Аппаратурный расчет отделения ферментации

1. Аппаратурный расчет отделения ферментации

1. Расчет числа ферментеров

D = 5000 т – годовая производительность целлюлазы

η = 3400 кг/ м3 – выход готового продукта от культуральной жидкости

Vф = 100 м3 – объем ферментера

φ = 0,7 – коэффициент заполнения ферментера

𝑡п = 12 ч − время на подготовку аппарата

𝑡к = 60 ч – время процесса культивирования

Количество дней работы оборудования в году:

N = 365-26-23 = 316 дней, где 26 – количество праздничных дней, 23 – планово-предупредительный ремонт

1) Годовая производительность по КЖ, м3/год

 м3[pic 1]

2) Суточная производительность по КЖ, м3/сут

 м3[pic 2]

3) Съем КЖ с одной ферментации в сутки, м3

 м3[pic 3]

4) Количество ферментаций в сутки

[pic 4]

5) Полное время цикла ферментации, ч

 ч[pic 5]

6) Количество ферментаций на одном аппарате в сутки

[pic 6]

7) Расчетное количество ферментеров

[pic 7]

8) Установочное число ферментеров (20% запаса мощности и кратно 2 или 4)

 (2 ферментера)[pic 8]

1. Расчет количества посевных аппаратов и их вместимость

φсл. пос. = 0,7 – коэффициент заполнения посевного аппарата

𝑡ц. пос. = 26 ч − время на подготовку аппарата

k = 1,5 – коэффициент нестерильности при выращивании посевного материала

1. Рабочая вместимость посевного аппарата, м3

 м3[pic 9]

 м3[pic 10]

α1, α2 – доля посевного материала от загрузочного объёма ферментера, в долях, равная 10-15%

Vi – съем КЖ с одной ферментации в сутки, м3

1. Вместимость посевного аппарата, м3. Полученные значения округляют до целочисленных по правилам округления.

 м3[pic 11]

 м3[pic 12]

Уточняем рабочую вместимость посевных аппаратов, м3

 м3[pic 13]

 м3[pic 14]

Проверяем, укладываются ли значения α в допустимые пределы 10-15%

 % [pic 15]

 % [pic 16]

Оба значения α укладываются в допустимые пределы выбираем наименьший α1.

Количество посевных аппаратов, шт.

 шт.[pic 17]

1. Загрузочный объём посевного аппарата, м3

 м3[pic 18]

Вывод: к установке принимаем 2 посевных аппарата объёмом 4,9 м3

1. Расчет количества инокуляторов и их вместимость

φсл. инок. = 0,6 – коэффициент заполнения инокулятора при сливе

𝑡ц. инок. = 36 ч − время цикла работы инокулятора

k = 1,15 – коэффициент нестерильности при выращивании инокулема

1. Рабочая вместимость инокулятора, м3

 м3[pic 19]

 м3[pic 20]

α1, α2 – доля инокулема от загрузочного объёма посевного аппарата, в долях равная 8-10%,

Vзагр. пос. – загрузочный объём посевного аппарата, м3

1. Вместимость инокулятора, м3

 м3[pic 21]

 м3[pic 22]

Выбираем по ГОСТ 20680-2002 ближайшее значение номинального объема аппарата к рассчитанному Vинок. 1 и Vинок. 2

Vинок. 1 =0,4 м3

Vинок. 2 = 0,63 м3

Уточняем рабочую вместимость посевных аппаратов, м3

 м3[pic 23]

 м3[pic 24]

Проверяем, укладываются ли значения α в допустимые пределы 8-10%

% < 8 % – не укладывается.[pic 25]

 % < 10 % –  укладывается, далее вычисления ведем по 2 варианту расчета.[pic 26]

1. Количество инокуляторов, шт.

 шт.[pic 27]

Вывод: к установке принимаем 5 инокуляторов объемом 0,75 м3.

Вывод по главе:

К установке принимаем:

Ферментеры вместимостью 100 м3 в количестве 2 штук;

Посевные аппараты вместимостью 7 м3 в количестве 2 штук;

Инокуляторы вместимостью 0,38 м3 в количестве 4 штук.