Вертикальный резервуар для кратковременного хранения

По конструкции они представляют собой емкостные аппараты:

- либо цельносварного типа,

- либо со съемными крышками.

Для осуществления подогрева среды они снабжаются:

- либо, пароводяными рубашками (внутренними или наружными);

- либо, внутренними барботерами.

Для загрузки и выгрузки компонентов сырья снабжаются люками, а также штуцерами и патрубками для установки:

- приборов контроля и регулирования параметров процесса (т.е. дистанционными термометрами, манометрами, уровнемерами, рН- метрами и т.п.)

Резервуары для кратковременного хранения жидких продуктов

а) Вертикальный цельносварной емкостный аппарат с эллиптическими днищами: 1 — штуцер для выхода среды; 2 — перелив среды; а — люк; 4 — штуцер для подачи среды; 5 — штуцер для установки уровнемера; 6 — штуцер для предохранительного клапана; 7 — установка колонки указателя трубчатого уровнемера; В — уровнемер; 9 — штуцер для спуска среды

б) Горизонтальный цельносварной аппарат с эллиптическим днищем: / — штуцер для спуска среды; 2 — резервные штуцера; 3 — штуцер для подачи среды; 4 — люк; 5 — штуцер для предохранительного клапана; 6 — штуцер для установки уровнемера; 7 — штуцер для установки манометра; 8 — штуцер для установки колонки указателя уровня трубчатого типа; 9 — штуцер для перелива среды; 10 — штуцер для термометра

Форма емкости резервуаров

• либо вертикальная, либо горизонтальная цилиндрическая.

• Отношение высоты к диаметру Н/D вертикальных резервуаров от 1,0 до 5,0.

Марка резервуаров состоит из трех букв и цифр.

Первая буква обозначает форму емкости: Г – горизонтальная; В – вертикальная.

Вторая – тип нижнего днища, третья – тип верхней крышки: Э – эллиптическое: К – коническое; П – плоское

3вопрос. Ферментаторы Лефрансуа с пневматическим и внутренним циркуляционным контуром нашли широкое применение для выращивания дрожжей на сусле, которое является отходом гидролизно-дрожжевого производства (рис. 10.1).

Их иногда называют ферментаторами эрлифтного типа. Аппараты этого типа имеют емкости 250, 320, 600 и 1300 м3.

Для них характерно:

- наличие пневматического перемешивания,

- наличие т.н. внутреннего циркуляционного контура,

- отсутствие механических средств пеногашения.

Сам эрлифтный ферментатор Лефрансуа представляет собой:

• Стальной сварной корпус 1 с днищем в виде усеченного конуса и конической крышкой с центральным отверстием.

• Корпус имеет высоту порядка 12 – 15 м.

• Внутри аппарата установлены четыре диффузора 7, которые создают четыре самостоятельно циркулирующих потока.

• Через коллектор 2 в центральные трубы каждого диффузора, поступает воздух.

• На конце каждого диффузора имеется конус и кювета 8

• На крышке аппарата установлен распределительный бачок, куда через штуцера 3,4 и 5 поступает бражка, сусло, засевные дрожжи и аммиачная вода.

• Все компоненты смешиваются с воздухом, таким образом, образуется питательную смесь.

• Эта смесь свободным потоком по трубам диаметром 100 мм поступает вниз в кюветы аэрирующего устройства.

• Переливаясь через край кюветы смесь, смешивается с воздухом, выходящим через щели под кюветой.

• Образовавшаяся воздушно-жидкостная эмульсия в виде пены поднимается вверх на высоту до 10 – 12 м по диффузору к отбойнику 6, откуда разрушаясь, стекает вниз.

• Для наружного охлаждения стенок аппарата установлен ороситель в виде коллектора.

В ферментаторе системы Лефрансуа-Марийне также отсутствуют приспособления для механического перемешивания и пеногашения.

Перемешивание жидкости производится также воздухом по типу эрлифтных насосов. Для этого в нижней части аппарата установлен цент-ральный стакан (диффузор).

Воздух подается через воздуховод, проходящий через центр диффузора.

Укрепленные на воздуховоде кювета и конус на диффузоре направляют поток жидкости с диспергированным воздухом вверх по диффузору, при этом:

• часть воздуха отделяется от потока жидкости и отводится сверху в атмосферу,

• другая же часть вместе с пеной поступает в низ аппарата через кольцевое пространство, образуемое стенками диффузора.

• При этом пена гасится и сжижается.

Отвод тепла осуществляется:

• путем орошения наружной стенки, а также подачи охлаждающей воды между стенками диффузора.

Недостатком конструкции является высокий расход воздух, (на 1 кг дрожжей необходимо 18—20 м3 воздуха).

Билет 9. 1.1вопрос. Основной стадией микробиологического синтеза является культивирование. Культивирование есть не что иное, как развитие популяции микроорганизмов в специальном аппарате, который называют ферментатором (или ферментером либо культиватором). При этом в аппарате находится в большей части жидкая питательная среда, которая является как бы пищей для микроорганизмов. Это так называемый глубинный (суспензионный) способ культивирования. На стадии культивирования осуществляется производство: - во-первых, как самой биомассы; так и, во-вторых, продуктов жизнедеятельности (метаболизма). В ряде случаев – синтезируемые продукты – антибиотики, ферменты, аминокислоты и т.п. Необходимость осуществления специфических процессов повлекла за собой разработку и создание специального оборудования. Это оборудование в микробиологической промышленности называется растильными установками. Способ культивирования микроорганизмов на ТПС к сожалению не получил широкого распространения в биотехнологии. Следует отметить, что для этого способа присущи ряд преимуществ по сравнению со способом культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах:

- скорость биосинтеза ферментов в 5 – 8 раз больше;

- полученная культура имеет относительно небольшую влажность порядка 40 – 50%, тогда как при культивации на ЖПС – 80 – 95 %;

- последнее обстоятельство позволяет экономить энергию на последующих стадиях, т.е. при концентрировании (сгущении) и сушке.

Широкому внедрению этого способа мешает отсутствие надежных механизированных растильных установок. К твердым (условно) питательным средам относятся отходы пищевой промышленности, в частности:

- солома, хлопковая и подсолнечная шелуха, кукурузная кочерыжка, отходы переработки картофеля и сахарной свеклы, богасса и т.п.

Все это с помощью микробиологического синтеза может быть переработано в кормовой белок.

1.2вопрос. Для тепловых процессов U* = L/R = Q/F·, Дж/м2с либо U* = k·F·дельта t· F· Выражение в числителе есть ни что иное как:

- движущая сила процесса,

- или количества тепла, необходимого для проведения процесса,

- или основное уравнение теплопередачи нестационарных тепловых процессов.

