Высокоэффективные аппараты для разделения, очистки и концентрирования жидких систем и новые биотехнологические процессы на их основе

• Автор: Гуславский, Александр Игнатьевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Щелково
• Количество страниц: 410 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ, ОЧИСТКИ И

КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКИХ СИСТЕМ

1.1. Анализ процессов и конструктивных параметров аппаратов для разделения, очистки и концентрирования жидкостей методами сепарирования, центрифугирования, фильтрования и

ультрафильтрования в биопроизводстве

2. ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ДЛЯ БИОТЕХНОЛОГИИ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИНЦИПА

ДВОЙНОГО ВРАЩЕНИЯ РОТОРА СЕПАРАТОРА С ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ВЫГРУЗКОЙ ОСАДКА

3.1. Исследование гидродинамической выгрузки осадка

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

БИОЖИДКОСТЕЙ В РОТОРЕ СЕПАРАТОРА И ОСАДИТЕЛЬНОФИЛЬТРУЮЩЕЙ ЦЕНТРИФУГИ С ФИЛЬТРУЮЩИМИ ПЕРЕГОРОДКАМИ
4.1. Обоснование конструкций сепараторов и центрифуг с фильтрующими перегородками в роторе
4.2. Исследования разделения биожидкости в роторе осадительнофидьтрутощей центрифуги
4.3. Исследования разделения высокодисперсной жидкости в роторе сепаратора с фильтрующей перегородкой на выходе тяжелой фазы
4.4. Экспериментальные исследования влияния различных типов
внутрироторных фильтрующих перегородок на эффективность процесса разделения
5. ОБОСНОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ СЕПРАТОРОВ И ОСАДИТЕЛЬНОФИЛЬТРУЮЩИХ ЦЕНТРИФУГ НА БЕСПРИВОДНОЙ ОСНОВЕ
5.1. Сепараторы с двухоиорным ротором на бесприводной основе, особенности расчета критической скорости ротора
5.2. Исследования осадшельнофшьтруюдих центрифуг для
биотехнологических производств
5.3. Конструктивные разработки сепараторов и осадительно
фильтрующих центрифуг на бесприводной основе
6. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСВЕТЛЕНИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ ЖИВОТНЫХ МЕТОДОМ СЕПАРИРОВАНИЯ
6.1. Характеристика разделяемости сыворотки крови животных
6.2. Методика и техника исследований
6.3. Влияние конструктивных и технологических факторов на эффективность процесса разделения
6.4. Разработка безотстойного метода осветления сыворотки крови животных
6.5. Внедрение технологической линии производства сыворотки крови животных
7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСВЕТЛЕНИЯ МОЗГОВОЙ СУСПЕНЗИИ В РОТОРЕ ОСАДИТПЛЬНОФИЛЬТРУЮЩЕЙ ЦЕНТРИФУГИ
7.1. Характеристика разделяемости мозговой суспензии
7.2. Методика и техника исследований
7.3. Влияние конструктивных и технологических факторов на процесс осветления мозговой суспензии
7.4. Внедрение результатов исследований
8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРИПСИНА СУХОГО ДЛЯ ВИРУСОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ
8Л. Усовершенствование технологии и оптимизация процессов
изготовления трипсина сухого
8.2. Исследование стадий, параметров и выбор режимов технологии изготовления трипсина
8.3. Разделение суспензии в процессе изготовления трипсина
8.4. Разработка и освоение линии производства трипсина сухого
9. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НОВЫХ
ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА БЕЗАСБЕСТОВОЙ ОСНОВЕ. РАЗРАБОТКА АППАРАТОВ ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ И УЛЬТРАФИЛЬТРОВАНИЯ
9.1. Физикохимические и технологические характеристики
фильтрующих материалов и влияние их на характеристики фильтруемых сред
9.2. Разработка технологической линии производства фильтрующих материачов на безасбестовой основе
9.3. Разработка аппаратов для фильтрования и улырафильтрования
. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
.1 Экспериментальные исследования процесса разделения
полисахаридсодержащих суспензий
ВЫВОДЫ
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


