Проектирование цеха по получению кормового дрожжевого белка

В данной работе используется промывка дрожжей для лучшего отделения суспензии дрожжей от культуральной жидкости.

3.4.3 Упаривание дрожжевой суспензии

Суспензия, содержащая перед упариванием живые дрожжевые клетки или плазмолизированные дрожжи, определяет некоторые специфические условия ведения технологического процесса. С учетом всех требований при упаривании дрожжевой суспензии нужно соблюдать следующие условия:

1. Температура при упаривании не должна превышать 80 - 85?С, чтобы сохранить витаминный комплекс и предотвратить возможность пригорания.

2. Дрожжевую суспензию перед подачей на упаривание необходимо плазмолизировать для снижения пенообразования в сепараторах выпарных аппаратов.

3. Выпарной аппарат должен обеспечивать хорошую циркуляцию дрожжевой суспензии.

4. В схеме выпарной станции должна быть предусмотрена непрерывная циркуляция дрожжевой суспензии по трубам и аппаратам без длительных остановок, так как в противном случае создаются условия высаждения дрожжей в виде твердой пленки.

3.4.4 Сушка дрожжей

Дрожжевая промышленность пользуется сушилками вальцовыми и распылительными, которые имеют конструктивные и технологические различия. Вальцовые сушилки широко используются на предприятиях малой мощности. Сушилки различаются по их испарительной способности: для вальцовых сушилок - 1 т влаги в час, для распылительных - 4 - 6,3 т влаги в час. Однако кроме сравнения их испарительной способности необходимо обратить внимание на качественные характеристики получаемой продукции. Несовершенство вальцовых сушилок состоит в том, что дрожжи на поверхности сушильного барабана в течение неполного его оборота во время сушки подвергаются воздействию температуры 140 - 150?. Это приводит к частичному разложению белка и аминокислот. Таким образом, потеря белка на вальцовых сушилках достигает 15%. На распылительных сушилках потери белка незначительны.

Сухие дрожжи после сушилок из циклона подаются на упаковку.

Технологическая схема представлена в приложении А. Подготовленное к биохимической обработки сусло поступает в сборник 1, из которого центробежным насосом 2 передается в дрожжерастильный аппарат 3. Для разбавления сусла до концентрации редуцирующих веществ, равной 1,8% - 2,0% в линию перед дрожжерастильным аппаратом подается последрожжевая бражка. Воздух, необходимый для выращивания дрожжей, подается из атмосферы турбовоздуходувкой 4, сжимается до 1,6 кгс/см² , очищается в фильтрах 5 от пыли и микроорганизмаов и подается в дрожжерастильный аппарат. В этот же аппарат подается аммиачная вода для поддержания нужного значения рН и подсевные или засевные дрожжи для поддержания в среде определенной культуры дрожжей или концентрации их. Процесс выращивания дрожжей происходит в дрожжерастильном аппарате 3 с эрлифтной многозонной системой воздухораспределения. Непрерывный процесс дает возможность поддерживать постоянные условия культивирования и отбора биомассы. Дрожжерастильный аппарат представляет собой металлический вертикальный цилиндр. Внутри аппарата установлено 4 диффузора 6, создающих 4 циркулирующих потока. Через коллектор сжатый воздух поступает в трубы диффузоров. Внизу трубы оканчиваются конусом и кюветой 7. Удельный расход воздуха на 1 кг дрожжей составляет 32 кг. В кювету по трубе меньшего диаметра подается разбавленное сусло. Сусло, переливаясь через край кюветы, смешивается с мелкораспыленным воздухом, выходящим через щели под кюветой. Образовавшаяся пена поднимается вверх по диффузору и, разрушаясь, стекает вниз. Таким образом достигается многократная циркуляция жидкости в аппарате.