В знаменателе: -сопротивление процессу, - или произведение площади теплопередачи на время процесса. После сокращений на (F·) окончательно получим:

U* = k·дельта t = дельта t/R , поскольку k = 1/R, Дж/

где k- коэффициент теплопередачи, вт/м2град;

дельта t- разность температур, град (движущая сила процесса.)

R – сопротивление тепловому процессу, град-1.

Очень важный момент -

– размерность скорости кинетики тепловых процессов.

С целью единого подхода к размерностям для других процессов, её лучше записывать именно в этой форме - Дж/м2с,

хотя правильнее было бы подставить Вт = Дж/с.

Тогда бы размерность скорости получилась Вт/м2

Получается, что скорость кинетики определяет:

- какой тепловой поток (Вт)

- передается продукту

- через определенную площадь (м2).

Либо,

- какое количество тепла (Дж)

- передается продукту через определенную площадь (м2)

- за единицу времени (с).

Скорость кинетики для:

- процессов массообмена, (в сушилках);

- гидромеханических процессах разделения в жидкой неоднородной среде, (в сепараторах);

- и процессов прессования,

определяется уравнением. U* = L/R = G/F·, кг/м2с , где G – масса, кг.

Однако, в каждом конкретном случае (U*) имеет разный физический смысл. Движущая сила каждого из процессов различна. Для массообмена - U* = G/F· = дельта С/R – разность концентрации.

Для разделения - U* = G/F· = дельта р/R – разность плотностей. Для прессования - U* = G/F· = дельта Р/R – разность давлений.

2вопрос. После доставки жидкого сырья на заводы оно перекачивается в емкости хранения. Такие емкости называют резервуарами для хранения.

Резервуары снабжаются соответствующими средствами контроля и арматурой (штуцерами или патрубками):

- для подачи жидкости и сжатого воздуха в емкость;

- установки манометра контроля давления;

- установки предохранительного клапана для стравливания избыточного давления;

- установки указателя уровня жидкости в емкости;

- спуска остатка жидкости из емкости;

- трубой передавливания, люками и воздушником;

- а также подогревателями, внутрь которых подается пар.

Диаметр данного резервуара составляет 22,8 м, высота – 12 м. В верхней части резервуара устроена кровля с перилами, ограждением штуцерами и воздушником. Сбоку установлена лестница для обслуживания. Переливные трубы установлены внутри резервуара на разных уровнях. У днища резервуара смонтирован штуцер для слива остатков жидкого сырья и трубчатый подогреватель, куда подается пар.

Слив жидкости из резервуара производится:

- либо самотеком;

- либо вытеснением, сжатым воздухом или инертным газом при давлении от 0,3 – 1,6 МПа.

Для охлаждения жидкости емкости могут снабжаться устройствами для охлаждения, размещенными внутри (змеевик) или снаружи (пластинчатый охладитель).

3вопрос. Достоинством ферментатора ФВО-40-0,6 с интенсивным массообменном является то, что в нем достигаются большие линейные скорости движения среды (до 2-3 м/с); при этом концентрация и температура среды практически одинаковы по всему объему аппарата (9.3).

Этот ферментатор отличаются от обычных аппаратов с турбинным перемешиванием тем, что внутри находится полый цилиндр (диффузор).

В центре диффузора находится вал с перемешивающим устройством.

Ферментатор с интенсивным массообменом.

1-труба для подвода; 2-герметичный привод; 3-крышка; 4-пеногасящее устройства; 5-вставка с теплообменной камерой; 6-воздушной короб;7-корпус; 8-перемешивающее устройства; 9-потрубок для ввода воды; 10-электродвигатель; 11-шкив; 12-клиноременной передача; 13- разгрузочное устройства; 14-потрубок для отвода воды; 15-трубки теплообменника; 16-потрубок для отвода воздуха; 17-потрубок для пеногасителя.

Благодаря этому в аппарате создается внутренний циркуляционный контур.

Внутри корпуса (7) ферментатора расположены:

- перемешивающее устройство (8);

- циркуляционная труба;

- аэратор;

- теплообменная камера (5);

- патрубки для ввода питательной среды, воздуха;

вывода выращенной культуры (13)

- и отвода отходящих газов (16).

Перемешивающее устройство изготовлено в виде винта. Над винтом и под винтом расположены направляющие лопатки.

Циркуляционная система ферментатора включает:

- эжектор, подключенный к нижней части аппарата,

- насос и трубопроводы.

Циркуляционная труба выполнена в виде трубчатого теплообменника, состоящего:

- из верхнего коллектора, внутри которого расположены в диаметральной плоскости две глухие перегородки

- и нижнего коллектора без перегородок.

Теплообменные трубы, расположенные между коллекторами, сообщаются с ними и соединены между собой перемычками.

Теплообменная камера жестко закреплена в подставке с двумя фланцами и может быть легко извлечена для ремонта.

Механический пеногаситель (4) смонтирован на крышке ферментатора (3).

На этой же крышке смонтирован привод пеногасителя и расположены четыре люка для механической мойки аппарата.

Движение винта осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу с частотой вращения 280 и 350 об/мин.

Аппарат рассчитан для работы под давлением до 0,3 МПа.

Билет 10. 1.1вопрос. Скорость движения (u) продукта внутри рабочего органа машины. Исходной основной формулой для ее нахождения является зависимость u =путь/время = Н/, м/с

Однако, при необходимости используются и другие зависимости:

А) Если продукт является:

-во-первых, жидким;

-либо пластично-вязким;

-либо насыпным;

-либо кусковым,

-и, во-вторых, обрабатывается в машине непрерывного действия в виде массы в сплошном слое или объеме, то скорость его движения может быть найдена

- как функция давления

- либо напора по формуле Торичелли. либо u =

- исходя из: DR = u²r/2 , Н = u²/2g

Б) Эту же скорость можно определить из уравнения неразрывности

потока, как функцию от производительности.

U = М0/f = 4M0/Пd2 м/с ; где М0- объемная производительность ТО, м3/с;

f – площадь поперечного сечения выходного окна, канала, и т.д. ТО, м2;

d – диаметр этого выходного окна, м.

В) Если продукт является штучным:

- в виде пакетиков продукта, ящиков, фляг, рам, банок и т.д.

- и обрабатывается и транспортируется одновременно в машинах непрерывного действия,

- например: на конвейерах, ленточных транспортерах, элеваторах и т. п., то скорость его транспортировки можно определить. u = М_шт.·L, м/с ; где М_шт- штучная производительность, шт/с;

L – расстояние между единицами продукта, м

Г) В этом же случае, т.е. если продукт является штучным

- и скорость его транспортировки

- совпадает со скоростью рабочего органа ТО,

эту скорость определяется по основной формуле. u = Н/t м/с, либо м/мин

Н- длина пути перемещения продукта за такт, м;

t - время перемещения, с, либо, мин.