После рассмотрения вопросов, касающихся потоков жидкости во внутрироторном пространстве в конструкции ротора двойного вращения, нами получена картина гидродинамических процессов, способствующая интенсификации процесса центрифугирования за счет увеличения угловой скорости вращения пакета тарелок и повышения производительности сепаратора. Конструкция ротора двойного вращения позволила разработать и исследовать гидродинамическую выгрузку осадка. Слой осадка, образуемый в шламовом пространстве, удалялся периодически с помощью выгружающего устройства. Конструкция захватов должна быть такой, чтобы осуществлялось подрезание кольцевого слоя осадка заданного сечения, обеспечивающего полную выгрузку осадка из ротора в течение нескольких секунда и с приложением минимального момента М для осуществления торможения выгружающего устройства. Процесс гидродинамической выгрузки осадка определяется конструктивным решением элементов выгружающего устройства. Подрезаемый кольцевой слой осадка направляется в каналы выгружающего устройства. Установлено, что для преобразования скоростного напора в давление осадка с минимальными потерями на трение и избежания случаев забивания направляющих каналов, они должны иметь плавно расширяющееся сечение в направлении потока осадка. Следовательно, направляющие каналы выгружающего устройства необходимо выполнять в виде диффузора. Известно, что длина канала в диффузорах должна быть равна учетверенному расстоянию между входными кромками двух соседних стенок канала, т. Рекомендуемая степень расширения сечения отводног о канала напорных дисков ва 1,6, где в ширина выходного сечения канала. Для каналов выгружающего устройства это отношение должно быть несколько выше и зависит от структуры и подвижности осадка. Ь высота входа в канал, мм. Формула 3 дает максимальное значение количества каналов. С целыо же уменьшения потерь на трение следует принимать ъ минимальным, но не менее 3х, обеспечивая при этом удовлетворительную выгрузку осадка. Процесс выгрузки осадка будет осуществляться при условии, что давление вращающегося осадка Р0 будет превышать или равно давлению слоя подвижного осадка в каналах выгружающего устройства Р, т. С некоторым допущением принятый за жидкость подвижный слой осадка внутри вращающегося ротора приобретает определенный запас энергии. Тогда запас энергии подвижного осадка на входе в каналы выгружающего устройства будет
где Ц суммарное сопротивление подвижного осадка на пути от центрального канала до входа в каналы выгружающего устройства. Величина давления вращающегося осадка Ро определяется из зависимости 3. К коэффициент, учитывающий сопротивление в отводящей системе, и зависит от конструктивных особенностей выгружающего устройства и вязкости осадка. Приравняв выражение Р0 и Р 3 и 3, получим
При гидравлической выгрузке осадка из ротора одним из главных элементов, определяющих выбор мощности электродвигателя, является расход электроэнергии на транспортировку осадка выгружающим устройством. Разработка и изготовление экспериментальной установки. Выбор аппаратуры для снятия показаний и характеристик. Исследование гидродинамической выгрузки осадка. Определение коэффициента внутреннего трения дисперсных частиц,
составляющих осадок в поле центробежных сил. Для исследования двойного вращения были изготовлены два экспериментальных ротора. Для упрощения изготовления и опробования принципа двойного вращения конструкции были использованы роторы сепараторов Ппава3 производительностью лч и СОМЗЮОО производительностью лч. Конструкции роторов были проверены на работоспособность вхолостую, затем на воде. Внутренняя и наружная конструкции вращались с одинаковой скоростью, затем специальным тормозным устройством производилось торможение корпуса барабана, вплоть до остановки, а внутренняя конструкция вращалась с прежней скоростью. Данные испытания подтвердили работоспособность конструкции. Ротор двойного вращения, изготовленный на базе сепаратора СОМЗЮОО, испытывался при обмин. На основании предварительных данных, полученных при испытании роторов с двойным вращением, для экспериментального исследования принципа двойног о вращения ротора и гидродинамической выгрузки осадка была разработана и изготовлена экспериментальная установка с прозрачной моделью ротора двойного вращения рис.