Выращивание дрожжей происходит при интенсивной подаче воздуха, способствующей их быстрому размножению и росту. При работе дрожжерастильного аппарата температура культуральной жидкости в нем поддерживается в пределах 35⁰ - 37⁰С. При выращивании дрожжей выделяется значительное количество тепла, составляющее от 2500 до 3200 кал на 1 кг абсолютсухих дрожжей, и температура среды может подняться выше допустимой. Отводят тепло путем подачи воды в змеевик двустенного диффузора и орошения водой поверхности аппарата.

Полученная дрожжевая суспензия с концентрацией 30 - 35 г/л непрерывно самотеком отводится из нижней части дрожжерастильного аппарата во флотатор 8. В нем происходит сгущение суспензии до 100 - 150 г/л. Частично сгущенная суспензия через газоотделитель 9 откачивается насосом в сборник 11. Последрожжевая бражка откачивается в сборник 13, откуда частично отправляется на разбавление сусла, а частично - на сепараторы исчерпывания 12 для улавливания уносимых дрожжей. На сепараторах полностью улавливаются дрожжи и происходит их сгущение с 2 - 3 г/л до 35 - 50 г/л.

Дрожжи, выделенные из бражки этими сепараторами, поступают в сборник 11, а затем вместе с основным потоком - сепаратор 14. Отсепарированная бражка собирается в сборник бражки 15.

Дальнейшее сгущение суспензии происходит на двух ступенях сепарирования. Из сборника 11 суспензия поступает на первую ступень сепараторов 14, где сгущается до 300 - 400 г/л. Последрожжевую. Бражку направляют в сборник 13, а оттуда - на дальнейшую переработку.

Для получения кормовых дрожжей высокого качества в схему включается их промывка. После первой ступени сепараторов суспензия захватывается водостуйным насосом 15 и подается на сепараторы второй ступени 16. Отработанная промывная вода подается в сборник 11. Там она смешивается с дрожжевой суспензией и подается на первую ступень сепараторов.

Сгущенную суспензию с концентрацией 500 - 600 г/л после второй ступени сепарирования подают в сборник 17. Перед поступлением на выпаривание она подвергается плазмолизу для снижения пенообразования и для исключения образования сгустков дрожжей. При плазмолизе дрожжи теряют и свободную, и связанную воду. Сгущенная суспензия подается в плазмолизатор 19, в который поступает пар низкого давления, и под его влиянием происходит плазмолиз дрожжей при температуре 80⁰С. Плазмолизированные дрожжи передаются через напорный бак 18 на выпаривание в двухкорпусную вакуум-выпарную установку. Здесь происходит сгущение суспензии до содержания сухих веществ 20 - 22%. В первый корпус установки подается свежий пар, второй корпус обогревается паром, поступающим из первого. Упаренный дрожжевой концентрат из второго корпуса идет в сборник 23. Вторичный пар поступает в барометрический конденсатор 21, конденсируется водой и через барометрический ящик 22 сбрасывается в канализацию. Вакуум в системе создается вакуум-насосом.

Из сборника концентрат подается в сушильную установку, состоящую из дисковой распылительной сушилки 24, циклонов 25, вентилятора 26. Основная масса дрожжей пневмотранспортом через циклоны подается в бункер 27. Отработанный воздух после прохождения через циклоны выбрасывается в атмосферу. Осевшие в циклонах дрожжи идут в общий поток товарных дрожжей. После бункера сухие дрожжи идут на упаковку и транспортировку.

4. Выбор оборудования для линии производства кормового

дрожжевого белка

4.1 Дрожжерастильный аппарат

Дрожжерастильный аппарат имеет трубчатую аэрационную систему и оснащен охлаждающей рубашкой. В днище аппарата находится спускное отверстие, защищенное сетчатым фильтром для предотвращения попадания твердых частиц в насосы, которые перекачивают суспензию в сепараторы или на охлаждение.

В дрожжерастильном аппарате в процессе жизнедеятельности дрожжей выделяется значительное количество теплоты. Если эту теплоту не отводить из аппарата, то температурные условия для размножения дрожжей станут неблагоприятными. Поэтому дрожжерастильные аппараты оборудуются охлаждающими системами в виде змеевиков или рубашки.

