ρ_ВФН,

где: ρ_ВФН – насыпная плотность материала, кг/м³;

ρ_ВФН = 120 кг/ м³. [по д.з]

m_{ВФМ(сух)} = 0,216 ∙120 = 25,92 кг

d. Масса суспензии намывного слоя:

где: C – концентрация суспензии намывного слоя, принимают от 1 до 40%;

кг

e. Объём необходимой суспензии:

кг

= 0,0388

V _сусп. = V_воды + V^/ _{ВФМ(сух)} = 0,0388 + 0,216 = 0,255 м³;

Подбор ёмкости:

где: φ = 0,8 – коэффициент заполнения аппарата при сливе;

м³;

В соответствии с ГОСТ 20680-75 [6] к установке принимаем аппарат с плоским днищем и с плоской отъемной крышкой (тип 4) объемом 0,4 м³.

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 800мм

Высота корпуса: Н_корп. = 875мм

1. Ресивер (поз.37)

В комплекте с коагулятором идет ресивер.

К установке принимаем вертикальный аппарат с круглыми крышкой и днищем в количестве двух штук.

V_рессив = 2,5 м³

D_рессив = 1200 мм

Н_рессив = 1300мм

33. Сборник нативного раствора (поз.41)

,

Где: V_мб – объем нативного раствора (стр. материальный баланс стадии ТП. коагуляции и фильтрации культуральной жидкости);

V_мб = 6,48 м³

число сливов в сутки (округленное);

коэффициент заполнения, = 0,9;

количество сборников, принимаем равное 2.

м³

К установке принимаем по ГОСТу 9931-69 [8] 2 аппарата объемом 4,0 м³ (тип I, горизонтальный аппарат с двумя эллиптическими отбортованными днищами)

Габаритные размеры

Диаметр внутренний: D_вн = 1400мм

Длина цилиндрической части: l = 2100мм

Длина полная: L = 2850мм

Внутренняя поверхность: 13,7 м²

Дата добавления: 2015-08-03