Реферат: Очистка воздуха перед подачей в ферментер

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство Высшего Образования Российской Федерации
Московский Государственный Университет
«Схема очистки воздуха, подаваемого в ферментер»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Введение …………………………………………………………………….
1.
Задание …………………………………………………….…………..

2.
Описание технологической схемы ……………………………….

3.
Расчетная часть …………………………..……………………………

4.
Спецификация ……………………………….……………………….

5. Список использованной литературы …………...……………….

В современном микробиологическом производстве возрастают требования к степени очистки технологического воздуха, подаваемого для аэрации при культивировании микроорганизмов-продуцентов биологически активных веществ. Даже незначительное содержание посторонней микрофлоры в воздухе может привести к инфицированию и резкому снижению выхода продукта, так как при многосуточном цикле культивирования продуцента потребляется 50-80 тыс. м 3
/час воздуха.
В воздухе промышленных городов содержится пыль в концентрации от 5 до 100 мг/м 3
, что составляет 10 6
-10 8
твердых частиц размером 5-150 мкм. Микроорганизмы осаждаются на частицах пыли, а также свободно витают в воздухе. Их содержание в воздухе зависит от времени суток, сезона и погоды и составляет до 2000 клеток в 1 м 3
. Свободно витающие вегетативные клетки быстро инактивируются, жизнеспособными остаются лишь споры. Состав микроорганизмов очень разнообразен, и величины микробных клеток неодинаковы. Определение размера клетки необходимо для обеспечения требуемой эффективности бактериальной очистки технического воздуха, которая осуществляется с помощью фильтрации. При фильтрации клетки микроорганизмов задерживаются на фильтрах, а очищенный воздух поступает в технологическую линию.
В отечественной и зарубежной промышленности применяют различные типы фильтров. . Процессы, приводящие к захвату частиц при фильтрации, делят на ситовые
(с осаждением частиц при прямом касании, если размер просвета меньше диаметра частицы) и неситовые
, к которым относятся инерционное осаждение, диффузия
, а также электростатическое притяжение.

Поскольку с уменьшением размеров частиц эффективность инерционного осаждения снижается, а диффузионного возрастает, но более медленно, то существует диапазон размеров фильтруемых частиц, которые особенно трудно поддаются улавливанию. Это частицы размером до 0,3 мкм. Поэтому при проектировании фильтрующих систем в микробиологическом производстве в качестве расчетного размера принимают 0,3 мкм.
Однако до очистки воздуха от клеток микроорганизмов, наиболее трудно поддающихся улавливанию, необходимо осуществить предварительную очистку воздуха от пыли и других механических частиц размером до 150 мкм.
Полидисперсность задерживаемых при фильтрации частиц обусловливает создание многоступенчатой системы очистки технологического воздуха, состоящей из фильтра предварительной очистки, блока компрессора и каскадов биологических фильтров.
Рассчитать и спроектировать установку для очистки и стерилизации воздуха, поступающего в четыре ферментера объемом 50 м 3
, где происходит в стерильных условиях биосинтез лизина бактериями Brevibacterium sp. 224
.
Избыточное давление в ферментере – 0,5 атм
1. Подобрать фильтр грубой очистки воздуха (масляный)
2. Подобрать компрессор и проверить давление воздуха.
3. Рассчитать теплообменник воздушного охлаждения.
5. Подобрать основной и индивидуальный фильтры.
6. Определить сопротивление фильтров при скорости воздуха W=3 м/сек
7. Концентрацию пыли после масляного фильтра, если y н
= 3,3 мг/м 3
, ε = 90 %, продолжительность работы фильтров.
Систему фильтрации в целом можно охарактеризовать микробиологической надежностью (вероятностью удельного проскока первой жизнеспособной клетки) и суммарным перепадом давления в системе.
Многоступенчатая система очистки воздуха обеспечивает расчетную эффективность стерилизации воздуха.
Воздух на аэрацию в посевные и производственные ферментеры подается с помощью компрессора. Перед сжатием воздух проходит через специальный фильтр для очистки от механических примесей. Нагретый в процессе компреммирования сжатый воздух с давлением 4,123 МПа охлаждается в кожухотрубном теплообменнике и после него поступает в циклон.
Перед поступлением в ферментер воздух проходит частичную очистку от микроорганизмов в фильтре грубой очистки и полностью очищается от микроорганизмов в фильтре тонкой очистки. В ферментер очищенный воздух подается с помощью барбатера.
В фильтре грубой очистки воздух проходит через две непрерывно движущиеся сетки, смоченные маслом. Скорость первой сетки 16, второй – 7 см/мин. Сетки натянуты между ведущими и натяжными валами. Ведущие валы приводятся в движение электроприводом. При движении сетки проходят через масляную ванну, где с них смывается осевшая пыль.
Для тонкой бактериальной очистки воздуха применяются фильтры различных типов. Распространенными являются фильтры с тканью Петрянова. Она представляет собой сверхтонкие, беспорядочно сплетенные в виде полотен на марлевой или другой пористой основе волокна толщиной 1,5 мкм из перхлорвинила (ФПП-15). Эти синтетические материалы требуют стерилизации глухим паром, так как имеют ограниченную теплостойкость. Коэффициент проскока в этих фильтрах составляет не более 0,1 - 0,01%.
Объем жидкости в ферментере – 30 м
3