Дрожжерастильный аппарат представляет собой сварной цилиндрический резервуар с охлаждающей рубашкой и пластинчатой аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом во время размножения дрожжей. Резервуар установлен на балках и стойках и имеет охлаждающую рубашку из десяти секций (поясов).

Аппарат снабжен люками и для обслуживания и ремонта, смотровым окном, осветлителем, гидрозатвором, воздухоподводящей трубой, коробами аэрационной системы, соплами для промывания коробов, коллектором для подачи воды в секции охлаждающей рубашки и коллектором для вывода воды из охлаждающей рубашки.

На крышке аппарата установлена вытяжная труба, которая перекрывается заслонкой. Заслонка с помощью муфты соединена со штоком, несущим поршень, движущийся в цилиндре при помощи гидравлического привода, снабженного четырехходовым краном.

По шлангу поступает вода для промывания. Подачу воздуха регулируют задвижкой через распределительный коллектор. Культуральная среда выводится по трубе.

За уровнем жидкости в аппарате наблюдают через мерное стекло.

Пластинчатая аэрационная система ВДА включает распределительный коллектор и короба, закрытые сверху перфорированными пластинами с отверстиями диаметром 0,5 мм. В некоторых аппаратах смонтированы трубчатые системы аэрации конструкции ЦРММ.

Они состоят из перфорированных трубок диаметром 51 мм, расположенных на днище аппарата на определенном расстоянии. В поперечном сечении трубки имеют 7 рядов отверстий диаметром 0,8...0,9 мм, расположенных через 15?, с шагом 5 мм. Трубки соединены с воздухораспределительным коллектором.

Таблица 3 - Техническая характеристика дрожжерастильного аппарата

Характеристика	Значение
Общая вместимость, м3	100
Рабочая вместимость, м3	70
Удельный расход воздуха, м3/(м·ч)	100
Кэффициент массопередачи кислорода, кг/(м·ч)	1,93
Часовой съем дрожжей, кг/ч	472
Энергозатраты на аэрацию сухих дрожжей, кВт/кг	0,71
Размеры, мм
	длина	8 200
	ширина	4 300
	высота	7 500
Масса, кг	25 461

4.2 Насосы для суспензии и бражки

В пищевой промышленности часто нахордят применение центробежные насосы.

Центробежный насос -- насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость. Действие центробежных насосов основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей центробежной силы частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу центробежного насоса.

В данном случае рационально использование насосов для пищевых жидкостей марки ОНЦ 1-10/20. Его технические характеристики представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика центроюежного насоса ОНЦ 1-10/20

Характеристика	Значение
Производительность, м3/ч	10
Напор, м	20
Частота вращения, об/мин	3 000
Потребляемая мощность, кВт	1,5
Габариты, мм
	длина	435
	ширина	240
	высота	360
Масса (без баллона), кг	28

4.3 Сепараторы

Дальнейшее концентрирование дрожжевой суспензии проводят на двух ступенях сепараторов: концентрация на первой ступени 200-300 г/л, на второй 500-600 г/л. Разработаны конструкции сепараторов производительностью 60-80 м3/ч с системой безразборной мойки с автоматическим регулированием степени сгущения концентрата. В зависимости от назначения сепараторы бывают разных конструкций. В дрожжевой промышленности применяют сепараторы открытого типа, полугерметичные и герметичные.

В производстве дрожжей как правило используются центробежные сепараторы-разделители. Они могут быть закрытого, полузакрытого типа, с периодической или непрерывной выгрузкой сгущаемой суспензии. Выгрузка, как и разделение, происходит под действием центробежных сил.

В данной технологической схеме применяется три сепаратора, концентрирование суспензии происходит в два этапа.

В таблице 5 приведены технические характеристики сепаратора Ж5-ПРП.

