Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Проект участка ферментации бензилпенициллина с годовой мощностью 430000 млрд. ЕД по готовому продукту

Проект участка ферментации бензилпенициллина с годовой мощностью 430000 млрд. ЕД по готовому продукту

Проектирование участка ферментации бензилпенициллина. Проведение материальных и тепловых расчетов, расчет и выбор основного оборудования по каталогу. Обеспечение безопасности жизнедеятельности на производстве, предложение мер по защите окружающей среды.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	21.05.2013
Размер файла	399,6 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

где U_ф = 100 м³ (по заданию),

ц_загр_.= 0,64 [1].

U_загр_._ф_.= 100•0,64 = 64 м³.

m_загр_._ф_.= U_загр_._ф_.• с_пит_._ср_.₍кг);

с_пит_._ср_.= 1010 кг/ м³ [1].

m_загр_._ф_.= 64 • 1010 = 64640 кг.

1.6.4.2 Определяем массу питательной среды.

m_пит_._ср_.= m_загр_._ф_{. -}m_пос_._мат_.₍кг),

где m_загр_._ф_.= 64640 кг (1.6.4.1);

m_пос_._мат_.= 7324,4002кг (таб.4);

m_пит_._ср_.= 64640 - 7324,4002 = 57315,5998 кг.

1.6.4.3 Определяем массу компонентов питательной среды.

m_комп_.= (кг),

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_кукур_._{экстракта} =

Аналогично производим расчет остальных компонентов. Определяем массу фенилуксусной кислоты. На действующем производстве на 32320 кг - 30 кг фенилуксусной кислоты, в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 53, 2014 кг. Определяем массу едкого натра на доведение рН от 5,7 до 6,3. на действующем производстве на 32320 кг - 65 кг 100% NaOH; в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 115,2696 кг.

m _42%_NaOH = 115,2696 •= 274,4514 кг.

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 5 - Расход компонентов входящих в состав питательной среды для ферментатора.

Наименование компонента	Содержание компонета в сырье, %	Содержание компонета в среде, С,%	Масса на одну загрузку, кг
2	3	4	5
Кукрузный экстракт	48,0	1,8	2149,3349
Сернокислый аммоний	Т. м.	0,5	286,5779
Мел химически осажденный	98,5	1,0	581,8843
Магний сернокислый	Т. м.	0,07	40,1209
Глюкоза кристаллическая	91,0	1,0	629,8418
Калий фосфорнокислый	Т. м.	0,4	229,2624
Тиосульфат натрия	Т. м.	0,7	401, 2092
Соевая мучка	Т. м.	1,8	1031,6808
Жир животный технический	Т. м.	0,38	217,797
Пропинол Б-400	Т. м.	0,038	217,797
Фенилуксусная кислота	Т. м.		53, 2014
Натр едкий технический	42,0	До рН 5,7-6,1	274,4514
ИТОГО:			6113,1662

1.6.4.4 Материальный баланс стадии приготовления питательной среды и стерилизация ее на установке непрерывный стерилизации.

Уравнение материального баланса.

m_пит_._ср_.= m_комп + m_воды_на_разб_._комп_._и_пром_._УНС_.+ m_{конденсата}

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_комп = 6113,1662кг (таб.5);

m_{конденсата}_-масса конденсата, кг;

m_воды_на_разб_._комп_._и_пром_._УНС_{. -}масса воды на разбавление компонентов и промывку УНС, кг.

1.6.4.4.1 Определяем массу конденсата из теплового баланса процесса нагрева питательной среды.

Q₁ = Q_2,где Q₁ - тепло отдаваемое паром среде, Дж;

Q₁ = m_конд_.х (i_n - i_конд_.) (Дж);

Q₂ - тепло принимаемое средой, Дж;

Q₂ = (m_пит_._ср_{. -}m_конд_.)х С_ср_.х (t₂ - t₁) (Дж);

m_конд_.х (i_n - i_конд_.) = (m_пит_._ср_{. -}m_конд_.)х С_ср_.х (t₂ - t₁)

m_конд_.= (кг),

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2); С_ср_.= 4190 Дж/кг, єС [7]; t₁ - начальная температура среды, єС; t₁= 80 єС [1]; t₂ - конечная температура среды, єС; t₂ = 127 єС [1]; i_n_-энтальпия пара, Дж/кг; i_n= 2754 • 10³ Дж/кг [8]; i_конд_{. -}энтальпия конденсата, Дж/кг;

i_конд_.= 533,78 • 10³ Дж/кг [8].

m_конд_.= 4669,6155 кг.

1.6.4.4.2 Определяем массу воды на разбавление компонентов и промывку установки непрерывной стерилизации.

m_воды_.= m_пит_._ср_{. -}m_комп_{. -}m_конд_.₍кг),

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_комп_.= 6113,1662 кг (таб.5);

m_конд_.= 4669,6155 кг (1.6.4.4.1);

m_воды_.= 57315,5998 - 6113,1662 - 4669,6155 = 46532,8181 кг.

70% воды используется на разбавление компонентов среды, а 30% на промывку УНС.

m_воды_на_разб. = 0,7 • 46532,8181 =32572,9727 кг.

m_воды_на_пром_._УНС_.= 0,3 • 46532,8181 = 13959,8454 кг.

Материальный баланс стадии приготовления и стерилизации питательной среды представлен в таблице 6.

Таблица 6-Материальный баланс стадии приготовления и стерилизации питательной среды.

№ п/п	Наименование полупродуктов, отходов, потерь	Содержание основного вещества, %	Получено
			Масса, кг	Объем, м³	Плотность кг/м³
			Техническая	100% осн. вода
1	2	3	4	5	6	7
1	Компоненты среды: Кукурузный экстракт	48,0	2149,3349	988,0173	1,7333	1240,00
	Сернокислый аммоний	Т. м.	286,5779
	Мел химически осажденный	98,5	581,8843
	Магний сернокислый	Т. м.	40,1209
	Глюкоза кристаллическая	91,0	629,8418	548,8985
	Калий фосфорнокислый	Т. м.	229,2624
	Тиосульфат натрия	Т. м.	401, 2092
	Соевая мучка	Т. м.	1031,6808
	Жир животный технический	Т. м.	217,797
	Пропинол Б-400	Т. м.	217,797		0,2185	997,00
	Фенилуксусная кислота	Т. м.	53, 2014
	Натр едкий	42,0	274,4514	110,3911
2	Конденсат	Т. м.	4669,6155		4,6696	1000,00
3	Вода на разбавление компонентов среды	Т. м.	32572,9727		32,573	1000,00
4	Вода на помывку УНС	Т. м.	13959,8454		13,959	1000,00
	ИТОГО:		57315,5998
1	Стерильная питательная среда	Т. м.	57315,5998		56,748	1010,00
	ИТОГО:		57315,5998

1.6.4.5 Определяем массу подкормок.

Определяем массу 12% раствора сернокислого аммония на действующем производстве на 31307,125 кг - 310 кг сернокислого аммония (техническая масса), в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 567,53 кг (техническая масса)

m_12%_{раствора}_сернок_._амм. =

m_воды= m_{раствора}_-m_техн_.₍кг).

m_воды= 4729,4167 - 567,53 = 4161,8867 кг.

