Контрольная работа по дисциплине Процессы и аппараты биотехнологии Z215
Уважаемый студент!
Данная работа не готова, но Вы можете заказать ее у нас за символическую цену, связавшись с нами любым удобным для Вас способом:
- вконтакте: http://vk.com/id231049521
- электронная почта: otli4nik24@mail.ru
- форма обратной связи
Мы ответим Вам в самое ближайшее время. Всегда рады помочь!
Вариант 1
Рассчитать и спроектировать установку для непрерывной стерилизации питательной среды для культивирования микроорганизмов, продуцентов лизина, состоящую из: смесителя, подогревателя, выдерживателя и теплообменника для охлаждения среды, подаваемой в ферментер, объемом V = 40 м3.
Параметры процесса и показатели качества среды следующие:
rс = 1100 кг/м3 – плотность среды.
mс = 0,00151 Па·с – динамическая вязкость.
Время заполнения ферментера – 2 ч.
Vpcм = 0,7 Vрферм.
hз = 0,7 - коэффициент заполнения смесителя средой.
Dвн. = 2 м - внутренний диаметр смесителя.
d = 6 мм - толщина стенок корпуса.
Мешалка 3-х лопастная пропеллерная, dм = 0,33·Dвн. Среда нагревается в колонке непрерывного действия открытым паром при r = 4·105 Па с 25 °С до 125 °С. Длительность процесса стерилизации, выдерживания и охлаждения среды 3 ч.
Потери тепла в окружающую среду 5 %.
Выдержка среды в течение 30 мин в аппарате трубчатого типа: трубы вертикальные, диаметром 350·8 мм, длиной по 5 м.
Охлаждение простерилизованной питательной среды идет в теплообменнике типа ''труба в трубе'' до 30 °С.
Температура воды начальная t1' = 20 °С, конечная t2' = 96 °С.
Диаметр внутренних труб теплообменника dвн = 70/78 мм; наружных – dн = 120/128 мм. Материал – сталь.
Графическая часть
1 лист: технологическая аппаратурная схема стадии стерилизации питательной среды.
2 лист: общий вид аппарата-смесителя в разрезе.
Вариант 2
Рассчитать и спроектировать установку для непрерывной стерилизации питательной среды для культивирования микроорганизмов, продуцентов триптофана, состоящую из: смесителя, подогревателя, выдерживателя и теплообменника для охлаждения среды, подаваемой в ферментер, объемом V = 50 м3.
Параметры процесса и показатели качества среды следующие:
rс = 1150 кг/м3 – плотность среды.
mс = 0,00140 Па·с – динамическая вязкость.
Время заполнения ферментера – 3 ч.
Vpcм = 0,7 Vрферм.
hз = 0,7 - коэффициент заполнения смесителя средой.
Dвн. = 2,5 м - внутренний диаметр смесителя.
d = 8 мм - толщина стенок корпуса.
Мешалка 3-х лопастная пропеллерная, dм = 0,33·Dвн. Среда нагревается в колонке непрерывного действия открытым паром при r = 4·105 Па с 25 °С до 125 °С. Длительность процесса стерилизации, выдерживания и охлаждения среды 2,5 ч.
Потери тепла в окружающую среду 5 %.
Выдержка среды в течение 40 мин в аппарате трубчатого типа: трубы вертикальные, диаметром 350·8 мм, длиной по 5 м.
Охлаждение простерилизованной питательной среды идет в теплообменнике типа ''труба в трубе'' до 30 °С.
Температура воды начальная t1' = 20 °С, конечная t2' = 90 °С.
Диаметр внутренних труб теплообменника dвн = 70/78 мм; наружных – dн = 120/128 мм. Материал – сталь.
Графическая часть
1 лист: технологическая аппаратурная схема стадии стерилизации питательной среды.
2 лист: общий вид аппарата-смесителя в разрезе.
Вариант 3
Рассчитать и спроектировать установку для непрерывной стерилизации питательной среды для культивирования микроорганизмов, продуцентов амилолитических ферментов, состоящую из: смесителя, подогревателя, выдерживателя и теплообменника для охлаждения среды, подаваемой в ферментер, объемом V = 25 м3.
