Курсовая работа (т): Виробництво глютамінової кислоти

Незважаючи на істотні недоліки - велика площа виробничого приміщення і потреба в значній кількості обслуговуючого персоналу нутч-фільтри завдяки простоті інструкції ще застосовують на малих підприємствах або при обробці агресивних рідин.

4. Технічна характеристика

. Апарат призначений для фільтрувальння розчину, який містить кристали глутамінової кислоти.

. Об'єм приймача, л:

а) суспензії (повний) 2000;

б) заповненого суспензією 600;

в) фільтрату 100.

. Робоча температура, С 20.

. Робоча різниця тисків, МПа 0,5.

. Габаритні розміри, мм:

висота 1975;

ширина 1700;

довжина 1700.

. Маса 1420.

5. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції

Розрахуємо відношення об’єму осаду до об’єму фільтрату за формулою

 (1)

де С=5% - об’ємна частка твердої фази в суспензії; =55% - вологість осаду після фільтрування; - відношення густини рідини  до густини твердої фази :

 (2)

де кг/м³;  кг/м³.

Звідси

Знаходимо масу твердої фази, що відкладається при отриманні 1 м³ фільтрату за формулою:

 (3)

Отже

 кг/м³.

Пористість осаду визначаємо за формулою

 (4)

Підставимо значення в формулу (4):

.

Визначимо константи фільтрування.

Дані дослідного фільтрування на лабораторному фільтрі з  м² представлені в Таблиці 5.1.

Таблиця 5.1. Дані дослідного фільтрування на лабораторному фільтрі з  м².

Тривалість фільтрування, с	Кількість фільтрату, м3	q	ф/q
70	0,0005	0,05	1400
230	0,001	0,1	2300
490	0,0015	0,15	3266,667
826	0,002	0,2	4130

За даними таблиці 1 будуємо графік для визначення констант фільтрування.

З рівняння лінії тренду отримаємо константи фільтрування: = 485 м³/м² та  =18313 с/м².

Питомий опір осаду  та опір фільтрувальної перегородки розраховуються відповідно до наступних формул:

 (5)

 (6)

де МПа - постійний перепад тиску при якому працює фільтр; Па·с - динамічна в’язкість води при температурі 30 ^оС.

Підставляємо значення в рівняння (5) та (6):

 м^-2,

 м^-1.

Визначаємо найбільшу питому продуктивність  за формулою

 (7)

де с - час основних операцій;  - коефіцієнт, який розраховується за формулами

, (8)

дe  та

, (9)

, (10)

де - відношення маси розчиненої речовини, що вимивається розмивною водою, до маси, що знаходиться в осаді до промивки.

Отже,

 с/м²,

 м³/(м²·год).

Тривалітсть стадії фільтрації:

 с.

Тривалість стадії промивки:

 с.

Тривалість основної стадії:

 с.

Тривалість циклу фільтрації:

 с.

Розрахуємо оптимальну питому продуктивність фільтру по суспензії:

 м³/(м²·год).

Знаходимо необхідну загальну площу фільтрування

, (11)

де =10 м³/год - витрата культуральної рідини, що йде на освітлення.

Звідси

 м².

Питомий об’єм промивної води становить:

 м³/(м²·год).

Погодинна витрата промивної води

 м³/год.

Визначаємо необхідну кількість фільтрів, якщо фільтр з діаметром 1400 мм має фільтрувальну поверхню 1,5 м²:

 фільтрів.

Висновки

В даному курсовому проекті спроектовано виробництво глютамінової кислоти, розглянуті етапи одержання цільового продукту та апарати, що використовуються на стадіях виділення обробки культуральної рідини.

Була вибрана конструкція фільтра для відділення біомаси клітин від розчину з цільовим продуктом, а саме нутч-фільтр, - та наведено опис апарата, який підлягає розробленню, його ескіз, конструктивні особливості апарата та його конструктивних елементів, відповідність конструкції апарата технологічній операції, що в ньому протікає, недоліки та переваги вибраної конструкції у порівнянні з існуючими.

Було вирішено на виробництві використовувати нутч-фільтр з діаметром 1400 мм та площею фільтрування 1,5 м². Встановлено, що при витратах культуральної рідини, що іде на освітлення, 10 м³/год необхідно влаштувати 8 нутч-фільтрів вибраної конструкції.