Определяем массу 8% раствора фенилуксусной кислоты на действующем производстве на 31307,125 кг - 510 кг ФУК, в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 933,6838 кг (техническая масса)

m_8%_{раствора}_ФУК= кг.

m_воды= 24171,0475 - 933,6838 = 23237,3637 кг.

Определяем массу 32% раствора глюкозы на действующем производстве на 31307,125 кг - 5600 кг глюкозы (т. м.), в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 10252 кг.

m_32%_{раствора}_{глюкозы}= кг.

m_воды= 29154,125 - 10252 = 18902,125 кг.

Определяем массу подсолнечного масла на действующем производстве на 31307,125 кг - 750 кг подсолнечного масла, на проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 13702,5779 кг.

Определяем массу аммиака водного 25% на действующем производстве на 31307,125 кг - 530 кг, на проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 970,2989 кг.

Определяем массу 10% раствора ортофосфорной кислоты на действующем производстве на 31307,125 кг - 17,8 кг ортофосфорной кислоты, на проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 32,58 кг (т. м.).

m_10%_{раствора}_{ортофосфорной}_{кислоты}= кг.

m_воды= 237,834 - 32,58 = 205,254 кг.

Определяем массу пропинола Б-400 на действующем производстве на 31307,125 кг - 13 кг пропинола, на проектируемом на 57315,5998 кг - х кг.

х = 24 кг.

Расход компонентов на дозацию представлен в таблице 7

Таблица 7 - Расход компонентов на дозацию.

Наименование компонентов	Техническая масса, кг	Масса раствора, кг	Масса воды, кг
2	3	4	5
Сернокислый аммоний	567,53	4729,4167	4161,887
Фенилуксусная кислота	933,6838	24171,0475	23237,3637
Глюкоза	10252	29154,125	18902,125
Масло подсолнечное	13702,5779	13702,5779	-
Аммиак водный	970,2989	970,2989	-
Ортофосфорная кислота	32,58	237,834	205,254
Пропинол Б-400	24,000	24,000	-
ИТОГО:	26482,6748	72989,9901	46506,6297

1.6.4.6 Определяем массу потребленного кислорода и выделившегося углекислого газа.

m_{глюкозы}= m_{глюкозы}_в_осн_._ср_.+ m_{глюкозы}_в_{подкормках}₍кг),

где m_{глюкозы}_в_осн_._ср_.= 629,8418 кг (таб.5);

m_{глюкозы}_в_{подкормках}= 10252 кг (таб.7);

m_{глюкозы}= 629,8418 + 10252 = 10881,8418 кг.

Переводим массу глюкозы в 100% содержание.

m_{глюкозы}_100%= кг.

m_О2₌_кг_.m_СО2= кг.

1.6.4.7 Расчет массы брызгоуноса.

Масса брызг за счет частичного уноса культуральной жидкости с воздухом составляет 1,8-3,0% от массы рабочей загрузки ферментатора.

m_раб_._загр_.= m_пит_._ср_.+ m_пос_._мат_.+ m_подк_.₍кг),

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_пос_._мат_.= 7324,4002 кг (таб.4);

m_подк_.= 26482,6748кг (таб.7);

m_раб_._загр_.= 57315,5998 + 7324,4002 + 26482,6748 =91122,6748 кг.

M_брызг=91122,6748*0, 19=173,1329

1.6.4.8 Определяем массу влаги уносимой из аппарата.

m_влаж_.= U_возд_.•с_возд_.х (х₂_-х₁) (кг),

где U_возд_{. -}общий расход воздуха на режиме, м³;

с_возд_{. -}плотность воздуха на режиме, кг/м³;

х₂_-влагосодержание выходящего воздуха, кг вод. пара/кг сух. возд.;

х₁ - влагосодержание входящего воздуха, кг вод. пара/кг сух. возд.

Расчет общего расхода воздуха представлен в таблице 8

Таблица 8 - Расчет общего расхода воздуха.

Время ферментации	Расход воздуха
	Об. возд/об. среды в минуту	м³/ч	На операцию, м³
0 - 14 15 - 185	1 х 75 = 75 1,5 х 75 = 112,5	4500 6750	63000 1147500
ИТОГО:			1210500

1.6.4.8.1 Определяем плотность воздуха на режиме.

с_возд_.= (кг/м³),

где с₀_.= 1,29 кг/м³ [9];

Т_о = 273 К;

Т - температура воздуха на режиме, К;

Т = 297,5 К;

Р_о - абсолютное давление воздуха, МПа;

Р_о = 0,1 МПа;

Р - давление воздуха на режиме, МПа;

Р = 0,14 МПа [1];

с_возд_.= кг/м³.

1.6.4.8.2 Определяем влагосодержание воздуха.

х_1,2 = (кг вод. пара/кг сух. возд.),

где б - относительная влажность воздуха, на входе в аппарат - 45%,

на выходе - 95%;

Р_нас_{. -}давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, на входе в аппарат при 50єС - 0,012 МПа, на выходе при 40єС - 0,0064 МПа [8];

0,622 - постоянная величина, характеризующая отношение

молекулярной массы воздуха и водяного пара;

П - давление паровоздушной смеси под крышкой аппарата, МПа;

П = 0,14 МПа [1];

х₁ = (кг вод. пара/кг сух. возд.);

х₂ = (кг вод. пара/кг сух. возд.);

m_влаж_.= 1210500 х 1,66 х (0,0282 - 0,0250) = 6430,176 кг.

1.6.4.9 Определяем массу механических потерь.

m_мех_._пот_.= (кг),

где ф_ферм_.= 185 часов [1];

m_мех_._пот_.= кг.

Из уравнения материального баланса определяем массу культуральной жидкости.

m_к_._ж_.= m_пит_._ср+ m_пос_._мат_.+ m_подк_.+ m_О2_.± m_влаж_{. -}m_со2_{. -}m_брызг_{. -}m_мех_._пот_.₍кг),

где m_пит_._ср= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_пос_._мат_.= 7324,4002 кг (таб.4);

m_подк_.= 26482,6748 кг (1.6.4.5);

m_О2_.= 10562,64 кг (1.6.4.6);

m_влаж_.= 6430,1760 кг (1.6.4.8);

m_со2_.= 14524 кг (1.6.4.6);

m_брызг_.= 173,1329 кг (1.6.4.7);

m_мех_._пот_.= 73,8750 кг (1.6.4.9);

m_к_._ж_.= 57315,5998 + 7324,4002 + 26482,6748 + 10562,64 - 6430,176 - 14524 - 173,1329 - 73,8750 = 80484,1309 кг.

Материальный баланс стадии биосинтеза бензилпенициллина в ферментаторе представлен в таблице 9

Таблица 9-Материальный бал баланс стадии биосинтеза бензилпенициллина в ферментаторе:

I. Израсходовано на стадии:

II. Получено на стадии.

Определяем съем культуральной жидкости с одной операции:

G = A • U_к_._ж_.₍млрд. ЕД),

где А = 26,146 ЕД/м³ = 26,146 • 10⁹ ЕД/м³ [1];

U_к_._ж_.= 74,5223 м³ (таб.9).

G = 26,146 • 74,5223 = 1948,4601 млрд. ЕД.