Таблица 5 - Техническая характеристика сепаратора Ж5-ПРП

Характеристика	Значение
Производительность, м3/ч	30
Мощность, кВт	55
Частота вращения, об/мин	9 580
Потребляемая мощность, кВт	55
Габариты, мм
	длина	1 720
	ширина	1 260
	высота	1 770
Масса, кг	2 100

4.4 Газоотделители

Фильтр-газоотделитель предназначен для отделения воздуха и окончательной очистки жидкости от частиц механических примесей, размер которых превышает 20 мкм. Он состоит из корпуса, в котором установлен фильтрующий пакет, состоящий из двух фильтрующих элементов. В фильтрующем элементе применен нетканый материал.

Суммарная фильтрующая поверхность пакета равна 1,6 м² Сетка способна задерживать твердые частицы размером свыше 100 мкм и способствует увеличению срока службы фильтрующих элементов тонкой очистки.

Клапан устанавливается между газоотделителем и счетчиком жидкости. Когда колонка не работает, он препятствует обратному сливу отмеренной жидкости из системы измерения. Кроме того, обратный клапан работает одновременно и как клапан по выравниванию давления в том случае, когда при неработающей колонке под действием внешнего нагрева в измерительной системе создается избыточное давление.

Таблица 6 - Техническая характеристика газоотделителя ГУ 150-1,6

Характеристика	Значение
Условный проход, мм	150
Рабочее давление, МПа	1,6
Расход жидкости, м3/ч	30 - 420
Внутренний диаметр корпуса, мм	600
Габариты, мм
	длина	1 150
	ширина	1 800
	высота	2 470
Масса, кг	455

4.5 Флотатор

Принцип работы флотатора основан на насыщении воздухом части очищенной воды и смешении ее с очищаемой водой во флотационной установке. Декомпрессия приводит к образованию микропузырьков воздуха, диаметром 20-50 мкм. Микропузырьки воздуха, прилипая к клеткам дрожжей, поднимая их на поверхность, образуя флотошлам. Последний собирается со всей поверхности скребковым механизмом.

В таблице 7 приведены технические характеристики флотатора Ф-20, отвечающего требованиям процесса в отношении производительности.

Таблица 7 - Техническая характеристика флотатора ГУ 150-1,6

Характеристика	Значение
Производительность, м3/ч	20
Установленная мощность, кВт	4,18
Габариты, мм
	длина	2 800
	ширина	2 400
	высота	2 700
Масса, кг	455

4.6 Турбовоздуходувка

Она необходима для подачи воздуха в ферментер, в котором культивируются дрожжи.

Турбовоздуходувки - это воздуходувки, действующие при помощи турбин. Они являются машинами динамического типа: процесс сжатия газа происходит путем его отбрасывания быстро вращающейся турбиной из центра к периферии.

Турбовоздуходувки используются для откачки или нагнетания газов и газовых смесей (не взрывоопасных), и их применение практикуется в довольно широком диапазоне: в химической, пищевой и фотографической промышленности, для подачи воздуха в аквариум или в горелки, в производстве стеклотары и пластика, в пневматических конвейерах.

В таблице 8 представлены технические характеристики турбовоздуходувки центробежного типа 2 РБ 410.

Таблица 8 - Техническая характеристика турбовоздуходувки 2 РБ 410

Характеристика	Значение
Производительность, м3/ч	210
Установленная мощность, кВт	1,6
Уровень шума, ДБа	64
Вакуум/максимальное давление, мБар	-200/190
Габариты, мм
	длина	346
	ширина	334
	высота	337
Масса, кг	21

4.7 Водойструйный насос

Гидроструйный (водойструйный, жидкоструйный) насос - разновидность струйных насосов, предназначенных для перемешивания струи рабочей (активной) жидкости с потоком подсасываемой (пассивной) среды и последующего совместного их транспортирования, то есть внешняя энергия к гидроструйным насосам подводится рабочей жидкостью. При этом пассивная среда может быть жидкостью, газом или гидросмесью, которая содержит в жидкости твёрдые или газообразные дисперсные примеси.