Перелік посилань

конструкція глютаміновий кислота

1. Денщиков. М.Т. Отходы пищевой промышленности и их использование. Изд. 2-ое, перераб. и доп. - М.: Пищепромиздат., 1963, - 616 с.      

. Жушман А.И. Производство и применение глютаминовой кислоты и глютамата натрия. - М.: Пищепром, 1965, - 44 с.

. Красноштанова А.А. Основы биотехнологии: Учеб. Пособие / Красноштанова А.А., Крылов И.А., Бабусенко Е.С. - ЗЧТУ им. Д.И. Менделеева. - М., 2001. - 84 с.

. Бекер М.Е. Введение в биотехнологию. Пер. с латышского (Рига, 1974): «Пищевая промышленность», 1978. - 232 с.

. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. - М.: КолосС, 2004. - 296 с.

. Державна Фармакопея України / Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». - 1-е вид. - Доповнення 4. - Харків: Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». 2011. - 540 с.

. Грачева И.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров / Грачева И.М., Гаврилова Н.Н., Иванова Л.А. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 448 с.

. Мосичев М.С. Общая технология микробиологических производств / Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. - 264 с.

. Никитин Г.А. Биохимические основы микробиологических производств / Никитин Г.А. - К.: Вища шк., 1992. - 319 с.

. Біотехнологія: Підручник / В.Г. Герасименко, М.О. Герасименко, М.І. Цвіліховський та ін.; Під общ. Ред. В.Г. Герасименка. - К.: Фірма «ІНКОС», 2006. - 647 с.

. Безбородов А.М. Биохимические основы микробиологического синтеза. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 304 с.

. Жужиков В.А. Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий. - 4-е изд., и доп. - М.: Химия, 1980. - 400 с.

. Малиновская Т.А. Разделение суспензий в химической промышленности / Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С., Рейнфарт В.В. - М: Химия, 1983. - 264 с.

14. Основные процессы и аппараты химической технологи: Пособие по проектированию / Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и др. Под ред. Дытнерского Ю.И., 2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Химия, 1991. - 296 с.

. Федосеев К.Г. Процессы и аппараты биотехнологии в химико-фармацевтической промышленности. - М.: Изд-во «Медицина», 1969. - 200 с.

. Иоффе И.Л. Проектирование процес сов и аппаратов химической технологи: Учебник для техникумов. - Л.: Химия, 1991. - 352 с.

. Горбатюк В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Колос, 1999. - 335 с.

. Методичні вказівки та контрольні завдання для самостійної ро-боти з дисципліни «Процеси та апарати хімічних виробництв (частина 1)» / укладачі: Я.Е. Михайловський, М.П. Юхименко. - Суми: Вид-во СумДУ, 2010. - 61 с.

. Стабников В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва, «Агропромиздат», 1985. - 503 с.

. Емкостное оборудование. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.ompspb.ru/products/tmkostnoe-oborudovanie/sborniki-nakopiteli-otstoiniki/

. Вакуум-выпарные аппараты NORMIT. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://normit.ru/otrasli/katalog-oborudovaniia/527

. Принцип работы вакуум-выпарного апарата. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.sms-vt.com/ru/tekhnologii/vakuum-vyparnoi-apparat/princip-raboty.html

. Емкостное оборудование NORMIT (производство емкостного оборудования, емкостное оборудование из нержавеющей стали). [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.ompspb.ru/products/tmkostnoe-oborudovanie/sborniki-nakopiteli-otstoiniki/

. Вакуум-выпарной апарат. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.agro-mash.ru/0811_SER_vakuum_vypar_ap.html

. Вакуумный кристаллизатор DTB. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.ecoplanning.fi/index.php/vakuumnyj-kristallizator-dtb.html

. Горизонтальные центрифуги с ножевой выгрузкой осадка. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://macp.web.tstu.ru/04/04_013_03.html

. Вальцовая вакуум-сушилка. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://macp.web.tstu.ru/11/11_1022_03_00.html

. Вакуумные фильтры периодического действия. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.pro-vacuum.ru/vakuumnye-filtry/vakuumnye-filtry-periodicheskogo-deistviia.html

. Нутч-фильтры. [Електронний ресурс] - Режим доступу:

. Фильтр. Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.armatech.ru/ pdf/43.pdf

. Нутч-фильтр. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://promvit.com.ua/ nutch-filtr/