Уточняем число сливов в сутки:

n_сл_._сут_.= (сливов),

где U_к_._ж_._сут_.=130,4426м³ (7.1.1.3)

n_сл_._сут_.= 130,4426/74,5223 = 1,8 сливов

Так как постоянная дозация компонентов приводит к увеличению объема культуральной жидкости, а рабочий объем ферментатора 75 м³ (1.6.1.14), необходимо произвести 5 отливов по 4 м³ при активности не менее 12000 ЕД/мл.

2.4 Расчет и подбор основного технологического оборудования

2.1 Расчет инокуляторов, посевных аппаратов и ферментаторов в разделе 1.6 "Предварительные расчеты".

2.2 Расчет сборника аммиака водного.

2.2.1 Определяем вместимость аппарата

V_раб_.= ,

где V_сут - суточный объем перерабатываемого продукта, м³;

V_сут =V_на_1опер. *n_сл_._сут, м3;

V_на_1опер_.= 1,0781 м3 (1.6.4, таб.9);

n_сл_._сут_.=1,8 (1.6.4);

V_сут =1,0781*1,8 =1,9 м3;

Z - запас сырья, принимаем равным 2 дням;

n - предлагаемое количество аппаратов, ед;

n = 1 ед.;

ц - коэффициент заполнения аппарата;

ц =0,9

V_раб_.= = 4 м^3,По [5] принимаем аппарат вместимостью 4 м³

2.2.2 Расчет количества аппаратов к установке,

n _ап. = ,

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

n _ап. = = 2 ед.

Принимаем к установке 2 сборник аммиака.

2.3 Расчет реактора глюкозы, м^3,V_раб. = (м³),

где V_сут - суточный объем раствора глюкозы, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер. = 21,8128 м³⁽таб.9); n _сл. =1,8

V_сут = 21,8128•1,8 =39,26 м³;

ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 46 м³.

По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 25 м³, (d =2,2 м)

2.4 Расчет реактора сернокислого аммония,

V_раб_.= (м³),

где V_сут_-суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³;

V_на₁_опер_.= 8,4 м³ (1.6.4, таб.9);

n _сл_.=1,8

V_сут = 8,4*1,8 =15 м³;

ц = 0,85;

n =1;

V_раб. = = 17м^3,По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 20 м³.

2.4.1 Расчет количества аппаратов к установке,

n _ап. = V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат.,

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

ф_ц_{. -}время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап. = 15 · (1 + 0,2) · 24/24 · 20 = 0,9 ед.

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

2.5 Расчет вместимости реактора фенилуксусной кислоты, м³

V_раб_.= (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут= V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер_.= 11,47 м³⁽1.6.4, таб.9);

n _сл_.=1,8 V_сут= 11,47*1,8 =20 м³;

ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 24м³.

По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 25 м³.

2.5.1 Расчет количества аппаратов к установке,

n _ап_.= V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат. (ед),

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

ф_ц_{. -}время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап_.= 20 · (1 + 0.2) · 24/24 ·25 =0,96 ед

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

2.6 Расчет реактора ортофосфорной кислоты

V_раб. = (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³;

V_на₁_опер_.= 0,0178 м³⁽1.6.4, таб.9); n _сл_.=1,8

V_сут = 0,0178*1,8 =0,03м³; ц = 0,85; n =1;

V_раб_.= = 0,035 м³.

По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 0,25 м³, (d =0,7 м).

2.6.1 Расчет количества аппаратов к установке,

n _ап. = V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат. (ед),

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

ф_ц. - время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап_.= 0,03 · (1 + 0.2) · 24/24 · 0,25 = 0,1 ед.

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

2.7 Расчет реактора подсолнечного масла

V_раб_.= (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер_.= 13,9392 м³ (1.6.4, таб.9); n _сл_.=1,8

V_сут = 13,9392*1,8 =25 м³; ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 29 м³.

По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 30 м³, (Спецификация представлена в таблице 1

Раздел 3. Тепловые и энергетические расчеты

Тепловой расчет стадии выращивания вегетативного посевного материала в инокуляторе

3.1 Тепловой расчет стерилизации пустого аппарата

I режим - нагрев: t_н = 20 С; t_к= 132 С;

II режим - выдержка: t = 132 C; ф_выд = 60 мин.;

III режим - охлаждение: t_н = 132 С; t_к = 40 C;

Уравнение теплового баланса

Q_общ = Q₁+ Q₂+ Q_3,

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₂_-тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₃_-тепло, отводимое, Дж;

I Режим - нагрев пустого аппарата

Расчет тепла, необходимого на нагрев Q₁, Дж,

Q₁ = Q_ап+ Q_изол + Q_пот,

3.1.1.2 Расчет количества тепла, необходимого на нагрев аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_к - t_н),

где m_ап - масса аппарата, кг;

С_ст - теплоемкость стали, Дж/кг · С;

С_ст = 502 Дж/кг · С [9];

t_к - конечная температура стерилизации, С;

t_к = 132 С [9];

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 20 С [9];

3.1.1.2.1 Определяем массу аппарата

m_ап = [р · D_ап · Н_апI_ап +2р · (r_ап ² + h_ап²) I_ап + р · (r_р_.2 + h_сф_._р_.2) I_р+

+р · D_р_.· Н_р I_р_] с_cn,

где р - постоянная величина;

р = 3.14;

D_ап - диаметр аппарата, м;

D_ап = 1,6 м [5];

I_ап - толщина стенки аппарата, м;

I_ап =0,014м [5];

Н_ап - высота аппарата, м;

H_ап = 1,9905 м;

с_c_т - плотность стали, кг/м³;

с_c_т =7850 кг/м³[9];

г_сф_._ап - радиус аппарата (D_ап / 2), м;

r_сф_._ап= 0,8 м;

h_сф_._ап - высота сферической части аппарата (7% от H_ап), м;

h_сф_._ап = 0,1592 м;

D_р_{. -}диаметр аппарата с рубашкой (D_ап + 0.1 м), м;

D_р_.= 1,7 м [5];

Н_р_{. -}высота аппарата с рубашкой (2/3 · H_ап), м;

Н_р_.= 1,327 м;

r_р_{. -}радиус аппарата с рубашкой (D_р_./ 2), м;

r_р_.= 0,85 м;

h_сф_._р_{. -}высота сферической части рубашки (7% от H_р_.), м;

h_сф_._р_.= 0,1062 м;

I_р =0,008м [5];

m_ап = [3,14 · 1,9905 · 0,014• 1,6 +2· 3,14 (0,8 ² + 0,1592²) 0,014 + 3,14 · (0,85² + 0,1062²) •0,008 +3,14 · 1,7 · 1,327• 0,008_] •7850 =2147,7717 кг.

Q_ап = 2147,7717 · 502 · (132 - 20) = 120,7563 ·10⁶ Дж.