Параметры процесса и показатели качества среды следующие:
rс = 1120 кг/м3 – плотность среды.
mс = 0,00150 Па·с – динамическая вязкость.
Время заполнения ферментера – 4 ч.
Vpcм = 0,7 Vрферм.
hз = 0,7 - коэффициент заполнения смесителя средой.
Dвн. = 2,2 м – внутренний диаметр смесителя.
d = 6,5 мм - толщина стенок корпуса.
Мешалка 3-х лопастная пропеллерная, dм = 0,33·Dвн. Среда нагревается в колонке непрерывного действия открытым паром при r = 4·105 Па с 25 °С до 125 °С. Длительность процесса стерилизации, выдерживания и охлаждения среды 3,5 ч.
Потери тепла в окружающую среду 5 %.
Выдержка среды в течение 35 мин в аппарате трубчатого типа: трубы вертикальные, диаметром 350·8 мм, длиной по 5 м.
Охлаждение простерилизованной питательной среды идет в теплообменнике типа ''труба в трубе'' до 30 °С.
Температура воды начальная t1' = 20 °С, конечная t2' = 85 °С.
Диаметр внутренних труб теплообменника dвн = 70/78 мм; наружных – dн = 120/128 мм. Материал – сталь.
Графическая часть
1 лист: технологическая аппаратурная схема стадии стерилизации питательной среды;
2 лист: общий вид аппарата-смесителя в разрезе.
Вариант 4
Рассчитать и спроектировать посевной аппарат для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий-продуцентов лизина, объемом 5 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1120 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00140 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4180 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,7;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,35·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 16 °С, на выходе t2 = 27 °С;
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 18 °С до tм'' = 120 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: участок технологической схемы и обвязка посевного аппарата.
2 лист: посевной аппарат в разрезе.
Вариант 5
Рассчитать и спроектировать посевной аппарат для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий-продуцентов глутаминовой кислоты, объемом 3 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1150 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00130 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4175 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,68;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,4·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 16 °С, на выходе t2 = 28 °С;
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 20 °С до tм'' = 115 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: участок технологической схемы и обвязка посевного аппарата.
2 лист: посевной аппарат в разрезе.
Вариант 6
Рассчитать и спроектировать посевной аппарат для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий-продуцентов амилолитических ферментов, объемом 10 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1100 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00135 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4200 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,6;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,45·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 16 °С, на выходе t2 = 26 °С;
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 19 °С до tм'' = 125 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: участок технологической схемы обвязка посевного аппарата.
2 лист: посевной аппарат в разрезе.
Вариант 7
Рассчитать и спроектировать ферментатор для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий-продуцентов лизина, объемом 50 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1100 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00145 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4186 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,65;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,30·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 15 °С, на выходе t2 = 25 °С;
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 20 °С до tм'' = 130 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: обвязка ферментатора;
2 лист: ферментатор в разрезе.
Вариант 8
Рассчитать и спроектировать ферментатор для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий-продуцентов глутаминовой кислоты, объемом 40 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1150 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00140 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4150 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,68;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,25·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 15 °С, на выходе t2 = 27 °С.
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 18 °С до tм'' = 110 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: обвязка ферментатора.
2 лист: ферментатор в разрезе.
Вариант 9
Рассчитать и спроектировать ферментатор для аэробного стерильного глубинного культивирования микромицетов, продуцентов протеолитических ферментов, объемом 45 м3.
Сделать следующие расчеты:
- расчет мощности, потребляемой мешалкой на перемешивание;
- тепловой расчет аппарата;
- материальный баланс на 1 загрузку;
- расчет установки для пеногашения.
Параметры процесса и физико-химические показатели среды следующие:
- плотность среды rс = 1130 кг/м3;
- динамическая вязкость среды mс = 0,00125 Па·с;
- теплоемкость среды С = 4160 Дж/(кг·К);
- коэффициент заполнения Кф = 0,7;
- рабочее давление воздуха в аппарате над уровнем жидкости
р = 0,27·105 Па;
- температура культивирования t = 30 °С;
- температура воды на входе в рубашку или змеевик t1 = 14 °С, на выходе t2 = 27 °С;
Используется жидкий пеногаситель в количестве 1 кг на 1 м3 среды, готовится 1 раз в сутки на 1 аппарат.
