22 Билет

Уровень 1

1. Ответьте на следующие вопросы:

1.1. Как классифицируется оборудование биотехнологии по структуре рабо¬чего цикла?

По структуре рабочего цикла оборудование делится на две группы:

а) оборудование периодического действия;

б) оборудование непрерывного действия.

Оборудование периодического действия подразделяют на работающее при нормальном давлении и для высокотемпературной обработки при некотором избыточном давлении.

В зависимости от положения полуфабриката и раствора относительно друг друга оборудование подразделяют на следующие группы:

Машины, в которых полотно имеет принудительное движение, а рабочий раствор перемешивается движущимся полотном;

Машины, в которых полотно и рабочий раствор в процессе крашения имеют принудительное движение;

Машины, в которых полотно перемещается циркулирующим раствором;

Аппараты, в которых обрабатываемое полотно находится в неподвижном состоянии, а рабочий раствор подвергается принудительной циркуляции.

1.2. Какие процессы относятся к мембранным методам разделения, в чем закючается суть мембранных процессов, что позволяют одновременно производить мембранные процессы?Каковы их достоинства и недостатки?

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.

Уровень 2

Как определяется скорость движения штучных продуктов в зависимости от штучной производительности при непрерывном и ритмично-пульсирующем движении с остановками?

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.

= Мшт.•L, м/с (1),

где Мшт- штучная производительность, шт/с;

L – расстояние между единицами продукта, м

Однако, (шт/с) весьма маленькая размерность не характерная для, прежде всего, конвейеров и другого ТО, поэтому в расчетной практике очень часто используют формулу.

= Мшт.•L/60• , м/мин (2)

Мшт- штучная производительность, шт/час;

60 – коэффициент перевода времени;

- коэффициент неравномерности поступления продукта.

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.

= Н/ м/с, либо м/мин (3)

Н- длина пути перемещения продукта за такт, м;

- время перемещения, с, либо, мин.

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

1) При ритмично пульсирующем движении рабочего органа,

2) или движении (рабочего органа) с периодическими остановками,

3) или, как иногда называют, циклическом движении

скорость транспортировки определяется по этой же формуле

Уровень 3

Как устроен и как работает механический флотатор для очистки сточных вод?

Эта флотационная установка состоит из двух камер прямоугольного типа и предназначена для очистки сточных вод.

Работает установка следующим образом:

• Вода для очистки подается в приемный карман 1, первой камеры.

• Далее она попадает на вращающееся рабочее колесо-импеллер с лопатками 4, установленное внутри неподвижного статора 3.

• За счет вращения потока воды, создаваемый импеллером, из атмосферы подсасывается воздух.

• Диспергирование этого воздуха происходит в межлопаточном пространстве между статором и ротором, при ударе воздуха о лопатки статора.

• Далее из первой камеры очищенная вода за счет перелива поступает через переливной карман 2 во вторую камеру.