<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Công suất để thắng ma sát trong vòng chắn dầu của trục:

N c = 2 nd B 2 S c P e 0,1 h c S c 1 size 12{N rSub { size 8{c} } =2 ital "nd" rSub { size 8{B} } rSup { size 8{2} } S rSub { size 8{c} } P left (e rSup { size 8{0,1 { {h rSub { size 6{c} } } over {S rSub { size 6{c} } } } } } - 1 right )} {}

trong đó: n và dB - số vòng quay, vòng/phút và đường kính của trục, m;

Sc - chiều dày miếng đệm vòng chắn dầu của trục;

P - áp suất làm việc của không khí trong thiết bị trên mức lỏng, Pa;

hc - chiều cao miếng đệm vòng chắn dầu, m: (hc = 6Sc).

Để xác định Nc có thể lấy P = 0,1 MPa.

Xác định đường kính trục dẫn của máy khuấy theo công thức gần đúng, xuất phát từ độ bền chịu xoắn của trục:

d B = 1,7 M x τ CP ' 3 + C M size 12{d rSub { size 8{B} } =1,7 cdot nroot { size 8{3} } { { {M rSub { size 8{x} } } over { { {τ}} sup { ' } rSub { size 8{"CP"} } } } } +C rSub { size 8{M} } } {}

trong đó: Mx - mômen xoắn trên trục máy khuấy, N m;

τ CP ' size 12{ { {τ}} sup { ' } rSub { size 8{ ital "CP"} } } {} - ứng suất tiếp cho phép đối với vật liệu trục chịu xoắn;

CM - hiệu chỉnh rò rỉ, xói mòn vật liệu, m.

Mô men xoắn trên trục máy khuấy:

M x = 0, 163 N P n size 12{M rSub { size 8{x} } =0,"163" { {N rSub { size 8{P} } } over {n} } } {}

trong đó: NP - công suất tính cho trục;

n - hệ số an toàn.

Để đảm bảo độ bền cần phải nhân đại lượng nhận được theo tính toán dB với hệ số 1,25 và nhận được d B ' size 12{ { {d}} sup { ' } rSub { size 8{B} } } {} .

Để xác định đường kính đoạn trục nằm cao hơn tuabin nhỏ ở phía dưới d B ' ' size 12{ { {d}} sup { '' } rSub { size 8{B} } } {} cần nhân đại lượng d B ' size 12{ { {d}} sup { ' } rSub { size 8{B} } } {} với hệ số 1,07. Để xác định đường kính của trục nằm cao hơn tuabin nhỏ ở phía trên d B ' ' ' size 12{ { {d}} sup { ''' } rSub { size 8{B} } } {} khi lưu lượng qua vòng chắn dầu cần nhân trị số d B ' size 12{ { {d}} sup { ' } rSub { size 8{B} } } {} với hệ số 1,14.

Trục được chế tạo bằng thép CT45. Giới hạn bền của thép CT45 là b = 610 MN/m2 (xấp xỉ 62 kG/ mm2), hệ số an toàn nB = 2,6. Ứng suất cho phép được xác định theo tỷ số giữa độ bền giới hạn và hệ số an toàn, ta có :

σ = σ b n B size 12{ left [σ right ]= { {σ rSub { size 8{b} } } over {n rSub { size 8{B} } } } } {}

Ứng suất tiếp cho phép: τ = 0,6 σ size 12{ left [τ right ]=0,6 left [σ right ]} {} .

Ứng suất cho phép đối với các trục của các cơ cấu khuấy trộn :

τ ' = 0,5 τ size 12{ left [ { {τ}} sup { ' } right ]=0,5 left [τ right ]} {} .

Bề dày của miếng đệm vòng chắn dầu (mm):

S c = 0, 044 d B ' ' size 12{S rSub { size 8{c} } =0,"044" sqrt { { {d}} sup { '' } rSub { size 8{B} } } } {}

trong đó: d B ' ' size 12{ { {d}} sup { '' } rSub { size 8{B} } } {} - đường kính của trục, m.

Sau đó xác định lực nén lên miếng đệm:

P C ' = π d B ' ' + S c S c P e 0,4 h c S c size 12{ { {P}} sup { ' } rSub { size 8{C} } =π left ( { {d}} sup { '' } rSub { size 8{B} } +S rSub { size 8{c} } right ) cdot S rSub { size 8{c} } P cdot e rSup { size 8{0,4 { {h rSub { size 6{c} } } over {S rSub { size 6{c} } } } } } } {}

trong đó: P - Áp suất cho phép trong thiết bị khi tiệt trùng, Pa.