Производительность определяется:

1) либо по скорости кинетики процесса,

2) либо по скорости движения продукта внутри рабочего органа машины.

В первом случае производительность называется истинной. Во втором случае она называется пропускной способностью.

1.2вопрос. К мембранным методам разделения растворов биологически активных веществ (БАВ) относятся:

- обратный осмос;

- микрофильтрация;

- ультрафильтрация;

- диализ;

- электродиализ;

- и испарение через мембрану.

Суть мембранных процессов заключается в способности мембран селективно (т.е. избирательно) разделять какие либо растворы. Эти процессы аналогичны тому, как в живой природе за миллионы лет эволюции в клетках живых организмов выработался универсальный и совершенный метод разделения с помощью полупроницаемых мембран. Примером таких мембран являются оболочки животных и растительных клеток, благодаря которым осуществляется обмен веществ между клеткой и внешней средой. Мембранные процессы происходят в т.н. мягких технологических режимах, что очень важно при работе с лабильными (стойкими) веществами. Мембранные процессы позволяют одновременно производить:

- очистку;

- и концентрирование растворов.

Кроме того, мембранные процессы происходят:

- без фазовых изменений;

- и без подвода тепла.

Это способствует значительному снижению потерь БАВ. Мембранные методы позволяют получать очень высокие степени концентрирования (до 250 раз) и получать концентраты до 50 %.

Мембранные установки обладают следующими достоинствами:

- относительная простота конструкции;

- небольшие габариты;

- широкие возможности автоматизации;

- экономичность.

Мембраны, применяемые для ультрафильтрации, задерживают молекулы от 5 до 50 нм (нанометров), т.е. крупные органические молекулы.

Мембраны для обратного осмоса способны:

• задерживать молекулы размером 2,5 нм,

• однако давление при этом должно быть достаточно высоким (от 4 до 10 МПа).

К недостаткам процессов мембранного разделения относится:

- необходимость тщательной подготовки и предварительной очистки растворов;

- возникновение концентрационной поляризации, т.е. повышенной концентрации растворенного вещества у поверхности мембран;

- и образование значительных количеств пермеатов, требующих утилизации или очистки перед сбросом в канализацию.

2вопрос. Схема комплекса по очистке воздуха, подаваемого в ферментатор.

1- заборник воздуха; 2-ячейковый фильтр предварительной очистки; 3 – компрессор; 4 – теплообменник; 5 – брызгоуловитель; 6 – ресивер; 7 – теплообменник; 8 – головной фильтр; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – фильтр тонкой очистки.

- из фильтров предварительной очистки воздуха от пыли содержащей частицы размером до 150 мкм;

- компрессора для нагнетания воздуха;

- теплообменника;

- каскада биологических фильтров.

Работает система очистки следующим образом.

Воздух перемещается по всей системе очистки с помощью компрессора 3.

Предварительно воздух проходит через заборник 1 и ячейковый фильтр предварительной очистки 2, где очищается от механической пыли.

В компрессоре 3 воздух сжимается. В результате сжатия воздух нагревается. В связи с этим его необходимо охладить. Поэтому воздух поступает в кожухотрубный теплообменник 4, после чего через брызгоуловитель 5 попадает в ресивер 6.После ресивера воздух вновь охлаждается в кожухотрубном теплообменнике 7, а затем последовательно проходит через три фильтра биологической очистки 8, 9, 10.

3вопрос. К ферментаторам с пневматическим перемешиванием среды относятся аппараты внешне похожие на ферментаторы с механическим перемешиванием среды, но в них отсутствует механические перемешивающие устройства (9.2).

Аэрирующим устройством является диффузор (9), выполненный в виде цилиндра с раструбом у основания, вмонтированный внутрь ферментатора.

Аэратор (2) т.е. распыливающее устройство, смонтирован по осевой линии аппарата.

Воздух под давлением вводится в аэратор по касательной к окружной розетке:

• с помощью направляющих лопаток,

• за счет чего придается вихревое движение воздушно- жидкостной эмульсии.

Эмульсия непрерывно циркулирует по внутреннему замкнутому контуру:

- вначале, через верхние кромки цилиндра,

- далее через кольцевое пространство между внутренней стенкой аппарата и внешней стороной аэратора,

- а затем вновь поднимается вверх через раструб.

Ферментатор с пневматическим перемешиванием

1- штуцер для слива; 2 - аэратор; 3 - змеевики; 4 - люк; 5 - штуцер подачи воздуха; 6- штуцер отвода воздуха; 7 - штуцер загрузки; 8 – лестница; 9 - диффузор; 10 - рубашка; 11 - корпус; 12 - труба передавливания.

Помимо этой конструкции есть также:

• ферментаторы шаровые с пневматическим перемешиванием (аппарат имеет форму шара) и ферментаторы с форсуночным подводом воздуха.

Билет 11. 1.1вопрос. Сушка (высушивание) — термический процесс принудительного удаления жидкости из твёрдых, жидких веществ или их смесей с помощью испарения. Чаще всего в качестве удаляемой жидкости выступают влага или летучие органические растворители.

Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость — твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей, производится также центрифугирование эмульсий. Центрифугирование бетона применяется для увеличения его прочности. Для исследования высокомолекулярных веществ, биологических систем применяют ультрацентрифуги. Центрифугирование используют в химической, атомной, пищевой, нефтяной промышленностях. Сепарация (лат. separatio — отделение) — в технике, различные процессы разделения смешанных объёмов разнородных частиц смесей жидкостей разной плотности, эмульсий, твёрдых материалов, взвесей твёрдых частиц или капелек в газе. При сепарации не происходит изменения химического состава разделяемых веществ. Сепарация возможна если присутствуют различия в характеристиках компонентов в смеси: в размерах твёрдых частиц, в их массах, в форме, плотности, коэффициентах трения, прочности, упругости, смачиваемости поверхности, магнитной восприимчивости, электропроводности, радиоактивности и других. Прессование (от лат. presso — давлю, жму) — процесс обработки материалов давлением, производимый с целью увеличения плотности, изменения формы, разделения фаз материала, для изменения механических или иных его свойств. Как правило, для прессования применяют прессы высокого давления. Прессование используют в различных отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

1.2вопрос. Процесс разрушения или уничтожения посторонней микрофлоры называется стерилизацией. Аппараты для стерилизации классифицируются по ряду признаков.

I. Первым, из них является вид среды и способ стерилизации.

Для твердых питательных сред используются:

• Тепловые способы.

