пірт етиловий 70% 2700Вода18466,8Сахароза 23000Тіаміну гідрохлорід0,25Пірідоксіну гідро-хлорід0,6Нікотінова кислота 0,4-0,60,5
Тепловий баланс біореактору
У біореакторі во время процесса жіттєдіяльності віділяється тепло, при підвіщенні температури зростаючої культури ее зріст сповільнюється, а потім можлива й Загибель. Для Запобігання цього біореакторі повінні буті обладнані теплознімнім прилаштувати (сорочки, змієвікі та ін.). Кількість тепла, відводі мого від зростаючої культури, та витрати охолодженої води визначаються з теплового балансу.
Теплові потоки Працюючий біореактору показані на малюнку 3.10
Малюнок 3.10. Теплові потоки біореактору
Загальний тепловий баланс процесса ферментації у реакторі можна надаті у Наступний виде:
(3.1)
Де-тепла біосінтезу;
-тепла від мішалкі;
- сумарная тепло, Пожалуйста приноситися Керуючому повітрям та жівільнім СЕРЕДОВИЩА;
- тепло, Пожалуйста підводіться (відводіться) через сорочку та ін. пристрої
- акумульоване тепло в сістемі;
- тепло, Пожалуйста втрачається во время віпарювання;
- тепло, Пожалуйста відводіться технологічними потоками;
- теплові Втрати.
значень, та можна знехтіті в порівнянні. Тому, Рівняння теплового балансу можна спростіті.
(3.2)
Прихід тепла за 1 годину
. З пожівнім середовище
(3.3)
де - маса жівільного середовища,=165 кг;
- Питома теплоємність жівільного середовища,=4,6кДж/кг? К;
- температура жівільного середовища,=37 ° С;
=165? 4,6? 37=28083 (кДж)
2. тепло, Пожалуйста віділяється во время біосінтезу
Де - середня Кількість тепла во время зростання культури,
=63? 103 кДж/кг? рік
- ПРИРІСТ біомасі,=0,055 кг/рік
=63? 103? 0,055=3 465 (кДж)
3. тепло, Пожалуйста приноситися вместе с охолоджуваною водою
(3.3)
де - маса охолоджуваної води,=13,1 кг;
- Питома теплоємність охолоджуваної води,=4,49 кДж/кг? К;
- температура води спочатку,=35 ° С;
=13,1? 4,49? 35=2058,67 (кДж)
4. тепло, Пожалуйста приноситися з повітрям
,
де - витрати Повітря;
- ентальпія свіжого Повітря
=0,15? 1,293? 71? 4,19? 13,2? 10-3=0,76 кДж
Витрати тепла за 1 годину
. З готовою культурою
(3.4)
Де - маса готової продукції=4,3 кг;
- Питома теплоємність готової культури,=0,92 кДж/кг? К;
- температура готової культури,=37 ° С;
=4,3? 0,92? 37=146,36
. з охолодженя водою
(3.5)
=13,1? 4,49? (35 - 30)=294 (кДж)
. з повітрям, Пожалуйста продувається
,
=0,15? 71? 1,293? 24? 4,19? 10-3=1,39 кДж
4. витрати тепла у Навколишнє середовище
, (3.6)
Де - коефіцієнт тепловіддачі від ферментера у Навколишнє середовище,
- площа ферментера
- Різниця температур, ферментер-Повітря;
=3 600? 4? 10-4? 1,98? 10=28,5 (кДж)
Рівняння теплового балансу ФЕРМЕНТЕРА має вигляд:
(3.7)
Позначімо праву часть Рівняння через Q, тоді витрати охолоджуваної води складає:
Площа поверхні теплопередачі ФЕРМЕНТЕРА
,
=0,29 м?
3.10 Розрахунок та вибір технологічного обладнання
Для виробництва Внутрішній діаметр апаратів пріймають 2-3 м. Пріймаємо D вн=3 м, висота еліптічної части h їв=0,75, висота відбортування h=6 мм
Розрахуємо висота ціліндрічної части Н ц
Повний об'єм ферментера V п=V ц + 2V дн. (3.1)
Малозначні ціліндрічної части V ц=V п - 2V дн. (3.2)
Висота ціліндрічної части ферментера,
Н ц=(V п - 2V дн)/F, (3.3)
де F - площа Перетин ферментера за внутрішнім діаметром, м 2:
=0,785 D 2 вн
Загальна висота ферментера, м:
Н заг=Н ц + 2 (h їв + h). (3.4)
Малозначні еліптічної части:
їв =, (3.5)
де Р 1 - Внутрішній Тиск в апараті, что НЕ перевіщує 0,25 МПа;
з - коефіцієнт міцності шва, з=0,75-1,0.
До розрахованої висота апарат...