3.1.1.3 Расчет тепла, необходимого на нагрев изоляции Q_изол, Дж,

Q_изол= F_из· у_из· с_из · С_из· (t_из_._ср - t_н_._из),

где F_из - площадь поверхности изоляции, м²;

у_из - толщина изоляции, м;

у_из = 0,12 м [5];

с_из - плотность изолирующего материала, кг/м³;

с_из = 1500 кг/м³[9];

С_из - теплоемкость изолирующего материала, Дж/кг С;

С_из = 920 Дж/кг С [9];

t_из_._ср_-температура изоляции средняя, С;

t_из_._ср = (t_выд_.+ t_н_._из) / 2,

где

t_выд_{. -}температура выдержки, С; t_выд_.= 132 С (по данным комбината); t_н_._из - начальная температура изоляции, С; t_н_._из = 40 С (по данным комбината);

t_из_._ср = (132 + 40) / 2 = 86 С

3.1.1.3.1 Определяем площадь поверхности изоляции

F_из = р · D_ап · Н_ап + р · (r_сф_._ап ² + h_сф_._ап²) + р · D_р_.· Н_р_.+ р · (r_р_.2 + h_сф_._р_.2),

Объяснение величин входящих в формулу в пункте 3.1.1.2.1

F_из = 3,14 · 1,6 · 1,9905 +3,14 · (0,8 ² + 0,1592²) + 3,14 · 1,7 · 1,327 + 3.14 ·

· (0,85 ² + 0,1062 ²) = 22, 1933 м²

Q_изол= 22, 1933· 0,12· 1500 · 920· (86 - 40) = 169,0597 · 10⁶ Дж.

3.1.1.4 Расчет количества потерь тепла в окружающую среду Q_пот, Дж,

Q_пот= 10% · (Q_ап + Q_изол) (Дж),

где Q_ап - тепло, необходимое на нагрев аппарата, Дж;

Q_ап = 120,7563 · 10⁶ Дж (3.1.1.2);

Q_изол_-тепло, необходимое на нагрев изоляции, Дж;

Q_изол = 169,0597 · 10⁶ Дж (3.1.1.3);

Q_пот= 0.1 (120,7563·10⁶ + 169,0597· 10⁶) = 28,9816·10⁶Дж.

Q₁ = 120,7563· 10⁶ + 169,0597· 10⁶+ 28,9816· 10⁶= 318,7976 · 10⁶Дж.

II Режим - выдержка пустого аппарата

3.1.1.5 Расчет тепла, необходимого на выдержку Q₂, Дж, Q₂ = Q_пот_._выд_.₍Дж), расчет потерь тепла Q_пот_._выд, Дж,

Q_пот_._выд_.= б · F_из · (t_н_._из_{. -}t_возд) · ф_выд (Дж),

где б - коэффициент лучеиспускания, Вт/м² · с;

б = 9.74 + 0.07 (t_н_._из_{. -}t_возд),

где t_н_._из_{. -}начальная температура изоляции, С;

t_н_._из = 40 С;

t_возд - температура воздуха, С;

t_возд = 20 C;

б = 9,74 + 0,07 (40_-20) = 11,14 Вт/м² · с.

F_из - площадь наружной поверхности изоляции, м²;

F_из = 22, 1933 м²3.1.1.3.1);

ф_выд - время выдержки, с;

ф_выд = 3600 c [1];

Q₂ = Q_пот_._выд_.= 11,14 · 22, 1933 · (40 - 20) · 3600 = 17,8008 · 10⁶Дж.

3.1.1.5.1 Расчет массы пара m_пара, кг,

m_пара = Q₁ + Q_2/ (J_пара - J_конд),

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₁ = 318,7976 · 10⁶ Дж (3.1.1.1);

Q₂ - тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₂ = 17,8008 · 10⁶ Дж (3.1.1.5);

J_пара - энтальпия пара, Дж/кг;

J_пара = 2728,8· 10³ Дж/кг [8];

J_конд - энтальпия конденсата, Дж/кг;

J_конд = 555,36 · 10³ Дж/кг [8];

m_пара = 318,7976 · 10⁶ + 17,8008 · 10^6/ (2728,8· 10³ - 555,36 · 10³) = 154,8689 кг.

III Режим - охлаждение пустого аппарата

3.1.1.6 Расчет тепла, необходимого на охлаждение Q₂, Дж,

Q₃= Q_ап + Q_изол (Дж),

где Q_ап - тепло, отводимое от аппарата, Дж;

Q_изол - тепло, отводимое от изоляции, Дж;

Q_изол = 169,0597 · 10⁶ Дж (3.1.1.3);

Расчет тепла, отводимого от аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_н - t_к) (Дж),

где m_ап_-масса аппарата, кг;

m_ап= 2147,7717 кг (3.1.1.2.1);

С_ст - теплоемкость стали, Дж/кг;

С_ст = 502 Дж/кг [9];

t_к - конечная температура, С;

t_к = 40С;

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 132С;

Q_ап = 2147,7717 · 502 · (132 - 40) = 99, 1927 · 10⁶ Дж

Q₃ = 99, 1927· 10⁶ + 169,0597· 10⁶ = 268,2524· 10⁶ Дж.

3.1.1.7.1 Расчет воды на охлаждение аппарата m_воды, кг,

m_воды = Q_3/ (t_к_._в - t_н_._в) 4190 (кг),

где Q₃ - тепло, уносимое при охлаждении, Дж;

Q₃ = 268,2524· 10⁶ Дж (9.1.6);

t_к_._в - конечная температура воды, С;

t_к_._в = 20 C [1];

t_н_._в - начальная температура воды, С;

t_н_._в = 8 С [1];

m_воды = 268,2524· 10^6/ (20 - 8) 4190 = 5335,1 кг.

Q_общ = 318,7976 · 10⁶+ 17,8008 · 10⁶+ 268,2524· 10⁶ = 604,850800· 10⁶ Дж.

3.2 Тепловой расчет стерилизации инокулятора со щелочью

График режима стерилизации аппарата со щелочью представлен на рисунке 2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - График режима стерилизации аппарата со щелочью.

I режим - нагрев: t_н = 20 С; t_к= 100 С;

II режим - выдержка: t = 100 C; ф_выд = 60 мин.;

III режим - охлаждение: t_н = 100 С; t_к = 40 C;

Уравнение теплового баланса

Q_общ = Q₁+ Q₂+ Q₃₍Дж),

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₂_-тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₃_-тепло, отводимое, Дж;

I Режим - нагрев пустого аппарата

3.1.2.1 Расчет тепла, необходимого на нагрев Q₁, Дж,

Q₁ = Q_ап+ Q_изол + Q_пот + Q_ср_.₍Дж),

3.1.2.2 Расчет количества тепла, необходимого на нагрев аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_к - t_н) (Дж),

где m_ап - масса аппарата, кг;

m_ап = 2147,7717 кг (3.1.1.2.1);

С_ст - теплоемкость стали, Дж/кг · С;

С_ст = 502 Дж/кг · С [9];

t_к - конечная температура стерилизации, С;

t_к = 100 С;

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 20 С;

Q_ап = 2147,7717· 502· (100 - 20) = 86,2545· 10⁶ Дж.