• Холодные способы.

К тепловым способам стерилизации относятся:

а) стерилизация водяным насыщенным паром при вакууме, атмосферном и избыточном давлении;

б) стерилизация инфракрасными лучами;

в) стерилизация электронагревом;

г) стерилизация посредством ВЧ нагрева и СВЧ нагрева.

К холодным способам относятся:

а) стерилизация посредством ионизирующего излучения;

б) стерилизация химическая окисью этилена (в газовых шкафных стерилизаторах)

в) ультразвуковая стерилизация;

г) стерилизация посредством радиационного воздействия;

д) фильтрация через стерилизующие фильтры.

II. По структуре рабочего цикла стерилизаторы могут быть:

а) непрерывного; и б) периодического действия.

III. По конструктивному исполнению стерилизаторы для твердых питательных сред могут быть:

1.Горизонтальные одноступенчатые.

2.Горизонтальные двухступенчатые.

3.Совмещенные двухступенчатые с одной вертикальной и второй горизонтальной ступенью, а также и др.

Во всех этих стерилизаторах используется насыщенный водяной пар.

Следует отметить, что стерилизация паром является наиболее простой и наиболее экономичной.

Пар обладает рядом хороших свойств:

- легкость транспортировки;

- способность проникновения в труднодоступные места, особенно соединительных трубопроводов и арматуры;

- большая теплоотдача;

- не токсичность и т.д.

2вопрос) 1 — быстрооткрывающийся клапан для выгрузки лигнина; 2—штуцер для выхода воды; 3 — штуцер для выхода лигнина; 4 — штуцер для входа воды; 5, 18 — штуцера для входа и выхода воздуха; 6 — труба для отбора гидролизата; 7 — шарнирная опора; 8 — штуцер для сдувки паров; 9 — штуцер для входа воды; 10 — штуцер для входа кислоты; // — труба для подачи воды и кислоты; 12 — термокислотоупорные плитки; 13 — шамотный кирпич (на бетонном слое); 14 — стальной корпус; 15 — весомер; 16— теплоизоляция; 17 — штуцер и лучевые трубки для отбора гидролизата.

Гидролиз-аппарат периодического действия представляет собой вертикальный цилиндр, верх и низ которого заканчиваются усеченными конусами. В верхней части аппарата расположено загрузочное отверстие, герметически закрываемое поворотной механизированной крышкой с полукольцевыми захватами. Здесь же расположены штуцера для подачи кислоты 10, воды 9 и сдувки паров и газов 8. В средней части аппарата на цилиндрической поверхности приварены опорные лапы, одна из которых устанавливается на датчик манометрического весомера 15, другая — на две шарнирные опоры, которые обеспечивают перемещение системы в зависимости от температурных изменений и исключают воздействие горизонтальных усилий на дачик весомера. В нижней конусной части гидролиз-аппарата установлено фильтрующее устройство для отделения гидролизата от лигнина и быстрооткрывающийся клапан 1 для выгрузки лигнина. Корпус гидролиз-аппаратов обычно изготавливается сварной, из листовой стали или титана. Отношение диаметра к высоте у разных гидролиз-аппаратов колебается от 1 : 2,3 до 1 : 4,5. Такие габариты являются наиболее удобными для проведения перколяции. Стальные гидролиз-аппараты должны быть защищены внутри кислотоупорным слоем от корродирующего действия горячей разбавленной серной кислоты. Футеровка состоит из сплошного слоя бетона с шамотом, примыкающего к стальному корпусу. Внутренняя поверхность бетонного слоя толщиной 70—90 мм облицовывается специальными термо-кислотостойкими керамическими плитками. Плитки и кирпич укрепляются на бетонной подмазке, а швы между ними промазываются андезитовой замазкой, изготовляемой на жидком стекле, или кислотоупорным цементом с шамотом. Для уменьшения потерь тепла наружная поверхность гидролиз-аппарата покрывается теплоизоляцие. Сырье в гидролиз-аппарат подают транспортером, расположенным над загрузочным отверстием. Количество растительного сырья зависит от его состава, степени измельчения и влажности. При загрузке одновременно с сырьем в аппарат подают воду. Смачивание увеличивает плотность загрузки в среднем на 5—7% в зависимости от используемого сырья. Так, при загрузке стружки без смачивания плотность загрузки составляет 100—105 кг/м3, со смачиванием — 115—120 кг/м3.

3вопрос. Ферментатор барботажного типа с механическим перемешиванием является одним из наиболее простых по конструкции и широко распространен в промышленности.

По конструкции представляет собой:

• вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптической крышкой и днищем;

• объем корпуса данного ферментатора составляет 63,0 м3.

На крышке аппарата расположены:

- приводы перемешивающих устройств и механического пеногасителя;

- предохранительные устройства;

- а также штуцера для загрузки -

а) питательной среды;

б) посевного материала;

в) пеногасителя;

г) штуцера подачи воздуха и в дальнейшем его вывода;

Кроме того, на крышке, а также самой обечайке устанавливаются:

д) смотровые люки;

ж) и люки для ввода моющей головки

Внутри аппарата по его центральной оси проходит вал с перемешивающими устройствами, состоящими:

- из одной открытой турбины (т.е. лопастной мешалки) установленной под барботером;

- и двух закрытых турбин диаметром 600 – 1000 мм и лопастями шириной 150 – 200 мм.

Ферментатор с механической мешалкой.

1- электродвигатель; 2 – редуктор; 3 - муфта; 4 - подшипник; 5 - сальник; 6 - вал; 7 - корпус; 8 - турбинная мешалка; 9 - змеевиковая теплообменник; 10 - муфта; 11 - труба подвода воздуха; 12 - лопастная мешалка; 13 -барботер; 14 - винтовая мешалка; 15 - опорный подшипник; 16 - штуцер для спуска.

В качестве привода перемешивающего устройства используется мотор-редуктор.

Для плавного бесступенчатого регулирования частоты вращения в пределах 110 – 250 мин-1 используется:

- либо тиристорный преобразователь частоты тока,

-либо электродвигатель постоянного тока.

В нижней части аппарата установлен барботер, предназначенный для образования воздушных пузырьков. Барботер выполнен в виде разборного ромба из перфорированных труб. В верхней его части в шахматном порядке просверлены 2-3 тысячи мелких отверстий для прохода воздуха. Аппарат оснащен также наружной водяной охлаждающей рубашкой, состоящей из 6 – 8 ярусов-секций. Каждая секция состоит из восьми навитых опоясывающих каналов. Каналы изготовлены из уголкового профиля размером 100х60 мм. Площадь поверхности охлаждения составляет 60 м2.