Công suất được thiết lập cuối cùng NTL (kW) của động cơ dẫn động cho máy khuấy trộn được tính theo công thức:

N TL = 1, 15 N P + N C η size 12{N rSub { size 8{"TL"} } =1,"15" { { left (N rSub { size 8{P} } +N rSub { size 8{C} } right )} over {η} } } {}

 - hiệu suất truyền động của bộ truyền.

Sau đó theo trị số NTL chọn dẫn động đứng, dạng động cơ, công suất của nó và số vòng quay.

Cân bằng nhiệt cho các thiết bị lên men

Trong quá trình hoạt động của vi sinh vật trong thiết bị, một lượng nhiệt được thoát ra. Sự phát triển giống bị chậm lại khi tăng nhiệt độ canh trường, còn sau đó có khả năng vi sinh vật bị chết. Để ngăn ngừa hiện tượng đó các thiết bị lên men cần phải trang bị các cơ cấu thải nhiệt (ống xoắn, áo, các ống nhiệt).

Lượng nhiệt thải ra từ canh trường và tiêu hao nước làm lạnh được xác định từ cân bằng nhiệt.

Thu nhiệt Tiêu hao nhiệt
Với môi trường dinh dưỡng: Q1 = GnCntnNhiệt sinh học được giải phóng khi phát triển canh trường: Q2 = qpVới nước làm lạnh: Q3 = GBCBt1BVới không khí thổi; Q4 = Li1 Với canh trường thành phẩm: QS = GkCktkVới nước làm lạnh: Q6 = GBCBt2BVới không khí thổi: Q7 = Li2Tổn thất nhiệt vào môi trường xung quanh Q8 = 3600 Fat

trong đó: Gn , GB và Gk - khối lượng môi trường dinh dưỡng, nước làm lạnh và canh trường thành phẩm, kg;

Cn , CB , và Ck - nhiệt dung riêng của môi trường dinh dưỡng, nước làm lạnh và canh trường thành phẩm, kJ/(kgK);

tn , tk , t1B và t2B - nhiệt độ của môi trường dinh dưỡng, canh trường thành phẩm, nước làm lạnh đầu và cuối, K;

q - lượng nhiệt trung bình được giải phóng khi mức tăng sinh khối của chủng vi sinh vật, kJ/kg;

p - mức tăng sinh khối sinh vật, kg/h;

L - lượng không khí được thổi, kg/h;

i1và i2 - entanpi của không khí mới và không khí thải, kJ/kg;

Fa - diện tích bề mặt của thiết bị lên men, m2;

 - hệ số thải nhiệt từ bề mặt thiết bị vào môi trường xung quanh kW/(m2K);

t - hiệu trung bình nhiệt độ của canh trường phát triển và không khí xung quanh thiết bị, K.

Phương trình cân bằng nhiệt độ của thiết bị lên men có dạng:

G B C B t 2B t 1B = Q 1 + Q 2 Q 5 Q 8 L i 2 i 1 size 12{G rSub { size 8{B} } C rSub { size 8{B} } left (t rSub { size 8{2B} } - t rSub { size 8{1B} } right )=Q rSub { size 8{1} } +Q rSub { size 8{2} } - Q rSub { size 8{5} } - Q rSub { size 8{8} } - L left (i rSub { size 8{2} } - i rSub { size 8{1} } right )} {}

Đặt Q 1 + Q 2 Q 5 Q 8 L i 2 i 1 = Q size 12{Q rSub { size 8{1} } +Q rSub { size 8{2} } - Q rSub { size 8{5} } - Q rSub { size 8{8} } - L left (i rSub { size 8{2} } - i rSub { size 8{1} } right )=Q} {} , khi đó tiêu hao nước làm lạnh (kg/h):

G B = Q C B t 2B t 1B size 12{G rSub { size 8{B} } = { {Q} over {C rSub { size 8{B} } left (t rSub { size 8{2B} } - t rSub { size 8{1B} } right )} } } {}

Diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị lên men, (m2):

F = Q 3600 KΔt size 12{F= { {Q} over {"3600"KΔt} } } {}

trong đó: K - hệ số truyền nhiệt, W/(m2K);

t - hiệu trung bình nhiệt độ của canh trường phát triển và nước làm lạnh, 0C:

K = 1 1 α 1 + δ λ + 1 α 2 size 12{K= { {1} over { left ( { {1} over {α rSub { size 8{1} } } } + { {δ} over {λ} } + { {1} over {α rSub { size 8{2} } } } right )} } } {}