Для обеспечения работы насоса необходимо, чтобы активная жидкость имела более высокое давление, чем давление пассивной среды. Давление смеси сред после аппарата имеет промежуточное значение между исходными давлениями сред.

Водоструйный насос НЭ-8-12 обеспечивает подачу жидкости до 34,2 м³/ч и напор до 100 м при использовании поршневого насоса производительностью 4,5 л/с и давлением 3,0 МПа.

4.8 Плазмолизатор

Плазмолизатор представляет собой устройство, в котором происходит стерилизация концентрированной дрожжевой суспензии, частичный плазмолиз клеток.

Дрожжевая суспензия при плазмолизе ожижается и становится однородным раствором с определенным содержанием сухих веществ. После плазмолиза дрожжевая суспензия поступает в напорный бак, где выдерживается не менее 30 - 40 мин. Суспензия в плазмолизаторе и калоризаторе первого выпарного аппарата подогревается паром низкого давления.

Биомасса из лотка подается во входное устройство камеры, куда по перфорированной трубе подается пар. Из входного устройства нагретая до 80-90⁰С биомасса поступает через щелевое отверстие в камеру, где происходит дополнительное обезвоживание нагретой биомассы за сет выделения из нее дополнительной влаги.

Из камеры биомасса поступает в выходное устройство через щелевое.отверстие. Щелевые отверстия расположены по всей дайне камеры строго горизонтально. Входная щель делается выше выходной щели на 100-150 мм. Высота щели 200 мм.

В приемном устройстве биомасса деэмульгируется механическим способом для придания ей текучести и разрушения пены. В качестве устройства для механического гашения пены служит вращающийся вал со скоростью 100-200 об/мин с прикрепленными к нему металлическими стержнями, установленными под углом в 4 ряда с шагом 20 мм.

Образующийся конденсат и выделенная влага из биомассы собираются в нижней части камеры, из которой они отводятся через патрубок в днище. Сливной конец патрубка находится ниже уровня выходной щели.

4.9 Выпарная установка

Установка работает по непрерывному способу. Дрожжевая суспензия с концентрацией сухих веществ около 15 % из сборника подается центробежным насосом в первый корпус выпарной батареи. Перед поступлением в выпарной аппарат дрожжевая суспензия нагревается в теплообменнике-плазмолизаторе до температуры 75 - 80?С с целью плазмолиза дрожжевых клеток.

Рекомендуемые температуры кипения в выпарных корпусах: в первом 80 - 83?С, во втором 58 - 60?С. В соответствии с этими температурами создается вакуум при помощи вакуум-насоса или пароэжекторной установки. При упаривании без принудительной циркуляции дрожжевая суспензия непрерывно циркулирует вследствие разности удельных весов. Однако дрожжевая суспензия при упаривании до 25% сухих веществ приближается к состоянию жидкости с повышенной вязкостью, вследствие чего происходит потеря напора. Целесообразно второй корпус изготовлять с принудительной циркуляцией.

За счет разности давлений между первым и вторым корпусами упариваемая жидкость непрерывно перетекает из одного аппарата в другой. За счет разности температур в испарителе второго корпуса происходит самоиспарение части жидкости. Образующийся при этом пар уходит в барометрический конденсатор. Упаренная суспензия, так называемый дрожжевой концентрат, непрерывно отбирается из второго корпуса в сборник, а из него насосом подается в сушильное отделение.

Таблица 9 - Техническая характеристика двухкорпусной выпарной установки

Характеристика	Значение
	Первый корпус	Второй корпус
Производительность по испаряемой воде, кг/с	0,335	0,392
Температура греющего пара, 0С	174,82	147,82
Полезная разность температур, град	45,76	49,19
Давление вторичного пара, МПа	0,47	0,02
Диаметр греющей камеры, мм	400
Диаметр сепаратора, мм	800
Диаметр циркуляционной трубы, мм	250
Масса, кг	14 500

4.10 Барометрический конденсатор

Барометрические конденсаторы предназначены для конденсации низкопотенциальных паров.