Билет 12. 1.1вопрос. При стерилизации сложных ЖПС, некоторые компоненты среды, чаще всего азотосодержащие, требуют т.н. мягкого режима стерилизации. Такой режим осуществляется в аппаратах периодического действия, называемых сателлитами. Сателлит – это вертикальный цилиндрический аппарат объемом от 30 до 50 м3.При работе в сателлите возникает давление порядка 280 – 450 кПа.

Сателлит оснащается:

- люками для загрузки и выгрузки компонентов жидкой питательной среды;

- штуцерами для подачи и выхода пара, воздуха и воды;

- барботирующими устройствами;

- перемешивающими устройствами пропеллерного типа с частотой вращения до 2,5 с-1 (150 об/мин) ;

Кроме того, на сателлите устанавливаются:

-приборы для измерения и регулирования давления и температуры;

-люк для мойки аппарата;

-предохранительный клапан (поскольку в аппарате используется повышенное давление);

-фильтр для фильтрации пара на паропроводе.

После стерилизации паром жидкой питательной среды в сателлит под давлением подается стерильный воздух. После этого в сателлит, а именно в систему его охлаждения, подается охлаждающая среда (вода).

Выгрузку жидкой питательной стерильной среды из сателлита производят при непрерывном подводе стерильного воздуха, поскольку в аппарате может возникнуть сильное разряжение (вакуум).

1.2вопрос. Хлебопекарные дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов.Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:

— приготовление питательной среды;

— выращивание маточных и товарных дрожжей;

— выделение товарных дрожжей из дрожжевой суспензии;

— формование и упаковка прессованных дрожжей;

— сушка дрожжей.

Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:

— выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;

— промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;

— дозревание дрожжей;

— окончательное промывание и концентрирование дрожжей;

— прессование, формование и упаковка дрожжей;

— хранение.

Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.

Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.

Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными лентрчными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.

Завершающий комплекс оборудования состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.

2вопрос. В состав установки «Де-Лаваль» входит:

- ротаметр для регулирования подачи среды 1;

- уравнительный бак с поплавковым регулятором уровня 2;

- центробежный насос 3;

- пластинчатый теплообменник 4;

- смеситель-нагреватель паро-контактного типа 5 (стерилизатор);

- емкостной выдерживатель 6;

- распределительная гребенка с кранами 7.

Компоненты жидкой питательной среды через ротаметр поступает в уравнительный бак с поплавковым регулятором уровня. Затем среда подается в рекуперативный теплообменник, где нагревается до 90 – 120 0С за счет тепла стерилизованной среды поступающей из выдерживателя.

После рекуперативного теплообменника среда направляется в паро-контактный стерилизатор, где смешивается с паром и мгновенно нагревается до температуры стерилизации 130 –140 0С. Далее она отправляется в выдерживатель, где находится несколько минут для выдержки. Затем стерильная среда поступает повторно в теплообменник, где движется противотоком по отношению к холодной среде, охлаждаясь при этом. Далее после охлаждения среда поступает в распределительную гребенку с кранами и распределяется по ферментатор.

3вопрос. Эта установка позволяет выращивать микроорганизмы за счет пульсирующей подачи:

- культуральной среды

- и воздуха.

- Кроме того, эта установка позволяет получать экстракт из выращенной культры.

Данная установка состоит из трех частей - трех аппаратов, установленных на общей раме:

- стерилизатора ТПС;

- аппарата для охлаждения и увлажнения ТПС;

и собственно, аппарата для выращивания микроорганизмов

Аппарат для выращивания микроорганизмов выполнен в виде

• вращающегося вокруг горизонтальной оси барабана 14,

• на внутренней боковой поверхности, которого смонтированы лопасти 15.

Барабан снабжен:

- устройством для подачи культуральной среды и воздуха, (на схеме показано отдельно);

- а также экстрактором.

Устройство для подачи культуральной среды представляет собой:

• полую цапфу 12 с радиальными прорезями 11;

• эта цапфа жестко укреплена на барабане и снабжена диаметрально расположенными патрубками 10 и 13 соответственно для культуральной среды и воздуха.

Экстрактор выполнен в виде

• полой трубы, с установленным внутри нее лопастным валом 19;

• на выходном участке лопастного вала имеется шнековый пресс

Экстрактор снабжен тремя патрубками:

- для ввода растворителя 8;

- вывода отработанного воздуха 17;

- и вывода экстракта выращенной культуры 16.

Работа непрерывной барабанной установки для поверхностного выращивания микроорганизмов происходит следующим образом:

- Твердая питательная среда:

• через загрузочный бункер 1

• и шлюзовой дозатор 2

• подается в стерилизатор 3, где стерилизуется при заданных параметрах.

- Простерилизованная питательная среда через шлюзовой дозатор 6 поступает в аппарат 7, где она -

• охлаждается,

• увлажняется путем подачи стерильной воды из дозатора 5,

• и засевается культурой, которая подается из дозатора 4.

- Засеянная среда через устройство для подачи культуральной среды и воздуха поступает в барабан;

- подача осуществляется в момент совпадения радиальных прорезей 11 с патрубками 10 и 13.

- Пульсирующие волновые колебания передаются воздушному объему барабана и находящимся в нем частицам среды.

- Это способствует интенсификации процесса культивирования, т.е. выращивания.

- Движение культуральной среды в барабане происходит под влиянием перемешивающих лопастей 15.

- Причем скорость перемещения можно регулировать путем изменения:

• чисел оборотов барабана,

• и угла наклона лопастей.

- Последней лопастью выращенная культура со средой направляется в загрузочное устройство 18 экстрактора.

- Здесь она шнеком перемещается к выходному участку и отжимается прессом 9.

- Навстречу культуральной среде в экстрактор подают растворитель через патрубок 8.

- Выход экстракта производят через патрубок 16.

- Отработавший воздух удаляется – через патрубок 17 с фильтровальной тканью Петрянова.

- При выходе поток воздуха совершает поворот на 1800, благодаря чему увлеченные им частицы взвеси попадают в экстракт культуры.

- Отвод тепла осуществляется путем орошения наружной поверхности барабана водой или через рубашку.