3.1.2.3 Расчет тепла, необходимого на нагрев изоляции Q_изол, Дж,

Q_изол= F_из· у_из· с_из · С_мат· (t_из_._ср - t_н_._из) (Дж),

где F_из - площадь наружной поверхности изоляции, м²; F_из = 22, 1933 м²⁽3.1.1.3.1); у_из - толщина изоляции, м; у_из = 0,12 м [1]; с_из - плотность изолирующего материала, кг/м³; с_из = 1500 кг/м³[9]; С_мат - теплоемкость изолирующего материала, Дж/кг С; С_мат = 920 Дж/кг С [9]; t_из_._ср_-температура изоляции средняя, С;

t_из_._ср = (t_выд_.+ t_н_._из) / 2,где t_выд_{. -}температура выдержки, С;

t_выд_.= 100 С; t_н_._из - начальная температура изоляции, С; t_н_._из = 40 С;

t_из_._ср = (100 + 40) / 2 = 70 С.

Q_изол= 22, 1933· 0,12· 1500 · 920· (70 - 40) = 110,2563 · 10⁶ Дж.

3.1.2.4 Расчет тепла, необходимого на нагрев среды в аппарате Q_ср_., Дж,

Q_ср_.= m_ср · С_ср · (t_к - t_н) (Дж),

где m_ср_{. -}масса раствора щелочи, кг;

m_ср_.= 4160 кг [1];

С_ср - теплоемкость среды, Дж/кг С;

С_ср = 4190 Дж/кг С [7];

t_к = 100 С [1];

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 20 С [1];

Q_ср_.= 4160 · 4190 · (100 - 20) = 1394,432· 10⁶ Дж.

Расчет количества потерь тепла в окружающую среду Q_пот, Дж,

Q_пот= 10% · (Q_ап + Q_изол+ Q_ср) (Дж),

где Q_ап - тепло, необходимое на нагрев аппарата, Дж;

Q_ап = 86,2545· 10⁶ Дж (3.1.2.2);

Q_изол_-тепло, необходимое на нагрев изоляции, Дж;

Q_изол = 110,2563· 10⁶ Дж (3.1.2.3);

Q_ср - тепло, необходимого на нагрев среды в аппарате, Дж;

Q_ср =1394,4320· 10⁶ Дж (3.1.2.4);

Q_пот= 0,1 (86,2545· 10⁶ + 110,2563· 10⁶+1394,4320· 10⁶) = 159,0943· 10⁶Дж.

Q₁=86,2545·10⁶+1394,4320· 10⁶+110,2563·10⁶+ 159,0943·10⁶= 1750,0371·10⁶Дж.

II Режим - выдержка аппарата со щелочью

3.1.2.6 Расчет тепла, необходимого на выдержку Q₂, Дж,

Q₂ = б · F_из · (t_н_._из_{. -}t_возд) · ф_выд (Дж),

где б - коэффициент лучеиспускания, Вт/м² · с;

б = 11,14 Вт/м² · с (3.1.1.5);

F_из - площадь наружной поверхности изоляции, м²;

F_из = 22, 1933 м²⁽3.1.1.3.1);

t_н_._из_{. -}начальная температура изоляции, С;

t_н_._из = 40 С;

t_возд - температура воздуха, С;

t_возд = 20 C;

ф_выд - время выдержки, с;

ф_выд = 3600 c [1];

Q₂ = 11,14 · 22.1933 · (40 - 20) · 3600 =17,8008 · 10⁶Дж.

3.1.2.6.1 Расчет массы пара m_пара, кг,

m_пара = Q₁ + Q_2/ (J_пара - J_конд),

где J_пара - энтальпия пара, Дж/кг;

J_пара = 2678,5· 10³Дж/кг [8];

J_конд - энтальпия конденсата, Дж/кг;

J_конд = 419· 10³Дж/кг [8];

m_пара = 1750,0371 · 10⁶ + 17,8008 · 10^6/ (2678,5· 10³ - 419· 10³) = 782,4022 кг.

Щелочь водой не охлаждаем. После мойки передаем в другой аппарат (но не более 5 операций). При снижении концентрации её разбавляют водой или нейтрализуют кислотой и сливают на очистные сооружения.

3.3 Тепловой расчет стерилизации питательной среды в инокуляторе

График режима стерилизации питательной среды в инокуляторе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - График режима стерилизации питательной среды в инокуляторе.

I режим - нагрев: t_н = 70 С; t_к= 126 С;

II режим - выдержка: t = 126 C; ф_выд = 30 мин.;

III режим - охлаждение: t_н = 126 С; t_к = 25 C;

Уравнение теплового баланса

Q_общ = Q₁+ Q₂+ Q₃₍Дж),

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₂_-тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₃_-тепло, отводимое, Дж;

I Режим - нагрев аппарата с питательной средой

3.1.3.1 Расчет тепла, необходимого на нагрев Q₁, Дж,

Q₁ = Q_ап+ Q_изол + Q_пот + Q_ср_.₍Дж),

Расчет количества тепла, необходимого на нагрев аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_к - t_н) (Дж),

где m_ап - масса аппарата, кг; m_ап = 2147,7717 кг (3.1.2.1);

С_ст - теплоемкость стали, Дж/кг · С; С_ст = 502 Дж/кг · С [9];

t_к - конечная температура стерилизации, С; t_к = 126 С;

t_н_-начальная температура, С; t_н = 70 С;

Q_ап = 2147,7717 · 502 · (126 - 70) = 60,3781· 10⁶ Дж.

3.1.3.3 Расчет тепла, необходимого на нагрев изоляции Q_изол, Дж,

Q_изол= F_из· у_из· с_из · С_мат· (t_из_._ср - t_н_._из) (Дж),

где t_из_._ср_-температура изоляции средняя, С;

t_из_._ср = (t_выд_.+ t_н_._из) / 2,

где t_выд_{. -}температура выдержки, С; t_выд_.= 126 С;

t_н_._из - начальная температура изоляции, С; t_н_._из = 40 С;

t_из_._ср = (126 + 40) / 2 = 83 С.

Q_изол= 22, 1933· 0,12· 1500 · 920· (83 - 40) = 158,0340 · 10⁶ Дж.

3.1.3.4 Расчет тепла, необходимого на нагрев среды в аппарате Q_ср_., Дж,

Q_ср_.= m_ср · С_ср · (t_к - t_н) (Дж),

где m_ср_{. -}масса питательной среды, кг;

m_ср_.= 287,9622 кг (1.6.2.3);

С_ср - теплоемкость среды, Дж/кг С;

С_ср = 4190 Дж/кг С [7];

t_к = 126 С;

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 70 С;

Q_ср_.= 287,9622 · 4190 · (126 - 70) = 473,8977· 10⁶ Дж.

3.1.3.5 Расчет количества потерь тепла в окружающую среду Q_пот, Дж,

Q_пот= 10% · (Q_ап + Q_изол) (Дж),

Q_пот= 0,1 (60,3781· 10⁶ + 158,0340· 10⁶+473,8977· 10⁶) = 69,2319· 10⁶Дж.

Q₁ = 60,3781· 10⁶ + 158,0340 ·10⁶+ 473,8977 ·10⁶+ 69,2319·10⁶= 761,5408· 10⁶Дж

II Режим - выдержка аппарата с питательной средой

3.1.3.6 Расчет тепла, необходимого на выдержку Q₂, Дж,

Q₂ =б · F_из · (t_н_._из_{. -}t_возд) · ф_выд (Дж),

где ф_выд - время выдержки, с;

ф_выд = 1800 c [1];

Q₂ =11,14 · 22, 1933· (40 - 20) · 1800 = 8,9004· 10⁶Дж.