Стерилизация масла осуществляется путем нагревания его от tм' = 20 °С до tм'' = 110 °С паром (р = 4·105 Па) через змеевик из трубок диаметром 29/25 мм.
Графическая часть
1 лист: обвязка ферментатора.
2 лист: ферментатор в разрезе.
Вариант 10
Рассчитать и спроектировать дрожжерастильный аппарат для нестерильного культивирования дрожжей на мелассной барде объемом V = 320 м3 (цилиндрический эрлифтный).
Сделать следующие расчеты:
- Рассмотреть кинетику роста микроорганизмов и потребления субстрата в непрерывно действующем аппарате полного смешения. Составить материальный баланс относительно биомассы и субстрата, используя следующие показатели:
a = 1,8 кг/кг - удельное потребление субстрата;
mмах = 0,35 ч-1;
Крs = 13,5 кг/м3;
Ks = 1,35 кг/м3;
Sо = 32 кг/м3;
S = 2 кг/м3;
рбарды = 1030 кг/м3.
- Рассчитать стационарную продуктивность g и экономический коэффициент использования субстрата h.
Рассчитать тепловой баланс ферментера и расход воды на охлаждение аппарата, провести расчет сборника-стерилизатора барды и теплообменника-охладителя.
Провести расчет установки для химического пеногашения, при условии, что расход пеногасителя (5 %-ный раствор олеиновой кислоты) – 0,5 дм3/м3·ч. Пеногаситель готовят один раз в сутки.
Определить необходимый расход воздуха и подобрать турбовоздуходувную машину.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема дрожжерастильного аппарата и вспомогательного оборудования.
2 лист: дрожжерастильный аппарат в разрезе.
Вариант 11
Рассчитать и спроектировать дрожжерастильный аппарат для нестерильного культивирования дрожжей на гидролизатах древесины объемом V = 600 м3 (цилиндрический эрлифтный).
Сделать следующие расчеты:
- Рассмотреть кинетику роста микроорганизмов и потребления субстрата в непрерывно действующем аппарате полного смешения. Составить материальный баланс относительно биомассы и субстрата, используя следующие показатели:
a = 1,7 кг/кг - удельное потребление субстрата;
mмах = 0,3 ч-1;
Крs = 13,0 кг/м3;
Ks = 1,3 кг/м3;
Sо = 25 кг/м3;
S = 2,5 кг/м3;
Ргидрол. = 1100 кг/м3.
Рассчитать стационарную продуктивность g и экономический коэффициент использования субстрата h.
Рассчитать тепловой баланс ферментера и расход воды на охлаждение аппарата, провести расчет сборника-стерилизатора барды и теплообменника-охладителя. Провести расчет установки для химического пеногашения, при условии, что расход пеногасителя (5 %-ный раствор олеиновой кислоты) – 0,4 дм3/м3·ч. Пеногаситель готовят один раз в сутки.
Определить необходимый расход воздуха и подобрать турбовоздуходувную машину.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема дрожжерастильного аппарата и вспомогательного оборудования.
2 лист: дрожжерастильный аппарат в разрезе.
Вариант 12
Спроектировать трехкорпусную вакуум-выпарную установку для концентрирования дрожжевой суспензии от начальной массовой концентрации хн = 15 % до конечной хк = 25 % при следующих условиях:
Количество поступающей суспензии 30 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара рг.п=3·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,15·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Раствор, поступающий на установку, имеет температуру t = 30 °С.
Перед подачей в корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры 80 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 15 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 4 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудование.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 13
Спроектировать трехкорпусную вакуум-выпарную установку для концентрирования дрожжевой суспензии от начальной массовой концентрации хн = 14 % до конечной хк = 24 % при следующих условиях:
Количество поступающей суспензии 20 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара
рг.п = 2,5·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,3·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Раствор, поступающий на установку, имеет температуру t = 25 °С.
Перед подачей в корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры 83 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 14 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 4 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудование.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 14
Спроектировать трехкорпусную вакуум-выпарную установку для концентрирования дрожжевой суспензии от начальной массовой концентрации хн = 15 % до конечной хк = 30 % при следующих условиях:
Количество поступающей суспензии 35 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара рг.п=3·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,2·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Раствор, поступающий на установку, имеет температуру t = 40 °С.