Билет 13. 1.1вопрос.Хлебопекарные дрожжи-одноклеточные микроорганизмы, которые относятся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевая клетка содержит в среднем 67%воды, и 33% сухого вещества. Сухое в-во дрожжевой клетки содержит 37…50% белков, 35..40% углеводов, 1,2-2,5 сырого жира и 6…10% зольных в-в. Качество хлебопекарных дрожжей определяется требованиями технологии хлеба. Они должны:

- иметь плотную консистенцию;

- легко ломаться;

- обладать серым с желтоватым оттенком цветом и характерным дрожжевым запахом;

- пресным вкусом;

- содержанием влаги не более 75%;

- кислотность не более 120мг на 100г дрожжей в день выработки и не более 360мг спустя 12 суток. Стойкость при темп 35градусов дрожжей, выработанных на дрожжевых заводах, не менее 60ч, а на спиртовых 48ч, подъемная сила не более 70минут.Сушенные хлебопекарные дрожжи высшего и 1ого сортов выпускаются в виде гранул, вермишели, круппы или порошка от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Сохранность со дня выработки составляет для сушенных дрожжей не менее 12 месяцев для высшего сорта и 5 месяцев для 1ого сорта.

1.2вопрос. Очистка воздуха от пыли может производиться как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него запыленного воздуха. В первом случае обеспечивается защита работающих в производственных помещениях, а во втором — защита окружающей атмосферы. При грубой очистке воздуха задерживается крупная пыль (размером частиц > 100 мкм). Такую очистку можно использовать, например, как предварительную для сильно запыленного воздуха при многоступенчатой очистке. Фильтры — это устройства, в которых запыленный воздух пропускается через пористые, сетчатые материалы, а также через конструкции, способные задерживать или осаждать пыль. Бумажные фильтры. Фильтрующим материалом в них является гофрированная, пористая бумага (целлюлозная вата) или так называемая шел ковка (шелковистая пористая бумага), сложенная в 4— 10 листов и закладываемая в специальные кассеты. Такие кассеты устанавливаются в ячейки металлического каркаса. Эффективность очистки бумажных фильтров очень высокая — до 98—99%. Эти фильтры используют для очистки воздуха, подаваемого в помещение. Масляные фильтры. Такие фильтры применяют для очистки воздуха, подаваемого в помещение при малых концентрациях пыли (до 20 мг/м3). Ряд конструкций представляет собой кассету, обтянутую сеткой и заполненную фарфоровыми или медными кольцами, гофрированными сетками. Эта кассета перед установкой в сеть опускается в веретенное или вазелиновое масло. Частицы пыли, проходя с воздухом через лабиринт отверстий, образуемых кольцами или сетками, задерживается на их смоченной поверхности. Эффективность очистки достигает 95—98%. Матерчатые фильтры. Он состоит из нескольких секций, в каждой из которых размещены 18 рукавов диаметром 135 мм. Фильтр работает следующим образом: запыленный воздух через патрубок поступает в корпус , общий для всех рукавов, откуда попадает в рукава ,и, проходя через ткань последних, на ее поверхности оставляет пыль. Очищенный воздух через клапанные коробки выходит из фильтра. Периодическое встряхивание рукавов фильтра производится механизмом, а обратная продувка — переменной положения клапана . Пыль удаляется в пылесборник с выпускным клапаном при помощи шнека. Для тонкой и практически полной очистки воздуха (99,9%) в ряде производств используются фильтры из ткани ФПП.

2вопрос. В центре резервуара установлен центральный трубчатый патрубок, на который последовательно установлены три перегородки: а) нижняя и верхняя – в виде сплошного диска 1, не достающего до внутренней стенки выдерживателя; б) средняя – в виде кольца 2 примыкающего и к стенке выдерживателя и к центральному трубчатому патрубку;

Средняя перегородка делит секцию на две камеры - нижнюю и верхнюю.

Между средней перегородкой и верхним диском установлены вертикальные стержни-направляющие 4. В нижней и верхней камере на центральном патрубке прорезаны вертикальные продольные прорези-щели 5, предназначенные для подачи и удаления питательной среды.

ЖПС подается снизу вверх. Вначале она огибает нижний диск и через прорези в центральном патрубке попадает внутрь патрубка. Далее, хорошо перемешиваясь, она также через прорези в верхней части патрубка попадает в верхнюю камеру.

При этом, вертикальные стержни-направляющие способствуют интенсивному завихрению среды.

Далее ЖПС перемещается в следующую секцию через кольцевой зазор между верхним диском и внутренней стенкой выдерживателя. Таким образом, проходя последовательно через все секции, ЖПС выдерживается при заданной температуре в течение заданного времени. Все три выдерживателя по конструкции одинаковы. Диаметр их составляет 0,6 м, высота 6,0 м, вместимость 1,7 м3. Для сохранения температуры среды выдерживатели снаружи покрыты слоем теплоизоляции толщиной 35 мм, а на соединительных трубах толщина изоляции составляет 50 мм.

После выдерживателей жидкая питательная стерильная среда поступает в рекуперативный пластинчатый теплообменник. Он предназначен, для того чтобы за счет тепла стерильной среды нагреть холодную не стерильную среду перед подачей в стерилизатор. В процессе рекуперации горячая стерильная среда и не стерильная холодная среда движутся тонкими слоями в извилистых каналах. Каналы эти образованы каждой парой гофрированных пластин, причем с одной стороны пластины движется горячая, а с другой холодная среда. После рекуперативного теплообменника стерильная среда поступает в дополнительно установленный пластинчатый охладитель, где охлаждается холодной водой и поступает в ферментатор.

3вопрос. Для барабанного растильного аппарата для выращивания микроорганизмов – продуцентов белка характерны следующие конструктивные свойства:

- Барабан этого растильного аппарата выполнен в виде вращающейся обечайки конусно-цилиндрической формы.

- Конусно-цилиндрический барабан 1 посредством двух полых цапф установлен на раме.

- Барабан снабжен загрузочным люком 5, который обтянут фильтровальной тканью Петрянова.

- Барабан получает вращение от привода (на схеме не показан).

- Через правую цапфу в барабан входит трубопровод 7, который предназначен для поочередной подачи а) пара, б) стерильной воды, в) воздуха и д) посевной культуры.

- Через левую цапфу в барабан входит разветвленная на две ветви труба 11, которая предназначена для вывода: пара, и суспензии выращенной культуры.

- На конце одной из ветвей укреплены металлические штифты 3, предназначенные для сообщения вибрации лопастям 4.

Растильный аппарат с конусно-цилиндрическим барабаном.

1 - барабан; 2 - ребра охлаждения; 3 - штифты для сообщения вибрации лопастям; 4 - подпружиненные лопасти; 5 - загрузочный люк; 6 - полые опорные цапфы барабана; 7 - труба для поочередной подачи пара и стерильной воды; 8, 9 - водяной и паровой вентили; 10 – пробка для слива промывной воды; 11 - разветвленная труба вывода пара и выращенной культуры.