Расход воздуха найдем из расчета 1 м
3
на 1 м
3
среды в минуту.
V в
= 1800 * 4 = 7 200 м
3
/час = 120 м
3
/мин
Н ж
=rgh=9,81*6914*1,1*10 3
=74609 кгс/м 2
=732000 Па
Для данной схемы выберем индивидуальный фильтр «Лайк» СП 6/17 ФПП-15
Площадь фильтрующей поверхности: F = 14 м 2


При скорости воздуха W=3 м/секскорость фильтрации υ ф
= 108 м
3
/час м 2


Производительность данного фильтра – 1 836 м
3
/час
Коэффициент очистки воздуха масляным фильтром:
Гидродинамическое сопротивление масляного фильтра:
w - скорость воздуха перед входом в фильтр, м/сек
5.
Параметры воздуха, поступающего в компрессор:

7.
Для данной схемы выбираем влагоотделитель
объемом 60 м 3

8.
Потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

8.1
Потери напора во всасывающем трубопроводе.

8.1.1.Потери напора на трение воздуха о стенки воздуховода на прямолинейных участках:
Количество прямолинейных участков с диаметром воздуховода d в
= 0,5 м – 1
Длина прямолинейных участков с диаметром воздуховода d в
= 0,5 м – 7 м
Количество прямолинейных участков с диаметром воздуховода d в
= 0,2 м – 2
Длина прямолинейных участков с диаметром воздуховода d в
= 0,2 м - 1 м
Гидравлический коэффициент сопротивления воздуховода:
Потери напора на трение воздуха о стенки воздуховода на прямолинейных участках с d в
= 0,5 м:
Потери напора на трение воздуха о стенки воздуховода на прямолинейных участках с d в
= 0,2 м:
8.1.2. Потери напора в отводе диаметром 1 м всасывающего воздуховода:
Потери напора при переходе от воздуховода с d в
= 0,5 м: к воздуховоду с d в
= 0,2 м:
Суммарное сопротивление всасывающего воздуховода:
Н всас
= Н 1тр.в
+ Н 1тр.
+ Н отв
+ Н пер
+ Н фил
= 1,37+0,83+0,78+0,78+95,8 = 99,5 Н/м 2


8.2. Потери напора в нагнетательном трубопроводе.

8.2.1 Потери напора на трение воздуха о стенки воздуховода на прямолинейных участках:
Длина и количество прямолинейных участков нагнетательного воздуховода:
7,300м – длина воздуховода, проходящего внутри ферментера к барботеру. [ 5 ] стр. 246 рис. 76
Длина прямых участков нагнетательного воздуховода:
Общие потери давления на нагнетательном трубопроводе:
H
нагн

=
Н тр.в.
+ Н отв
+ Н фил. г. оч.
+ 4Н фил. тон. оч.
+ Н барб
+ Н ж
+ Н ф
= 8,09 + 0,55 + 95,8 + 4
* 274,4 + 0,78 + 732 * 10 3
+ 49050 » 781000 Па
где Н ф
– избыточное давление в ферментере. Н ф
= 0,5 атм = 49050 Па
8.3. Общие потери давления в нагнетательном и всасывающем трубопроводе.

Н пол
= 1,1(Н всас
+ Н нагн
+ Н п
) =
1,1 (781000 + 98,1 + 99,5) = 859373 Па = 8,7 кгс/см 2

где Н п
– потери давления, Н п
= 10 кг/м 3
* 9,81 = 98,1 Па
Потребная мощность привода машины – 700 кВт
Для снабжения воздухом четырех ферментеров в схему включаются четыре компрессора.
10.
Расчет теплообменника к компрессорной установке.