Перед подачей в корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры 90 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 17 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 4 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудование.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 15
Спроектировать трехкорпусную выпарную установку для упаривания последрожжевой барды от начальной массовой концентрации хн = 6 % СВ до конечной хк = 50 % СВ при следующих условиях:
Количество поступающей на упаривание последрожжевой барды 50 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара рг.п=5·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,2·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Последрожжевая барда, поступающая на выпарку, имеет температуру t = 30 °С.
Перед подачей в I корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры, близкой к 100 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 16 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 5 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудовани
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 16
Спроектировать трехкорпусную выпарную установку для упаривания последрожжевой барды от начальной массовой концентрации хн = 5 % СВ до конечной хк = 40 % СВ при следующих условиях:
Количество поступающей на упаривание последрожжевой барды 30 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара рг.п=4·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,3·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Последрожжевая барда, поступающая на выпарку, имеет температуру t = 25 °С.
Перед подачей в I корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры близкой к 90 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 15 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 5 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудование.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 17
Спроектировать трехкорпусную выпарную установку для упаривания последрожжевой барды от начальной массовой концентрации хн = 3 % СВ до конечной хк = 45 % СВ при следующих условиях:
Количество поступающей на упаривание последрожжевой барды 40 т/ч.
Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара рг.п=6·105 Па.
Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе рбк = 0,3·105 Па.
Взаимное направление пара и суспензии – прямой ток.
Выпарной аппарат – с выносной греющей камерой.
Последрожжевая барда, поступающая на выпарку, имеет температуру t = 35 °С.
Перед подачей в I корпус раствор подогревается в теплообменнике до температуры, близкой к 100 °С.
Начальная температура охлаждающей воды 14 °С.
Температура конденсата вторичного пара, выходящего из барометрического конденсатора, ниже температуры конденсации на 5 °С.
При разработке схемы выпарной установки подобрать насосы, емкости, вакуум-насос, барометрический конденсатор и др. вспомогательное оборудование.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема трехкорпусной выпарной установки с необходимым дополнительным оборудованием.
2 лист: выпарной аппарат в разрезе.
Вариант 18
Рассчитать и спроектировать установку для очистки и стерилизации воздуха, поступающего в 4 ферментатора, где происходит в стерильных условиях биосинтез лизина бактериями Brevibacterium sp 22.
Подобрать масляный фильтр для грубой очистки.
Подобрать компрессор и проверить давление воздуха.
Рассчитать теплообменник воздушного охлаждения, подобрать влагоотделитель, головной и индивидуальный фильтры.
Определить: сопротивление фильтров при скорости воздуха w = 5 м/с; концентрацию пыли после масляного фильтра, если начальная концентрация Yн = 3,3 мг/м3, влажность е = 90 %; продолжительность работы фильтров.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема процесса очистки воздуха.
2 лист: индивидуальный фильтр в разрезе.
Вариант 19
Рассчитать и спроектировать установку для очистки и стерилизации воздуха, поступающего в 2 ферментатора, где происходит в стерильных условиях биосинтез лизина бактериями Brevibacterium sp 22.
Подобрать масляный фильтр для грубой очистки.
Подобрать компрессор и проверить давление воздуха.
Рассчитать теплообменник воздушного охлаждения, подобрать влагоотделитель, головной и индивидуальный фильтры.
Определить: сопротивление фильтров при скорости воздуха w = 4 м/с; концентрацию пыли после масляного фильтра, если начальная концентрация Yн = 2,5 мг/м3, влажность е = 70 %; продолжительность работы фильтров.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема процесса очистки воздуха.
2 лист: индивидуальный фильтр в разрезе.
Вариант 20
Рассчитать и спроектировать установку для очистки и стерилизации воздуха, поступающего в 4 ферментатора, где происходит в стерильных условиях биосинтез протеолитических ферментов грибом A. Oryzae 8F1.
Подобрать масляный фильтр для грубой очистки.
Подобрать компрессор и проверить давление воздуха.