В качестве основной конденсирующей жидкости используется оборотная вода. I ступень конденсатора может использоваться для нагревания воды к температуре, максимально приближенной к температуре насыщения конденсированного пара (вода для питания диффузионного аппарата).

Конденсаторы в основном изготавливаются прямоточного типа со струйно-каскадной системой распределения воды.

Барометрический конденсатор состоит из корпуса, системы распределения воды, патрубка подвода пара, патрубков отвода неконденсированных газов и патрубков отвода воды.

В таблице 10 приведена техническая характеристика барометрического конденсатора ТК-К-I-55.

Таблица 10 - Техническая характеристика барометрического конденсатора ТК-К-I-55

Характеристика	Значение
Расход пара, максимальный, т/ч	55
Гидравлическое сопротивление, Па	не более 50
Вакуум в конденсаторе, кг/см2	-0,85
Габариты, мм
	длина	3 560
	ширина	4 556
	высота	6 668
Масса, кг	11 675

4.11 Распылительная сушилка

Распылительная сушилка в основном применяется, если необходимо испарить растворитель и получить из высушиваемого материала порошкообразный или гранулированный сухой продукт.

Преимущества распылительной сушилки

1) Небольшая продолжительность процесса сушки, которая может составлять от 15 до 30 секунд. Сушка проходит практически мгновенно.

2) Легкость регулировки различных показателей качества высушенного продукта путём изменения параметров режима сушки. К ним относятся объёмный вес сухого порошка, размер частиц, остаточная влажность, температура.

3) Высушенный продукт полностью готов к использованию, так как нет необходимости проводить его измельчение, и обладает отличной растворимостью.

4) Применение метода распылительной сушки в большинстве случаев позволяет упростить технологию получения сухого порошка и полностью её механизировать. Становятся не нужными следующие операции: размол, центрифугирование, фильтрация.

5) Высокая производительность установок распылительной сушки по высушиваемому материалу сочетается с небольшим количеством обслуживающего персонала.

6) Из-за того что влажные частицы высушиваемого продукта не вступают в контакт с поверхностью сушильной камеры до полного их высыхания, упрощается задача проектирования установки. Нет необходимости решать вопросы коррозии материалов.

7) Большой диапазон возможных температур в зоне сушки: от 60 до 1200 °С.

8) Для сушки и измельчения липких аморфных продуктов распылительные сушилки подходят как нельзя лучше. Размолоть такие продукты невозможно.

9) Распылительная сушка позволяет легко получить сухой продукт, состоящий из нескольких компонентов. Для этого их смешивают в жидком состоянии перед распылением в сушильной камере или производят их одновременное распыление.

Таблица 11 - Техническая характеристика распылительной сушилки SD-300

Характеристика	Значение
Расход пара максимальный, т/ч	0,3
Габариты, мм
	длина	14 050
	ширина	8 300
	высота	14 400
Масса, кг	11 675

4.12 Вентилятор

Конструкция вентиляторов рассчитана на установку их после сепараторов и циклонов и допускает запыленность потока воздуха до 80 г пыли на 1 м³ воздуха.

Допускается применение промышленных вентиляторов в технологических линиях на предприятиях черной и цветной металлургии, а также в других отраслях промышленности для транспортировки неагрессивных сред с запыленностью перемещаемой аэросмеси твердыми частицами не более 80 г/м³.

В таблице 12 представлены технические характеристики вентилятора.

Таблица 12 - Техническая характеристика вентилятора мельничного ВМ-20

Характеристика	Значение
Производительность, м3/ч	150
Мощность двигателя, кВт	800
Частота вращения, об/мин	1 500
Полное давление, Па	1 290
Масса без двигателя, кг	4 450

5. Расчет циклона

Циклон -- воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки -- инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.

Принцип действия простейшего противоточного циклона таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли. Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

В технологии выращивания кормовых дрожжей циклон применяется для выделения высушенной биомассы из потока воздуха (высушенные дрожжи перемещаются из сушилки пневмотранспортом) и для очистки воздуха, поступающего из сушилки, от золя дрожжей.