3.1.3.6.1 Расчет массы пара m_пара, кг,

m_пара = Q₁ + Q_2/ (J_пара - J_конд),

где

Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₁ =761,5408· 10⁶ Дж (3.1.3.1);

Q₂ - тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₂ = 8,9004· 10⁶Дж (3.1.3.6);

J_пара - энтальпия пара, Дж/кг;

J_пара = 2719,6· 10³Дж/кг [8];

J_конд - энтальпия конденсата, Дж/кг;

J_конд = 531,176· 10³Дж/кг [8];

m_пара = 761,5408· 10⁶ + 8,9004· 10^6/ (2719,6· 10³^-531,176· 10³) = 352,0529 кг.

III Режим - охлаждение аппарата с питательной средой

3.1.3.7 Расчет тепла, необходимого на охлаждение Q₂, Дж,

Q₃= Q_ап + Q_изол+ Q_ср_.₍Дж),

где Q_изол - тепло, отводимого от изоляции, Дж;

Q_изол = 158,0340· 10⁶ Дж (3.1.3.3);

3.1.3.8 Расчет тепла, отводимого от аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_н - t_к) (Дж),

где t_к - конечная температура, С; t_к = 25С;

t_н_-начальная температура, С; t_н = 126С;

Q_ап = 2147,7717 · 502· (126 - 25) = 108,8963· 10⁶ Дж.

3.1.3.9 Расчет количества тепла, отводимого от среды Q_ср_., Дж,

Q_ср_.= m_ср · С_ср · (t_н - t_к) (Дж),

где m_ср_{. -}масса питательной среды, кг;

m_ср_.= 2019,68 кг (1.6.2.3);

С_ср - теплоемкость среды, Дж/кг С;

С_ср = 4190 Дж/кг С [7];

t_к = 25 С;

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 126 С;

Q_ср_.= 2019,68· 4190 · (126 - 25) = 854,7083· 10⁶ Дж.

Q₃= 108,8963· 10⁶ + 158,0340· 10⁶ + 854,7083· 10⁶ = 1121,6386· 10⁶ Дж.

Расчет воды на охлаждение аппарата m_воды, кг,

m_воды = Q_3/ (t_к_._в - t_н_._в) 4190 (кг),

где t_к_._в - конечная температура воды, С; t_к_._в = 20 C [1]; t_н_._в - начальная температура воды, С; t_н_._в = 8 С [1];

m_воды = 1121,6386· 10^6/ (20 - 8) 4190 = 22307,8 кг.

Q_общ = 761,5408· 10⁶+ 8,9004· 10⁶ + 1121,6386· 10⁶ = 1892,0798· 10⁶ Дж.

Тепловой расчет выращивания посевного материала в посевном аппарате.

3.4 Тепловой расчет стерилизации пустого аппарата

График режима стерилизации пустого аппарата представлен на рисунке 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - График режима стерилизации пустого аппарата.

I режим - нагрев: t_н = 20 С; t_к= 132 С; II режим - выдержка: t = 132 C; ф_выд = 60 мин.; III режим - охлаждение: t_н = 132 С; t_к = 30 C;

Уравнение теплового баланса

Q_общ = Q₁+ Q₂+ Q₃₍Дж),

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₂_-тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₃_-тепло, отводимое, Дж;

I Режим - нагрев пустого аппарата

3.2.1.1 Расчет тепла, необходимого на нагрев Q₁, Дж,

Q₁ = Q_ап+ Q_изол + Q_пот (Дж),

3.2.1.2 Расчет количества тепла, необходимого на нагрев аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_к - t_н),

где m_ап - масса аппарата, кг;

С_ст - теплоемкость стали, Дж/кг · С;

С_ст = 502.8 Дж/кг · С [9];

t_к - конечная температура стерилизации, С;

t_к = 132 С [1];

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 20 С;

3.2.1.2 Определяем массу аппарата

m_ап = m_пуст_._ап+ m_змеев₍кг),

3.2.1.3 Определяем массу пустого аппарата

m_пуст_._ап = [р · D_ап · Н_апI_ап +2р · (r_ап ² + h_ап²) I_ап] с_cn (кг),

где D_ап - диаметр аппарата, м;

D_ап = 2,4 м [1];

I_ап - толщина стенки аппарата, м;

I_ап =0,016м [5];

Н_ап - высота аппарата, м;

H_ап = 4,4332 м;

с_c_т - плотность стали, кг/м³;

с_c_т =7850 кг/м³[1];

г_сф_._ап - радиус аппарата (D_ап / 2), м;

r_сф_._ап= 1,2 м;

h_сф_._ап - высота сферической части аппарата (7% от H_ап), м;

h_сф_._ап = 0,3539 м;

m_пуст_._ап = [3,14 · 2,4 · 4,4232• 0,016 +2· 3,14 (1,2 ² + 0,3539²) 0,016] •7850 =5420,9839 кг.

3.2.1.4 Определяем массу змеевиков

m_змеев =р · l · (R²+r ²) •с_cn (кг),

где с_c_т - плотность стали, кг/м³;

с_c_т =7850 кг/м³[1];

г - радиус внутреннего диаметра трубы змеевика, м;

r= 0,025 м [10];

R - радиус наружного диаметра змеевика, м;

R = 0,0285 м [10]

l - длина змеевика;

3.2.1.5 Расчет длины труб змеевика, м

l = F_охл/р•d (м),

где F_охл= 16,8 м²[5];

р - постоянная величина;

р = 3,14;

d - наружный диаметр трубы змеевика, м;

d = 0,057 м [10];

l = 16,8/3,14•0,057 =93,8652 м.

m_змеев =3,14 · 93,8652· (0,0285²+0,025²) •7850 =462,7363 кг.

m_ап = 5420,9839+ 462,7363 =5883,7202 кг.

Q_ап = 5883,7202· 502 · (132 - 20) = 330,8063· 10⁶ Дж.

3.2.1.6. Расчет тепла, необходимого на нагрев изоляции Q_изол, Дж,

Q_изол= F_из· у_из· с_из · С_мат· (t_из_._ср - t_н_._из),

Объяснение в пункте 3.1.1.3

3.2.1.7 Определяем площадь наружной поверхности изоляции, F_из, м²;

F_из = р · D_ап · Н_ап + р · (r_сф_._ап ² + h_сф_._ап²) (м²),

Объяснение в пункте 3.1.4.2.2

F_из = 3.14 · 2,4 · 4,4232 + 3.14 · (1,2 ² + 0,3539²) = 38,2479 м².

Q_изол= 38,2479· 0,12· 1500 · 920· (86 - 40) = 291,3572· 10⁶ Дж.

3.2.1.8 Расчет количества потерь тепла в окружающую среду Q_пот, Дж,

Q_пот= 10% · (Q_ап + Q_изол) (Дж),

где Q_ап - тепло, необходимое на нагрев аппарата, Дж;

Q_ап = 330,8063· 10⁶ Дж (3.1.4.2);

Q_изол_-тепло, необходимое на нагрев изоляции, Дж;

Q_изол = 291,3572· 10⁶ Дж (3.1.4.3);

Q_пот= 0.1 (330,8063· 10⁶ + 291,3572· 10⁶) = 62,2164· 10⁶Дж.

