Задача 2.

Определить мощность, потребляемую мешалкой для перемешивания культуральной жидкости в ферментаторе диаметром D_ф, если число оборотов мешалки n. Мешалка шестилопастная : . Плотность культуральной жидкости кг/м³

Изобразить схему ферментатора.

Методические указания к решению задачи 2.

Расчет мощности, потребляемой мешалкой, производим по критериальному уравнению

, где ,

соответственно модифицированные критерии Эйлера и Рейнольдса,

n’- частота вращения мешалки,с^-1;

d_м –диаметр мешалки, м;

μ_ж- вязкость культуральной жидкости,Па^.с;

N- потребляемая мощность, Вт.

Частоту вращения мешалки принимаем согласно заданию.

Вязкость культуральной жидкости (суспензии) принимаем Па^.с.

Диаметр мешалки .

Рассчитываем модифицированный критерий Рейнольдса и по графику 8.6 по кривой 5 (1, стр.110-111) или по графику (2, стр.188) находим число Эйлера, а затем потребляемую мешалкой мощность в Вт:

.

Потребляемая мешалкой мощность в пусковой момент превышает требуемую в 3-4 раза

, Вт

Установочная мощность при КПД передачи 0,9 и при запасе мощности 20% будет равна

.

4. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения текущего и промежуточного контроля знаний (зачетные вопросы, экзаменационные билеты, тестовые задания и др.).

ЗАЧЕТНЫЕ ВОПРОСЫ

для проведения текущего и промежуточного контроля

знаний студентов по дисциплине «Кинетика биохимических процессов продуктов питания» для студентов 2 курс

заочной СФО и ПФО специальностей 260501 и 080401

1. В каких производствах пищевой промышленности используются биохимические процессы?

2. В чем суть биохимических процессов?

3. В чем состоит технология биохимических процессов?

4. Общая технологическая схема биосинтеза.

5. Какое сырье используется для выращивания микроорганизмов?

6. Что такое посевная культура?

7. В каких случаях не возникает проблем со стерилизацией воды, воз духа, оборудования?

8. Как устроена дрожжевая клетка?

9. В какие группы систематизируются биохимические процессы?

10. Какие фазы имеют место при культивировании микроорганизмов?

11. Какими параметрами характеризуется и какими уравнениями описывается кинетика роста микроорганизмов?

12. Какими уравнениями описывается скорость потребления питательных веществ из культурной среды?

13. Какими уравнениями описывается кинетика биосинтеза продуктов метаболизма?

14. Какими условиями определяется скорость массообмена между кислородом и клеткой?

15. Какими уравнениями описывается кинетика массообмена между кислородом и клеткой?

16. Что является движущей силой процесса роста микроорганизмов?

17. От каких факторов зависит скорость роста микроорганизмов?

18. В чем суть процесса абсорбции кислорода в культуральной жидкости?

19. От каких параметров зависит скорость абсорбции кислорода?

20. Каким уравнением описывается равновесие в процессах абсорбции?

21. Уравнение массоотдачи.

22. В чем заключается понятие «равновесная концентрация»?

23. Критериальное уравнение, описывающее массообмен между кислородом и клеткой.

24. Влияние перемешивания на скорость массообмена между кислородом и клеткой.

25. Какой стадией лимитируется скорость массообмена между кислородом и клеткой?

26. В каких аппаратах проводится биосинтез?

27. Какие способы выделения биомассы Вам известны?

28. В каких сушилках проводится сушка биомассы?

ТЕСТЫ

для проверки остаточных знаний

по дисциплине «Технология и оборудование пищевых производств»

для студентов 2 и 3 курсов заочной СФО и ПФО

специальности 080502

1. В каких производствах пищевой промышленности используются биохимические процессы?

а) для получения антибиотиков, белков, витаминов, ферментов;

б) в хлебопекарном, спиртовом, консервном производствах; в) для получения растительного масла.

2. Какие фазы имеют место при культивировании микроорганизмов?

а) экспоненциальная и лаг-фаза

б) лаг-фаза, экспоненциальная, фаза снижения скорости роста, стационарная и фаза отмирания; лаг-фаза, экспоненциальная фаза, фаза постоянной скорости.

3. При каких условиях справедливо уравнение кинетики роста.

а) в отсутствии дефицита питательных веществ; б) в отсутствии дефицита кислорода; в) от гидродинамики.

4. От каких факторов зависит значение коэффициента массоотдачи при

абсорбции кислорода?

а) от температуры и давления в ферментаторе; б) от эффективности

перемешивания в культуральной жидкости; в) от концентрации.

5. По какому уравнению вычисляется значение коэффициента массоот дачи?

а) ; б) ;

в) .

6. По какому уравнению рассчитывается критерий Рейнольдса в ферментаторе с мешалкой?

а) ; б) ; в) .

7. Что является движущей силой массопереноса при абсорбции кислорода?

а) разность концентрации кислорода; б) разность концентрации биомассы; в) скорость перемешивания.

8. По какому уравнению рассчитывается количество абсорбированного кислорода в барботажном ферментаторе с мешалкой?

а) ; б) ;

в) .

9. Какие фазы имеют место при культивировании микроорганизмов?

а) экспоненциальная и лаг-фаза; б) лаг-фаза, экспоненциальная, фаза

снижения скорости роста, стационарная и фаза отмирания; в) лаг-

фаза, экспоненциальная фаза, фаза постоянной скорости.

10. Что является общей скоростью роста микроорганизмов?

а) отношение прироста биомассы за малый промежуток времени;

б) прирост биомассы в единице объема ферментатора; в) прирост биомассы на 1 м².

11. От каких параметров зависит коэффициент удельной скорости роста?

а) от гидродинамических параметров, вида микроорганизмов; б) давления и температуры; в)от количества биомассы.

12. . При каких условиях справедливо уравнение кинетики роста.

а) в отсутствии дефицита питательных веществ; б) в отсутствии дефицита кислорода; в) от гидродинамики.