Исходные данные

Вид пыли: пыль дрожжевой биомассы

Дисперсный состав пыли:

Lg _M = 0.4,

d_M = 8 мкм - средний диаметр частиц пыли;

Количество очищаемого газа:

Q = 1.3 м²/с - количество воздуха, поступающего из сушилок;

Плотность частиц:

= 1910 кг/м³ - плотность дрожжевой биомассы;

Вязкость воздуха:

= 22.1·10⁶ H·c/м².

Выбор типа используемой аппаратуры

Исходя из исходных данных (дисперсного состава пыли) находим ближайшее значение

Lg _M и по нему выбираем тип циклона.

Конический циклон СДК-ЦН-33 со следующими параметрами:

- оптимальная скорость W_ОПТ = 2 м/c;

- дисперсный состав пыли L_g = 0.364 - разброс значения пыли ;

- d₅₀ = 2.31 мкм - диаметр частиц, для которых степень улавливания равна 50%.

Расчет циклона

Диаметр циклона

(5.1)

м (5.2)

где D - диаметр циклона, м;

Q - производительность циклона, м³/c;

W_ОПТ - оптимальная скорость, м/c.

В соответствии с типом циклона по его диаметру определяем геометрические размеры циклона которые приведены в долях внутреннего диаметра:

h_Т = 0.535;

H_Ц = 0.535;

Н_К = 0.3;

D = 0.334;

d_l = 0.334;

a = 0.535;

h_a = 0.25.

Полученное значение диаметра округляем до ближайшего типового значения D = 920 мм.

По выбранному диаметру циклона определяем действительную скорость газа в циклоне

(5.3)

м/с (5.4)

Где W - действительная скорость газа, м/c;

n - число циклонов.

Для проведения оценки эффективности очистки газов в циклоне сначала необходимо рассчитать диаметр частиц

м (5.5)

м (5.6)

D - диаметр циклона, м;

D^T - диаметр типового циклона(D^T=0.6 м);

- плотность частиц, кг/м³;

^Т - плотность частиц для типового циклона(^Т=1930 кг/м³);

- вязкость газа, Н·с/м²;

^Т - вязкость газа для типового циклона(^Т=22.2·10^-6 Н·с/м²);

W действительная скорость газа, м/с;

W^Т действительная скорость газа для типового циклона(W^Т=3.5 м/с).

Далее определяется параметр X, необходимый для расчета эффективности очистки газов

(5.7)

(5.8)

где d_M и Lg _M - дисперсный состав пыли (см. исходные данные);

Lg - дисперсный состав пыли для данного типа циклона.

По значению параметра X определяем значения нормальной функции распределения Ф(X)

Ф(0,819) 0.89 (5.9)

Теперь определяем эффективность очистки газов в циклоне

(5.10)

где - эффективность очистки.

6. Методы определения содержания белка в продукте

Метод Кьельдаля -- метод количественного определения азота в органических соединениях. Азот органического соединения при нагревании с концентрированной серной кислотой в присутствии катализаторов переводится в сернокислый аммоний; само органическое вещество при этом полностью разрушается. Из сернокислого аммония концентрированной щелочью вытесняется аммиак, который отгоняется в приемник с определенным объемом титрованной кислоты. Измерив после окончания перегонки количество оставшейся в приемнике кислоты, рассчитывают количество аммиака в пробе и, следовательно, количество связанного азота в исследуемом объекте. Метод Кьельдаля применим только для анализа веществ, где азот связан с углеродом или водородом. Вещества, в которых азот связан с кислородом (например, нитраты, нитриты и прочие), необходимо предварительно восстановить до аминов.

Метод Кьельдаля применяется для определения белковых и небелковых азотсодержащих веществ в пище, тканях и жидкостях организма, для оценки количества связанного азота, выделяемого с мочой, калом, для определения остаточного азота крови и так далее.