Работает данная установка следующим образом:

- ТПС, например пшеничные отруби, загружают через люк в барабан и приводят его во вращение;

- после этого, через паровой вентиль 9 в барабан вводится пар при давлении 0,2 – 0,3 мПа для стерилизации ТПС в течение 60 –70 мин;

- затем ТПС охлаждают за счет теплоотдачи через стенки барабана и ребра охлаждения 2;

- после охлаждения ТПС в барабан вводят стерильную воду и суспензию посевной культуры, тем самым, начиная процесс культивирования,

- при этом аэрация растущей культуры производится воздухом, который находится в самом корпусе, что возможно при неполной загрузке барабана из расчета 3 – 5 кг на 1 м3 объема;

- далее, при вращении барабана подпружиненные лопасти 4 ударяются о штифты 3 и вибрируют, создавая тем самым волновые колебания воздуха;

- после окончания культивирования в барабан через водяной вентиль 8 вводится стерильная вода из расчета 1:15 для суспендирования культуры микроорганизмов;

- вывод суспензии из растильного барабана производят по трубе 11 проходящей через левую цапфу путем выдавливания стерильным воздухом или паром;

- после полного окончания цикла выращивания микроорганизмов – продуцентов белка, барабан промывают и стерилизуют паром;

- промывные воды выводятся через пробку 10.

Билет 14. 1.1вопрос. Парные автоматизированные фильтрующие комплексы работают в основном на основе фильтрующих металлокерамических элементов полученных методом порошковой металлургии.

Эти материалы являются относительно новыми для стерилизующего фильтрования.

В отличии от волокнистых и нетканных материалов спеченные зернистые материалы:

- имеют неизменную структуру,

- химически инертны,

- без затруднений поддаются любым методам стерилизации,

- отличаются высокой прочностью,

- относительно дешевы и просты в изготовлении.

Фильтрующие металлокерамические элементы используются как для грубой, так и тонкой биологической очистки воздуха. Кроме того, их можно использовать для очистки отработанного воздуха удаляемого из других аппаратов.Зернистая структура металлокерамических элементов обуславливает периодическое сужение и расширение сквозных пористых каналов. В результате при движении воздуха скорость движения его то возрастает, то убывает. Отличительной особенностью парных автоматических фильтрующих комплексов является гарантированная микробиологическая надежность очистки и полная автоматизация их работы.

Применение в промышленности этих комплексов позволит:

- снизить эксплутационные расходы,

- повысить ресурс оборудования,

- и самое главное, решить вопрос о защите окружающей среды от микробиологического загрязнения.

Принципиальное устройство парных автоматизированных комплексов следующее:

- основу парного комплекса составляют два фильтра для воздуха 1 (правый и левый);

- каждый из фильтров имеет цилиндрический вертикальный корпус (нередко с паровой рубашкой);

- внутри корпуса фильтра на трубной решетке размещены фильтрующие патроны, укомплектованные металлоэлементами;

- комплекс оснащен также паровым фильтром; и установлен на раме, изготовленной из металлопроката;

- рама оснащена лестницей расположенной сбоку (на схеме не показана) и площадкой обслуживания с ограждением, расположенной в верхней части рамы;

- кроме того, в состав комплекса входят трубопроводы для воздуха и пара, воздушные клиновые задвижки с электроприводом, паровые вентиля и воздушный ресивер расположенный между фильтрами.

1.2вопрос. Прессы, используемые в биотехнологии, делятся на две группы:

- механические прессы периодического действия;

- и прессы непрерывного действия.

Большее распространение получили прессы второй группы. Их используют:

- для отжима свекловичной мезги;

- биошрота;

- солодовых ростков и т.д.

Для пресса Т1-ВПО-10 характерны следующие свойства:

- Рабочий орган пресса состоит, из двух шнековых валов,

- Рабочая камера пресса выполнена в виде перфорированного цилиндра.

- Шнековые валы получают вращение от привода, состоящего из электродвигателя и редуктора.

- Оба шнековых вала расположены на одной оси и вращаются в двух взаимно противоположных направлениях.

- Первый шнек называется транспортирующим. Он расположен частично под бункером и в перфорированном цилиндре.

- Второй шнек расположен на одной оси с первым и называется прессующим.

- Для того чтобы мезга двигалась в одном направлении, на одном шнеке имеется правая нарезка, а на другом левая.

- Прессующий шнек закреплен на валу, диаметр которого увеличивается по мере приближения к выходу.

- Цилиндр покрыт перфорацией, т.е. мелким отверстиями диаметром до 2 мм. Общая площадь всех отверстий составляет порядка 5 – 8 % от всей площади цилиндра.

- Для того чтобы мезга двигалась в осевом направлении, вдоль цилиндра прорезаны продольные пазы.

- На выходе шнекового вала установлен регулировочный конус. Степень прессования мезги зависит от величины кольцевого зазора между конусом и цилиндром.

- Осевые нагрузки воспринимаются кронштейном, к которому прикреплен т.н. гидравлический регулятор.

- Фильтрат (жидкая фаза) отжатый из мезги через отверстия в цилиндре выводится в сборную емкость.

- По экспериментальным данным, влажность отжатой свекловичной мезги составляет 70 – 75 %.

2вопрос. Нагреватель-стерилизатор представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд емкостью 100 литров с эллиптической крышкой.

В нижней части стерилизатора установлены расположенные по касательной к емкости штуцера 1 с фланцами. Внутри штуцеров установлены сопла 2. Через эти сопла диаметром 2,5 мм в стерилизатор под давлением 0,6 МПа подается пар.

С противоположной стороны корпуса стерилизатора имеется патрубок, который заканчивается узкой вертикальной щелью. Через этот патрубок и щель в стерилизатор полается ЖПС. Скорость среды составляет порядка 3,5 м/с.

Смешиваясь с паром, ЖПС мгновенно нагревается до температуры стерилизации 130 0С.

Далее из нагревателя-стерилизатора стерильная среда направляется в нижний патрубок первого выдерживателя, а затем последовательно во второй и третий выдерживатель.

Каждый из этих выдерживателей 4 представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар с двумя эллиптическими днищами.

Изнутри резервуар поделен на 10 секций, которые расположены одна над другой.

3вопрос. Одной из растильных установок барабанного типа является установка фирмы «Валерштайн» (США).

Основу установки составляет горизонтальный цилиндрический барабан диаметром 2,1 м и длиной 5,2 м.

Барабан 1 снабжен:

- люком 2 для загрузки культуры грибов, а также коллектором 3 для подачи воды;

- системой подачи воздуха на аэрацию, состоящей из вентилятора 14, трубопровод подачи 13 и воздушного диффузора 9 обеспечивающий распределение воздуха по всему периметру барабана;

- системой удаления и очистки воздуха состоящей из трубопровода 7 и циклон 8;

- приводом 10 обеспечивающим медленное вращение барабана, состоящим из двухскоростного электродвигателя, редуктора, зубчатой шестерни и венца 4;

- опорными бандажами 5 и роликовыми опорами 12, воспринимающие все нагрузки;

- неподвижно установленной внутри барабана рамой - рыхлителем 6 для распределения, т.е. ворошения и рыхления ТПС.