Рассчитать теплообменник воздушного охлаждения, подобрать влагоотделитель, головной и индивидуальный фильтры.
Определить: сопротивление фильтров при скорости воздуха w = 6 м/с; концентрацию пыли после масляного фильтра, если начальная концентрация Yн = 4,0 мг/м3, влажность е = 80 %; продолжительность работы фильтров.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема процесса очистки воздуха.
2 лист: индивидуальный фильтр в разрезе.
Вариант 21
Рассчитать и спроектировать распылительную сушильную установку для сушки концентрата кормовых дрожжей.
Производительность сушилки по испаренной влаге W = 2000 кг/ч. Влажность исходного концентрата дрожжей, поступающего на сушку, w1 = 75 %. Влажность высушенного порошка дрожжей w2 = 10 %. Температура концентрата, поступающего в сушилку n1 = 55 °С, температура дрожжевого порошка, поступающего из сушилки n2 = 35 °С. Сушка производится воздухом, нагреваемым в калорифере.
Параметры воздуха перед калорифером:
Показатели |
Летние условия |
Зимние условия |
Температура t2, °С |
20 |
-15 |
Влажность j2, % |
60,0 |
87,0 |
Влагосодержание d2, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Энтальпия I2, кДж/кг |
44,85 |
4,7 |
Параметры воздуха после подогрева в калорифере:
Температура t3, °С |
200 |
200 |
Влагосодержание d3, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Параметры воздуха в помещении сушилки: t1 = 25 °С, влажность j1 =60 %.
Температура воздуха после сушильной башни t4 = 75 °С; температура воздуха, выходящего из циклонов – осадителей продукта – t5 = 50 °С.
Напряжение объема сушильной башни по влаге А = 3,5 кг/м3·ч. Давление пара в калорифере р = 6·105 Па.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема стадии сушки кормовых дрожжей.
2 лист: сушильная камера в разрезе.
Вариант 22
Рассчитать и спроектировать распылительную сушильную установку для сушки концентрата амилолитических ферментов.
Производительность сушилки по испаренной влаге W = 3000 кг/ч. Влажность исходного концентрата дрожжей, поступающего на сушку, w1 = 80 %. Влажность высушенного порошка ферментов w2 = 15 %. Температура концентрата, поступающего в сушилку n1 = 40 °С, температура ферментного порошка, поступающего из сушилки n2 = 25 °С. Сушка производится воздухом, нагреваемым в калорифере.
Параметры воздуха перед калорифером:
Показатели |
Летние условия |
Зимние условия |
Температура t2, °С |
20 |
-15 |
Влажность j2, % |
60,0 |
87,0 |
Влагосодержание d2, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Энтальпия I2, кДж/кг |
44,85 |
4,7 |
Параметры воздуха после подогрева в калорифере:
Температура t3, °С |
200 |
200 |
Влагосодержание d3, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Параметры воздуха в помещении сушилки: t1 = 26 °С, влажность j1 =62 %.
Температура воздуха после сушильной башни t4 = 60 °С; температура воздуха, выходящего из циклонов – осадителей продукта – t5 = 45 °С.
Напряжение объема сушильной башни по влаге А = 3,5 кг/м3·ч. Давление пара в калорифере р = 5,5·105 Па.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема стадии сушки амилолитических ферментов.
2 лист: сушильная камера в разрезе.
Вариант 23
Рассчитать и спроектировать распылительную сушильную установку для сушки концентрата протеолитических ферметов.
Производительность сушилки по испаренной влаге W = 2500 кг/ч. Влажность исходного концентрата дрожжей, поступающего на сушку, w1 = 70 %. Влажность высушенного порошка ферментов w2 = 12 %. Температура концентрата, поступающего в сушилку n1 = 50 °С, температура ферментного порошка, поступающего из сушилки n2 = 30 °С. Сушка производится воздухом, нагреваемым в калорифере.
Параметры воздуха перед калорифером:
Показатели |
Летние условия |
Зимние условия |
Температура t2, °С |
20 |
-15 |
Влажность j2, % |
60,0 |
87,0 |
Влагосодержание d2, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Энтальпия I2, кДж/кг |
44,85 |
4,7 |
Параметры воздуха после подогрева в калорифере:
Температура t3, °С |
200 |
200 |
Влагосодержание d3, г/кг сухого воздуха |
9,7 |
1,1 |
Параметры воздуха в помещении сушилки: t1 = 24 °С, влажность j1 =65 %.