При сжатии воздуха до избыточного давления 9,0 кГ/см 2
температура его повышается от 20°С дна всасывании до 144°С на выходе из воздуходувки. Перед подачей в ферментер воздух охлаждают до 30°С. Для охлаждения воздуха примем предварительно кожухотрубный теплообменник ТН с неподвижными трубными решетками.
диаметр корпуса ………………………….. 426/400 мм
диаметр и длина теплообменных труб….25/21 и 3500 мм
количество теплообменных труб ………..121
Воздух проходит внутри трубок, охлаждающая вода – по межтрубному пространству.
Параметры воздуха, поступающего в компрессор:
Р 1
=1 кГ/см 2
; t 1
=20°C ; r 1
=1,12 кг/м 3
; j 1
=70% ; V 1
=7200 м 3
/ч
Параметры воздуха, выходящего из компрессора:
Плотность сжатого воздуха на выходе из компрессора:
Количество тепла, отводимого от воздуха в холодильнике:
С 2
– средняя теплоемкость воздуха при изменении его температуры от 144 до 30 °С (t ср
=87°С)
где 0,99 – коэффициент, учитывающий потерю тепла в окружающую среду излучением:
с – теплоемкость воды. 4190 Дж/кг К
где F – площадь сечения трубок теплообменника, F=0,042 м 2

Критерий Рейнольдса воздушного потока в трубках
Критерий Рейнольдса больше 2300 и меньше 10000, следовательно режим движения в трубках - ламинарный.
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке: a 1
=38,8 Вт/м 2
град
Скорость движения воды в межтрубном пространстве:
r в
=998 кг/м 3
и g в
= 0,998 т/м 3

Критерий Рейнольдса потока охлаждающей воды в межтрубном пространстве теплообменника:
Где m=0,001 Па с при средней температуре воды 20°С.
П – смоченный периметр межтрубного пространства. Он рассчитывается как
П = p(D + nd) = 3.14(0.4 + 132.0.025) = 11.65 м
В этой формуле D – внутренний диаметр кожуха, 0,4 м;
d – наружный диаметр трубы, 0,025 м
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде при ламинарном потоке в теплообменнике ( так как Re=2096<2300) a 2
=1604
Коэффициент теплопередачи от воздуха к охлаждающей воде:
11. Определим среднюю логарифмическую разность температур сред в теплообменнике при противоточном движении:
13. Подбираем теплообменник кожухотрубный
с поверхностью теплообмена 140 м 2
: [ 2 ]
1. Гинзбург А. С., Гребенюк С. М. И др. Лабораорный практикум по процессам и аппаратам пищевых производств – М.:Агропромиздат, 1990. – 256 с.
2. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов: химическая технология – учебник для техникумов – Л.: Химия 1991 – 352с, ил.
3. Калунянц К. А. и др. Оборудование микробиологических производств: Агропромиздат, 1987.- 398 с.: ил.
4. Каталог оборудования микробиологической промышленности
5. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1969 г., 383 с.

Название: Очистка воздуха перед подачей в ферментер
Раздел: Остальные рефераты
Тип: реферат
Добавлен 09:23:39 27 августа 2005 Похожие работы
Просмотров: 500
Комментариев: 18
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Очистка воздуха перед подачей в ферментер
Сочинение: Быть может, в лете не потонет строфа, слагаемая мной
Реферат: Presidential Pardons Essay Research Paper PRESIDENTIAL PARDONSIn
Реферат Система Образования В Российской Федерации
Курсовая работа по теме Изучение договора перевозки груза
Как Написать Сочинение Шаблоны
Кумир Практические Работы
Реферат На Тему Оренбург
Дипломная работа по теме Современная пресс-служба в банковской системе (дипломный проект на примере Русфинансбанка)
Защита Гражданских Прав Диссертация 2022
Дипломная работа по теме Сравнительный исследование систем образования США и Республики Беларусь
Учебное пособие: Методические указания и тематика контрольных работ По дисциплине «Математические методы исследования операций» для специальности «Финансы», «Менеджмент организаций»
Реферат: Электромеханика
Магистерская Диссертация Является Работой
Сочинение Каникулы 2022
Курсовая работа по теме Екосистеми світу
Реферат по теме Парламентские выборы в Великобритании
Как Написать Сочинение По Русскому Егэ 2022
Протокол Результатов Контрольной Работы
Контрольная Работа По Римскому Праву
Реферат: Реабилитация при переломах. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Личностные качества руководителя
Реферат: Москва и Московская губерния в годы построения социализма
Реферат: "Облако в штанах"