Q₁ = 330,8063 · 10⁶ + 291,3572· 10⁶+ 62,2164· 10⁶= 684,3799· 10⁶Дж.

II Режим - выдержка пустого аппарата

3.2.1.9 Расчет тепла, необходимого на выдержку Q₂, Дж,

Q₂ = б · F_из · (t_н_._из_{. -}t_возд) · ф_выд (Дж),

Объяснение в пункте 3.1.1.5

где F_из = 38,2479 м²;

Q₂ = 11,14 · 38,2479 · (40 - 20) · 3600 = 30,6778· 10⁶Дж.

3.2.1.10 Расчет массы пара m_пара, кг,

m_пара = Q₁ + Q_2/ (J_пара - J_конд) (кг),

где J_пара - энтальпия пара, Дж/кг; J_пара = 27,28,8·10³ Дж/кг [8];

J_конд - энтальпия конденсата, Дж/кг; J_конд = 555,36·10³ Дж/кг [8];

m_пара = 684,3799· 10⁶ + 30,6778 · 10^6/ (27,28,8·10³ - 555,36·10³) = 328,9981 кг

III Режим - охлаждение пустого аппарата

3.2.1.11 Расчет тепла, необходимого на охлаждение Q₃, Дж,

Q₃= Q_ап + Q_изол (Дж),

где Q_ап - тепло, отводимое от аппарата, Дж;

Q_изол - тепло, отводимое от изоляции, Дж;

Q_изол = 291,3572· 10⁶ Дж (3.1.4.3);

3.2.1.12 Расчет тепла, отводимого от аппарата Q_ап, Дж,

Q_ап = m_ап · С_ст · (t_н - t_к) (Дж),

где t_к - конечная температура, С;

t_к = 30С [1];

t_н_-начальная температура, С;

t_н = 132С [1];

Q_ап = 5883,7202 · 502· (132 - 30) = 301,2700· 10⁶ Дж.

Q₃ = 291,3572· 10⁶ + 301,2700· 10⁶ = 592,6272· 10⁶ Дж.

3.2.1.13 Расчет воды на охлаждение аппарата m_воды, кг,

Страница:

курсовая работа "Проект участка ферментации бензилпенициллина с годовой мощностью 430000 млрд. ЕД по готовому продукту" скачать

Подобные документы

Проект участка по ремонту редукторов заднего моста автомобилей в ООО "ИГАТП" г. Ижевска УР
Организация ремонта редукторов заднего моста автомобилей в ООО "ИГАП": расчет годовой программы; проект участка; выбор оборудования и разработка конструкции универсального стенда. Охрана труда и экологическая безопасность; технико-экономическая оценка.

дипломная работа [242,4 K], добавлен 11.08.2011
Проект участка по производству газовых труб из поливинилхлорида методом экструзии
Выбор и характеристика основного применяемого оборудования и формующей оснастки. Обеспечение БЖД на участке по производству труб ПВХ. Информационный анализ с обоснованием метода производства изделий. Расчет оборудования и производственных площадей.

курсовая работа [137,0 K], добавлен 09.03.2009
Проектирование прессового участка
Прессование – процесс выдавливания из замкнутой полости через отверстие в матрице металла с приданием ему требуемой формы. Проектирование схемы прессового участка и ее обоснование. Расчет производительности основного оборудования, его количество.

курсовая работа [443,0 K], добавлен 29.03.2008
Проект участка химико-термической обработки
Проектирование участка химико-термической обработки зубчатых колёс коробки передач с раздаточной коробкой. Выбор марки стали и разработка технологического процесса термообработки. Выбор печи для цементации и непосредственной закалки. Расчет оборудования.

курсовая работа [710,0 K], добавлен 08.06.2010
Расчет и проектирование дискового долбяка и участка инструментального цеха
Проектирование гаммы дисковых прямозубых долбяков и участка инструментального цеха с заданной годовой программой выпуска. Технологический процесс изготовления долбяка, определение трудоемкости изготовления изделия. Расчёт, компоновка и планировка участка.

дипломная работа [2,8 M], добавлен 03.04.2011
Разработка планировки участка механической обработки
Расчет количества основного технологического оборудования на участке и коэффициента его загрузки. Действительный фонд времени работы оборудования и такт производства. Разработка планировки участка механической обработки. Метод удаления стружки с участка.

курсовая работа [12,8 K], добавлен 18.08.2009
Проект участка ламинирования древесностружечных плит
Основные особенности выпуска ламинированных древесностружечных плит. Установка аспирационной системы, вытяжной вентиляции, системы вытяжки пресса. Расчет оборудования, площади объема участка, годовой потребности в электроэнергии, тепловой энергии.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 06.07.2012
Стадия ректификации винилхлорида в производстве поливинилхлорида на ОАО "Саянскхимпласт"
Теоретические основы процесса ректификации, их методы расчетов и виды колонн ректификации. Проектирование стадии ректификации винилхлорида производительностью 300000 т/год по готовому продукту. Характеристика опасных и вредных производственных факторов.

дипломная работа [2,4 M], добавлен 16.01.2014
Расчет участка кузнечного цеха
Создание проекта участка кузнечного цеха для изготовления детали "Втулка" с программой выпуска 1000000 штук в год. Выбор и обоснование технологического процесса и основного оборудования. Расчет численности работников для технологического процесса.

лабораторная работа [441,2 K], добавлен 12.05.2015
Проектирование производства участка механической обработки деталей
Определение основных технико-экономических показателей производственного процесса участка механической обработки деталей в условиях выбранного типа производства. Расчет количества оборудования участка и его загрузки, численности персонала участка.

курсовая работа [69,7 K], добавлен 12.12.2010

Другие документы, подобные "Проект участка ферментации бензилпенициллина с годовой мощностью 430000 млрд. ЕД по готовому продукту"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Проект участка ферментации бензилпенициллина с годовой мощностью 430000 млрд. ЕД по готовому продукту

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

где Uф = 100 м3 (по заданию),

цзагр. = 0,64 [1].

Uзагр. ф. = 100•0,64 = 64 м3.

mзагр. ф. = Uзагр. ф. • спит. ср. (кг);

спит. ср. = 1010 кг/ м3 [1].

mзагр. ф. = 64 • 1010 = 64640 кг.

1.6.4.2 Определяем массу питательной среды.

mпит. ср. = mзагр. ф. - mпос. мат. (кг),

где mзагр. ф. = 64640 кг (1.6.4.1);

mпос. мат. = 7324,4002кг (таб.4);

mпит. ср. = 64640 - 7324,4002 = 57315,5998 кг.

1.6.4.3 Определяем массу компонентов питательной среды.

mкомп. = (кг),

где mпит. ср. = 57315,5998 кг (1.6.4.2);

mкукур. экстракта =

m 42% NaOH = 115,2696 •= 274,4514 кг.

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 5 - Расход компонентов входящих в состав питательной среды для ферментатора.

2.4 Расчет и подбор основного технологического оборудования

2.1 Расчет инокуляторов, посевных аппаратов и ферментаторов в разделе 1.6 "Предварительные расчеты".

2.2 Расчет сборника аммиака водного.

