Как определяется истинная производительность теплового оборудования?

Истинная производительность ТО.

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.Так, для теплового оборудования.

Истинная производительность определяется по уравнению неразрывности.

М_ист.= F·u^* = F·Q/F·t = Q/t, Дж/с = вт (1)

где F- площадь теплопередачи, м²;

Q – количество тепла, Дж;

t - время на процесс, с.

То есть истинная производительность – это способность теплового аппарата передать тепло продукту.

1. Для оборудования, в котором происходит:

- массообмен, (например сушилка)

- либо разделение жидких и твердых фаз под влиянием разности плотностей в центробежном или гравитационном поле, (например сепаратор)

- либо прессование, т.е. выделение жидкой фазы из некого продукта с получением сухой или твердой ракушки,

истинная производительность определяется.

М_ист.= F·u^* = F·G/F·t = G/t, кг/с (2)

То есть истинная производительность:

- массообменного аппарата (сушилки или вакуум-выпарного аппарата);

- отстойника или сепаратора, или центрифуги;

- пресса,

это его способность выделить определенную массу в единицу времени из исходного продукта.

Например, для сушилки – это количество воды испарившейся из продукта в ед. времени.

Для отстойника или центрифуги – это количество твердого осадка, выделившегося из исходной суспензии в ед. времени.

Для пресса – это количество жира выделившегося из мясной шквары в ед. времени

Однако, поскольку в этих трех случаях формула имеет одинаковое написание, но разный физический смысл, есть необходимость в промежуточных формулах.

для массообмена М_ист= F·u^* = F·k·DC = F·DC/R, кг/с (3)

для разделения М_ист= F·u^* = F·k·Dr = F·Dr/R, кг/с (4)

для прессования М_ист= F·u^* = F·k·DР = F·DР/R, кг/с (5)

В этих формулах:

F- имеет размерность площади,

– но в каждом случае это своя конкретная площадь,

– либо продукта,

– либо площадь дна отстойника,

– либо площадь щелей для выхода жира, м²;

где K – коэффициент массоотдачи, либо интенсивности разделения или прессования.

DC, Dr, DР – движущая сила процесса.

R – в каждом случае свое сопротивление оказываемое процессу.

Что относится к тепловым и холодным способам стерилизации твердых питательных сред и как эти аппараты классифицируются по структуре рабочего цикла, и конструктивному исполнению? Каковы свойства пара?

Для твердых питательных сред используются:

• Тепловые способы.

• Холодные способы.

К тепловым способам стерилизации относятся:

а) стерилизация водяным насыщенным паром

- либо при вакууме,

- либо при атмосферном

- либо при 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.

Уровень 2

Что называется флотацией, в каком производстве в биотехнологии она используется? Что образуется при всплытии воздушных пузырьков, что позволяет получить использование флотации? Что называется коэффициентом флотации?

Флотация используется в основном в многотоннажном дрожжевом производстве для концентрирования дрожжей, а также для очистки сточных вод.

Флотацией называется процесс выделения мелких твердых частиц входящих в состав суспензий, основанный на их способности прилипать к пузырькам воздуха и подниматься вверх, т.е. всплывать, концентрируясь в виде пены.

При всплытии воздушных пузырьков образуется смешанный пенный слой, состоящий из содержащих дрожжи пузырьков воздуха и небольшого количества культуральной жидкости.

В нижней части флотатора остается обедненная культуральная жидкость. В верхней части – концентрация дрожжей в 4 – 6 раз больше чем в исходной культуральной жидкости.

Использование флотаторов в биотехнологии позволяет:

- сократить количество сепараторов;

- значительно снизить общие энергетические затраты на производство;

- и обеспечить непрерывность технологического процесса.

Коэффициентом флотации называется отношение концентрации биомассы в суспензии выходящей из флотатора к концентрации биомассы в исходной суспензии.

К = сВ/си

В производственных условиях коэффициент флотации равен обычно 4 – 6. Увеличение его свидетельствует о снижении производительности аппарата.

Дрожжевые флотаторы классифицируются:

А) По способу насыщения воздухом.

Б) По конструкции аппарата.

По способу насыщения дрожжевые флотаторы делятся на три группы:

- аппараты, в которых исходная культуральная жидкость перед флотацией насыщается воздухом под избыточным давлением около 0,7 МПа до образования пузырьков диаметром 0,01 – 0,1 мм;

- аппараты, в которые с помощью вспомогательных устройств подается диспергированный воздух диаметром до 1,0 мм;

- к третьей же группе относятся т.н. электрофлотаторы в которых на электродах помещенных в культуральной жидкости образуется кислород и водород в виде мелких пузырьков диаметром до 0,05 мм.

Это наиболее эффективные аппараты, но и в то же время взрывоопасные и требующие особых мер безопасности.

По конструкции дрожжевые флотаторы подразделяются на:

- горизонтальные конические флотаторы;

- вертикальные цилиндрические флотаторы;

- флотаторы одноступенчатые с внутренним стаканом;

- двухступенчатые флотаторы.

Помимо дрожжевых в биотехнологии используются также флотаторы для очистки сточных вод.

Для этих целей используются:

- механические;

- и пневмомеханические флотаторы;

- а также пневматические флотационные установки.

Уровень 3