Đại lượng thải nhiệt 2 đối với nước được xác định phụ thuộc vào chuẩn Re. Xác định được đại lượng thải nhiệt từ tường tới môi trường phát triển 1 sẽ bị phức tạp do sự tồn tại trong môi trường một lượng lớn không khí phân tán ra thành những bọt nhỏ và làm giảm điều kiện thải nhiệt. Cho nên với sai số xác định, có thể sử dụng phương trình thực nghiệm để xác định thải nhiệt từ bề mặt của ống đến các dung dịch đường và rỉ đường theo tỷ trọng và độ nhớt khi đối lưu tự nhiên:

α 1 = 2850 t CT t T μ 3 size 12{α rSub { size 8{1} } ="2850" cdot nroot { size 8{3} } { { { left (t rSub { size 8{"CT"} } - t rSub { size 8{T} } right )} over {μ} } } } {}

trong đó: tCT và tT - nhiệt độ của canh trường phát triển và nhiệt độ của tường áo, 0C;

 - độ nhớt động học của môi trường, PaS.

Độ nhớt dung dịch rỉ đường loãng có thể tính theo công thức:

μ = 1,2 + 0, 046 B 0, 0014 Bt 10 3 size 12{μ= left (1,2+0,"046"B - 0,"0014" ital "Bt" right ) cdot "10" rSup { size 8{ - 3} } } {}

trong đó: B - nồng độ của dung dịch, %,

t - nhiệt độ của dung dịch, 0C.

Trên cơ sở của các số liệu thực nghiệm đối với thiết bị lên men có áo lạnh, có tính đến sự nhiễm bẩn tường có thể lấy k = 3000 W/(m2K). Tiêu hao không khí để thổi canh trường phát triển ở trong giới hạn 60  120 m3/ (hm3).

Questions & Answers

anyone know any internet site where one can find nanotechnology papers?
Damian Reply
research.net
kanaga
Introduction about quantum dots in nanotechnology
Praveena Reply
what does nano mean?
Anassong Reply
nano basically means 10^(-9). nanometer is a unit to measure length.
Bharti
do you think it's worthwhile in the long term to study the effects and possibilities of nanotechnology on viral treatment?
Damian Reply
absolutely yes
Daniel
how to know photocatalytic properties of tio2 nanoparticles...what to do now
Akash Reply
it is a goid question and i want to know the answer as well
Maciej
characteristics of micro business
Abigail
for teaching engĺish at school how nano technology help us
Anassong
Do somebody tell me a best nano engineering book for beginners?
s. Reply
there is no specific books for beginners but there is book called principle of nanotechnology
NANO
what is fullerene does it is used to make bukky balls
Devang Reply
are you nano engineer ?
s.
fullerene is a bucky ball aka Carbon 60 molecule. It was name by the architect Fuller. He design the geodesic dome. it resembles a soccer ball.
Tarell
what is the actual application of fullerenes nowadays?
Damian
That is a great question Damian. best way to answer that question is to Google it. there are hundreds of applications for buck minister fullerenes, from medical to aerospace. you can also find plenty of research papers that will give you great detail on the potential applications of fullerenes.
Tarell
what is the Synthesis, properties,and applications of carbon nano chemistry
Abhijith Reply
Mostly, they use nano carbon for electronics and for materials to be strengthened.
Virgil
is Bucky paper clear?
CYNTHIA
carbon nanotubes has various application in fuel cells membrane, current research on cancer drug,and in electronics MEMS and NEMS etc
NANO
so some one know about replacing silicon atom with phosphorous in semiconductors device?
s. Reply
Yeah, it is a pain to say the least. You basically have to heat the substarte up to around 1000 degrees celcius then pass phosphene gas over top of it, which is explosive and toxic by the way, under very low pressure.
Harper
Do you know which machine is used to that process?
s.
how to fabricate graphene ink ?
SUYASH Reply
for screen printed electrodes ?
SUYASH
What is lattice structure?
s. Reply
of graphene you mean?
Ebrahim
or in general
Ebrahim
in general
s.
Graphene has a hexagonal structure
tahir
On having this app for quite a bit time, Haven't realised there's a chat room in it.
Cied
what is biological synthesis of nanoparticles
Sanket Reply
what's the easiest and fastest way to the synthesize AgNP?
Damian Reply
China
Cied
types of nano material
abeetha Reply
I start with an easy one. carbon nanotubes woven into a long filament like a string
Porter
many many of nanotubes
Porter
what is the k.e before it land
Yasmin
what is the function of carbon nanotubes?
Cesar
I'm interested in nanotube
Uday
what is nanomaterials​ and their applications of sensors.
Ramkumar Reply
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
Good
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





Source:  OpenStax, Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp. OpenStax CNX. Jul 29, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10752/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp' conversation and receive update notifications?

Ask