2.2.1 Определяем вместимость аппарата

Vраб. = ,

где Vсут - суточный объем перерабатываемого продукта, м3;

Vсут =Vна 1опер. *nсл. сут, м3;

Vна 1опер. = 1,0781 м3 (1.6.4, таб.9);

nсл. сут. =1,8 (1.6.4);

Vсут =1,0781*1,8 =1,9 м3;

Z - запас сырья, принимаем равным 2 дням;

n - предлагаемое количество аппаратов, ед;

n = 1 ед.;

ц - коэффициент заполнения аппарата;

ц =0,9

Vраб. = = 4 м3,По [5] принимаем аппарат вместимостью 4 м3

2.2.2 Расчет количества аппаратов к установке,

n ап. = ,

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

n ап. = = 2 ед.

Принимаем к установке 2 сборник аммиака.

2.3 Расчет реактора глюкозы, м3,Vраб. = (м3),

где Vсут - суточный объем раствора глюкозы, м3;

Vсут = Vна 1 опер. *n, м3; Vна 1 опер. = 21,8128 м3 (таб.9); n сл. =1,8

Vсут = 21,8128•1,8 =39,26 м3;

ц = 0,85; n =1; Vраб. = = 46 м3.

По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 25 м3, (d =2,2 м)

2.4 Расчет реактора сернокислого аммония,

Vраб. = (м3),

где Vсут - суточный объем, м3;

Vсут = Vна 1 опер. *n, м3;

Vна 1 опер. = 8,4 м3 (1.6.4, таб.9);

n сл. =1,8

Vсут = 8,4*1,8 =15 м3;

ц = 0,85;

n =1;

Vраб. = = 17м3,По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 20 м3.

2.4.1 Расчет количества аппаратов к установке,

n ап. = Vсут · (1 + Z) · фц. / 24 · Vкат.,

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

фц. - время оборачиваемости аппарата, ч;

фц. = 24ч (по данным комбината);

n ап. = 15 · (1 + 0,2) · 24/24 · 20 = 0,9 ед.

Уточняем количество аппаратов: n ут. =1 ед.;

2.5 Расчет вместимости реактора фенилуксусной кислоты, м3

Vраб. = (м3),

где Vсут - суточный объем, м3;

Vсут = Vна 1 опер. *n, м3; Vна 1 опер. = 11,47 м3 (1.6.4, таб.9);

n сл. =1,8 Vсут = 11,47*1,8 =20 м3;

ц = 0,85; n =1; Vраб. = = 24м3.

По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 25 м3.

2.5.1 Расчет количества аппаратов к установке,

n ап. = Vсут · (1 + Z) · фц. / 24 · Vкат. (ед),

где Z - коэффициент запаса мощности оборудования;

Z = 0,2 (по данным комбината);

фц. - время оборачиваемости аппарата, ч;

фц. = 24ч (по данным комбината);

n ап. = 20 · (1 + 0.2) · 24/24 ·25 =0,96 ед

где U_ф = 100 м³ (по заданию),

ц_загр_.= 0,64 [1].

U_загр_._ф_.= 100•0,64 = 64 м³.

m_загр_._ф_.= U_загр_._ф_.• с_пит_._ср_.₍кг);

с_пит_._ср_.= 1010 кг/ м³ [1].

m_загр_._ф_.= 64 • 1010 = 64640 кг.

m_пит_._ср_.= m_загр_._ф_{. -}m_пос_._мат_.₍кг),

где m_загр_._ф_.= 64640 кг (1.6.4.1);

m_пос_._мат_.= 7324,4002кг (таб.4);

m_пит_._ср_.= 64640 - 7324,4002 = 57315,5998 кг.

m_комп_.= (кг),

где m_пит_._ср_.= 57315,5998 кг (1.6.4.2);

m_кукур_._{экстракта} =

m _42%_NaOH = 115,2696 •= 274,4514 кг.

V_раб_.= ,

где V_сут - суточный объем перерабатываемого продукта, м³;

V_сут =V_на_1опер. *n_сл_._сут, м3;

V_на_1опер_.= 1,0781 м3 (1.6.4, таб.9);

n_сл_._сут_.=1,8 (1.6.4);

V_сут =1,0781*1,8 =1,9 м3;

V_раб_.= = 4 м^3,По [5] принимаем аппарат вместимостью 4 м³

n _ап. = ,

n _ап. = = 2 ед.

2.3 Расчет реактора глюкозы, м^3,V_раб. = (м³),

где V_сут - суточный объем раствора глюкозы, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер. = 21,8128 м³⁽таб.9); n _сл. =1,8

V_сут = 21,8128•1,8 =39,26 м³;

ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 46 м³.

По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 25 м³, (d =2,2 м)

V_раб_.= (м³),

где V_сут_-суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³;

V_на₁_опер_.= 8,4 м³ (1.6.4, таб.9);

n _сл_.=1,8

V_сут = 8,4*1,8 =15 м³;

V_раб. = = 17м^3,По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 20 м³.

n _ап. = V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат.,

ф_ц_{. -}время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап. = 15 · (1 + 0,2) · 24/24 · 20 = 0,9 ед.

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

2.5 Расчет вместимости реактора фенилуксусной кислоты, м³

V_раб_.= (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут= V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер_.= 11,47 м³⁽1.6.4, таб.9);

n _сл_.=1,8 V_сут= 11,47*1,8 =20 м³;

ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 24м³.

По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 25 м³.

n _ап_.= V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат. (ед),

ф_ц_{. -}время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап_.= 20 · (1 + 0.2) · 24/24 ·25 =0,96 ед

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

V_раб. = (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³;

V_на₁_опер_.= 0,0178 м³⁽1.6.4, таб.9); n _сл_.=1,8

V_сут = 0,0178*1,8 =0,03м³; ц = 0,85; n =1;

V_раб_.= = 0,035 м³.

По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 0,25 м³, (d =0,7 м).

n _ап. = V_сут · (1 + Z) · ф_ц. / 24 · V_кат. (ед),

ф_ц. - время оборачиваемости аппарата, ч;

ф_ц_.= 24ч (по данным комбината);

n _ап_.= 0,03 · (1 + 0.2) · 24/24 · 0,25 = 0,1 ед.

Уточняем количество аппаратов: n _ут_.=1 ед.;

V_раб_.= (м³),

где V_сут - суточный объем, м³;

V_сут = V_на₁_опер. *n, м³; V_на₁_опер_.= 13,9392 м³ (1.6.4, таб.9); n _сл_.=1,8

V_сут = 13,9392*1,8 =25 м³; ц = 0,85; n =1; V_раб_.= = 29 м³.

По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 30 м³, (Спецификация представлена в таблице 1

I режим - нагрев: t_н = 20 С; t_к= 132 С;

II режим - выдержка: t = 132 C; ф_выд = 60 мин.;

III режим - охлаждение: t_н = 132 С; t_к = 40 C;

Q_общ = Q₁+ Q₂+ Q_3,

где Q₁ - тепло, необходимое на нагрев, Дж;

Q₂_-тепло, необходимое на выдержку, Дж;

Q₃_-тепло, отводимое, Дж;

Расчет тепла, необходимого на нагрев Q₁, Дж,

Q₁ = Q_ап+ Q_изол + Q_пот,

3.1.1.2 Расчет количества тепла, необходимого на нагрев аппарата Q_ап, Дж,