Недостатком метода является длительность и сложность процедуры, даже при том, что аммиак, образующийся в реакции, можно определять ферментативным методом. Автоматизация позволяет использовать этот метод в качестве метода сравнения.

Метод Бредфорда основан на реакции красителя кумасси (coomassie) с аргинином и гидрофобными аминокислотными остатками. Связанная форма имеет голубую окраску с максимумом поглощения при 595 нм. Таким образом увеличение адсорбции раствора при длине волны, равной 595 нм, пропорционально количеству белка в растворе.

Важной особенностью, этого красителя является способность связываться с пептидами, содержащими не менее 15 аминокислот, благодаря чему он не дает окрашенного комплекса со свободными аминокислотами и низкомолекулярными олигопептидами. Этот краситель в нейтральной среде имеет синюю окраску, в кислой - оранжевую, с максимумом поглощения при длине волны 465 нм. Комплекс «белок-краситель» также имеет синий цвет. В слабокислых растворах краситель приобретает два отрицательных заряда и легко связывается с основными аминокислотами - лизином, аргинином, гистидином. Предполагается, что молекула красителя образует своеобразный мостик между положительно заряженными молекулами белка, реагируя с ними двумя отрицательно заряженными группами индикатора, в результате чего формируется относительно крупный комплекс «белок-краситель».

Метод дает хорошее значение концентрации белка в пределах от 2 мкг/мл до 120 мкг/мл (в этих границах соблюдается линейная зависимость увеличения адсорбции от концентрации, в целом чувствительность метода зависит от соотношения концентраций определяемого белка и красителя: чем больше красителя, тем чувствительней метод), менее "капризный" по сравнению с методом Лоури.

Для количественного определения низких концентраций белка широко используют метод Лоури. В данном методе сочетаются две реакции. Первая - биуретовая реакция. Во второй реакции (собственно реакция Фолина) задействован реактив Фолина-Чокальтеу. В ней образуются окрашенные в синий цвет комплексы фосфорно-вольфрамовой и фосфорно-молибденовой кислоты под действием тирозина и триптофана, входящих в состав белков.

Существенным недостатком его является сравнительно невысокая специфичность. Многие присутствующие в анализируемых образцах вещества мешают определению белка с реактивом Фолина. К ним относятся мочевая кислота, гуанин, ксантин, фенолы (за исключением нитрофенола), аминокислоты глицин, тирозин, гистидин, цистин; гидразин, сульфат аммония. Реакция развивается и с аденином, аденозином, цитозином, цитидином, урацилом, тимидином. Определение белка методом Лоури затрудняют тиоловые соединения, углеводы, глицерин, детергенты, хелатные реактивы, дисульфидные реагенты, ионы калия, ацетилацетон, салицилаты, антибиотики,, гистамин и другие физиологически активные амины. Присутствие в белковых препаратах продуктов перекисного окисления липидов также может дать значительную ошибку. Некоторые из веществ, используемых для приготовления буферных растворов, способны, влиять на определение белка по Лоури.

В настоящее время для определения количества белка используются фотометрические методы Бредфорда и Лоури, так как наряду с достаточно высокой чувствительностью они обладают рядом преимуществ: относительной легкостью выполнения, быстротой, отсутствием в методике агрессивных реактивов.

Список использованных источников

1. Андреев А.А., Брызгалов Л.И. Производство кормовых дрожжей//М. - Лесная

промышленность: 1986. - 248 с., с. 11 - 67.

2. http://www.tehn.oglib.ru

3. http://pivo-i.ru

4. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств // М. - Лесная промышленность; 1989, 249 с., с. 24 - 78.

5. Шариков В.И., Сапотницкий С.А. Технология гидролизных производств//М. - Лесная промышленность: 1973. - 269 с., с. 36 - 45.

6. http://profindustrial.ru

7. http://www.biotechnolog.ru/

8. Виестур У.Э., Кузнецова А.М. Системы ферментации//Рига. - Зинатне: 1997. - 179 с., с. 26 - 43.

Размещено на Allbest.ru