Билет 15. 1.1вопрос. Внутри фильтров используются фильтрующие материалы в основном двух типов: пористые и насыпные.

Пористые материалы делятся на четыре группы:

- 1. Волокнистые и не тканные.

- 2. Бумаги и картоны.

- 3. Спеченные керамические и порошковые зернистые материалы.

- 4. Пористые мембраны-пленки.

В фильтрах грубой предварительной очистки используются в основном материалы первой группы, т.е. волокнистые и не тканные.

По структуре они представляют собой как бы многослойные частично перекрываемые сетки.

В качестве волокнистых материалов используются:

а) стекловата с диаметром пор до 21,0 мкм;

б) стеклосрезы с диаметром пор до 6,0 мкм;

в) базальтовые волокна с диаметром пор до 26,0 мкм;

В качестве не тканных используются такие синтетические материалы как:

а) лавсан с диаметром пор до 17,0 мкм;

б) полипропилен (до 6 – 8 мкм);

в) поливинилхлорид (до 14 – 17 мкм), а также ряд других материалов.

В фильтрах грубой предварительной очистки используются также и материалы из третьей группы, т.е. пористые и керамические материалы на основе:

а) порошковой нержавеющей стали (диаметр пор до 9 – 10 мкм);

б) порошкового титана (12 – 16 мкм).

В фильтрах тонкой очистки используются материалы из всех четырех групп, однако, диаметр пор намного меньше, чем у тех же материалов для фильтров предварительной очистки.

Так, например, в качестве волокнистых материалов используется:

- супертонкое стекловолокно (диаметр пор 2,5 – 3,0 мкм);

- базальтовое супертонкое волокно (1,0 мкм);

- базальтовое ультратонкое волокно (0,7 мкм);

- синтетические волокна (1,4 мкм).

Из второй группы материалов, т.е. из бумаги и картонов используются:

- бумага из минеральных волокон; - картон.

Из третьей группы используются:

- пористые материалы из порошка пластмасс (фторопласт);

Из четвертой группы: пористые ацетат-целлюлозные мембраны.

Достоинства фильтров изготовленных из материалов первой группы – относительная дешевизна и химическая инертность.

Недостатки – изменение конфигурации фильтрующих каналов в процессе эксплуатации.

1.2вопрос. По структуре рабочего цикла фильтры делятся:

- на фильтры периодического действия;

- и фильтры непрерывного действия.

Ленточный вакуум-фильтр относится к фильтрам периодического действия.

Ленточный вакуум-фильтр состоит:

- из горизонтального стола с приводными и натяжными барабанами с бесконечной рифленой резинотканевой ленты;

- привода вакуумных камер;

- устройства для промывания ленты, подсушки и съема осадка;

- и приемного бункера для осадка.

Лента фильтра выполнена из тканевых прокладок с резиновыми прослойками и с обеих сторон обложена резиной.

На ее поверхности имеются поперечные и продольные углубления.

При перемещении ленты с натяжного барабана на горизонтальную плоскость стола борта ленты отгибаются в виде желоба.

Для этого горизонтальная плоскость стола снабжена соответствующими направляющими.Основное отличие ленточного вакуум-фильтра заключается в том, что он обладает активной горизонтальной фильтрующей поверхностью, на которой может образовываться осадок высотой до 120 мм. При этом тяжелые твердые частицы осадка оседают ближе к фильтрующей ткани, а более легкие – вверху слоя и не закупоривают поры фильтрующей ткани.

2вопрос. Производительность этих установок достигает 20, 50, 100, 200 и 300 м3/час. Достоинство их заключается в том, что при использовании их рекуперация тепла достигает до 77%, поскольку в состав установок включены эффективные пластинчатые теплообменники.

Установка УНС-20 состоит:

- из приемного горизонтального резервуара 1;

- центробежного насоса для подачи питательной среды 2;

- нагревателя стерилизатора 3;

- емкостных выдерживателей 4;

- пробоотборника 5;

- пластинчатого теплообменника-рекуператора 6;

- пластинчатого теплообменника-охладителя 7;

- и ферментатора (культиватора) 8.

Работа установки происходит следующим образом. Не стерильная ЖПС из приемного резервуара 1 посредством центробежного насоса 2 направляется в нагреватель-стерилизатор 3.

3вопрос. Оборудование для культивирования микроорганизмов на твердых питательных средах (ТПС) в микробиологической промышленности называется растильными установками.

Способ культивирования микроорганизмов на ТПС к сожалению не получил широкого распространения в биотехнологии.

Следует отметить, что для этого способа присущи ряд преимуществ по сравнению со способом культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах:

- скорость биосинтеза ферментов в 5 – 8 раз больше;

Широкому внедрению этого способа мешает отсутствие надежных механизированных растильных установок.

К ТПС относятся отходы пищевой промышленности, в частности:

Все это с помощью микробиологического синтеза может быть переработано в кормовой белок.

Эти установки классифицируются на:

1.Камерные растильные установки с горизонтально расположенными перфорированными кюветами (400х800).

2.Механизированные растильные установки с вертикально расположенными перфорированными кюветами.

3.Механизированные растильные установки типа ВИС–42Д.

4.Ленточно-конвейерные растильные установки типа 4Г–КСК.

5.Пластинчатые агрегаты непрерывного действия с применением растильных вибрационных установок.

6.Растильные установки колонного типа с объемным аэрированием (рис. 8.1).

7.Растильные установки барабанного типа.

Камерными растильными установками комплектовались еще первые ферментные заводы.

Конструкции их копировались с камерных или шкафных сушилок.

Основой растильной установки являлась камера прямоугольного типа, в которой на полках размещались горизонтально перфорированные кюветы с ТПС.

Растильная установка такого типа имела много недостатков:

- прежде всего, низкий уровень механизации;

- большая доля ручного труда по загрузке и выгрузке кювет и отсюда высокая трудоемкость операции;

- невысокая (маленькая) производительность;

- и самое главное, контакт рабочего персонала с растущей культурой микроорганизмов.

Растильные установки с вертикально расположенными перфорированными кюветами отличались некоторой степенью механизации, однако также не были лишены некоторых недостатков:

- малая производительность;

- деформация камер;

- затрудненная выгрузка выращенной культуры и др.

Наиболее совершенными и перспективными являются установки колонного и барабанного типов.