Розділ 5 розрахунок та вибір основного технологічного обладнання для виділення та очистки готового продукту

1. Розрахунок об'єму виробничого ферментера. Як видно з матеріального балансу - об'єм поживного середовища та посівного матеріалу складає 25,952 м³. Коефіцієнт заповнення має бути не більшим за 0,7. Розрахунковий об'єм складає 25,952/0,7 = 37,07 м³. Отже обираємо ферментер стандартного об'єму 40 м³, тоді коефіцієнт заповнення буде становити 25,952/40 = 0,65.

2. Розрахунок об'єму реактора для нейтралізації, відстоювання та промивання осаду. В реактор надходить 24,654 м³ культуральної рідини. Коефіцієнт заповнення не більший за 0,8. Розрахунковий об'єм складає 30,818 м³. Отже обираємо апарат стандартного об'єму 32 м³, тоді коефіцієнт заповнення буде становити 25,654/32 = 0,77.

3. Розрахунок продуктивності фільтр-пресу. Розрахуємо необхідну площу фільтрації, яка дорівнює відношенню об'єму рідини, що подають на фільтрування до добутку питомої швидкості фільтрації м³/м²×год та часу роботи фільтра:

S = V_kr/g₁ × τ = 26,8068/0,5 × 10 = 5,36.

Обираємо апарат 5Н з площею фільтрації 5 м³. Тоді час фільтрації буде становити – 10 годин 24 хвилини.

Продуктивність буде дорівнювати:

П = V_kr/ τ = 26,8068/10,4 = 2,6 м³/год.

Розрахуємо час фільтрування освітленого розчину.

τ₁ = V_f/S × g₂ = 23,3541/5×6 = 0,8 год, тобто хвилин.

Продуктивність буде дорівнювати:

П = V_f / τ = 23,3541/0,8 = 29,2 м³/год.

4. Розрахунок об'єму збірника для розкладання лактату кальцію. У збірник надходить 24,478 м³ фільтрату та 2,4478 м³ сірчаної кислоти. В сумі – 26,9258 м³ рідини. Розрахунковий об'єм збірника з урахуванням того, що коефіцієнт заповнення становить 0,8 складає: 26,9258/0,8 = 33,657 м³. Отже обираємо апарат стандартного об'єму 32 м³, тоді коефіцієнт заповнення буде становити 26,9258/32 = 0,86.

5. Розрахунок об`єму збірника для освітлення розчину. Корисний об`єм збірника становить 23,59 м³. Розрахунковий об`єм збірника з урахуванням того, що коефіцієнт заповнення становить не більше 0,9 дорівнює: 23,59 м³/0,9=26,2 м³. Отже обираємо апарат стандартного об'єму 25 м³, тоді коефіцієнт заповнення буде становити 23,59/25 = 0,94.

6. Розрахунок випарної установки. Кількість концентрату дорівнює:

V_conc = V_f/n_conc, де V_f - об'єм фільтрату; n_conc – кратність концентрування. V_conc = 22/2,13 = 10,33 м³.

Кількість випареної вологи буде дорівнювати: V_v = V_f - V_conc = 22 – 10,33 = 11,67 м³.

Розрахуємо площу поверхні фільтрації:

S = V_v/ g₄ × τ₄, де g₄ – питома швидкість випарювання вологи;

τ₄ – час випарювання.

S = 11,67/0,338 × 5 = 6.9 м².

Обираємо стандартну установку з площею нагріву 7,1 м² та продуктивністю 2,4 м³/год. Тоді час випарювання буде становити: 11,67/7,1 × 0,338 = 4,863 годин, тобто 4 години 52 хвилини.

7. Розрахунок збірника для концентрату. У збірник надходить 9,184 м³ концентрату. Розрахуємо об'єм збірника з урахуванням того, що коефіцієнт заповнення становить 0,9.

9,184/0,9 = 10,2 м³.

Отже обираємо апарат стандартного об'єму 10 м³, тоді коефіцієнт заповнення буде становити 9,184/10 = 0,92.

8. На фасування іде 9,09 м³ готового продукту. Фасують молочну кислоту по 0,1 м³ в одну упаковку. Кількість упаковок буде :

9. n = 9,09/0,1 = 90,9.