Температура воздуха после сушильной башни t4 = 70 °С; температура воздуха, выходящего из циклонов – осадителей продукта – t5 = 55 °С.
Напряжение объема сушильной башни по влаге А = 3,5 кг/м3·ч. Давление пара в калорифере р = 5·105 Па.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема стадии сушки протеолитических ферментов.
2 лист: сушильная камера в разрезе.
Вариант 24
Рассчитать и спроектировать двухвальцовую сушилку для сушки концентрата гидролизных дрожжей производительностью 0,5 т/ч. Начальное содержание сухих веществ в концентрате 25 %, конечное 90 %. Сушилка обогревается паром, рабс = 0,5 МПа, толщина слоя дрожжей около 1 мм. Толщина стенки чугунного вальца 10 мм. Над поверхностью материала продувается воздух со скоростью 2 м/с. Температура воздуха 50 °С, влажность j = 40 %.
Дрожжевая суспензия перед сушкой нагревается до температуры 80 °С, исходная температура дрожжевого концентрата 40 °С за счет тепла конденсата, выводимого из сушильных барабанов.
Рассчитать необходимую площадь поверхности нагрева вальцовой сушилки и подобрать сушилку по каталогу.
Рассчитать поверхность теплообмена и подобрать теплообменник для подогрева дрожжевой суспензии.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема линии сушки дрожжевого концентрата, включающая емкость с концентратом, сушилку, циклон, фильтр рукавный, бункер для готового продукта, конвейер ленточный, норию.
2 лист: общий вид сушилки в разрезе.
Вариант 25
Рассчитать и спроектировать двухвальцовую сушилку для сушки концентрата дрожжей из мелассной барды производительностью 0,35 т/ч. Начальное содержание сухих веществ в концентрате 20 %, конечное 85 %. Сушилка обогревается паром, рабс = 0,6 МПа, толщина слоя дрожжей около 1,1 мм. Толщина стенки чугунного вальца 10 мм. Над поверхностью материала продувается воздух со скоростью 2,2 м/с. Температура воздуха 40 °С, влажность j = 40 %.
Дрожжевая суспензия перед сушкой нагревается до температуры 75 °С, исходная температура дрожжевого концентрата 45 °С за счет тепла конденсата, выводимого из сушильных барабанов.
Рассчитать необходимую площадь поверхности нагрева вальцовой сушилки и подобрать сушилку по каталогу.
Рассчитать поверхность теплообмена и подобрать теплообменник для подогрева дрожжевой суспензии.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема линии сушки дрожжевого концентрата, включающая емкость с концентратом, сушилку, циклон, фильтр рукавный, бункер для готового продукта, конвейер ленточный, норию.
2 лист: общий вид сушилки в разрезе.
Вариант 26
Рассчитать и спроектировать двухвальцовую сушилку для сушки концентрата дрожжей, полученных на окисленных углеводородах, производительностью 0,2 т/ч. Начальное содержание сухих веществ в концентрате 20 %, конечное 80 %. Сушилка обогревается паром, рабс = 0,55 МПа, толщина слоя дрожжей около 1,2 мм. Толщина стенки чугунного вальца 10 мм. Над поверхностью материала продувается воздух со скоростью 1,5 м/с. Температура воздуха 55 °С, влажность j = 40 %.
Дрожжевая суспензия перед сушкой нагревается до температуры 85 °С, исходная температура дрожжевого концентрата 43 °С за счет тепла конденсата, выводимого из сушильных барабанов.
Рассчитать необходимую площадь поверхности нагрева вальцовой сушилки и подобрать сушилку по каталогу.
Рассчитать поверхность теплообмена и подобрать теплообменник для подогрева дрожжевой суспензии.
Графическая часть
1 лист: аппаратурно-технологическая схема линии сушки дрожжевого концентрата, включающая емкость с концентратом, сушилку, циклон, фильтр рукавный, бункер для готового продукта, конвейер ленточный, норию.
2 лист: общий вид сушилки в разрезе.