Интенсификация массообмена между газом и жидкостью и разработка высокоэффективных аппаратов для пищевой и микробиологической промышленности

• Автор: Новоселов, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 367 с. : ил

Содержание

Основные условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Анализ процессов, происходящих при культивировании дрожжей vii, оценка лимитирующих

факторов и выбор конструкции ферментатора

1.1. Системный подход к анализу процессов в многофазных

средах пищевой биотехнологии

1.2. Общее состояние вопроса по культивированию

хлебопекарных дрожжей

1.3. Анализ подсистемного блока Среда и его взаимосвязь с основными процессами, протекающими при культивировании дрожжей vii на мелассных средах.

1.4. Анализ подсистемного блока Энергия и его связь с блоком Среда.

1.5 Анализ подсистемного блока Аппарат и выбор конструкции ферментатора, как объекта исследований и конструкторской
разработки.
ГЛАВА 2. Экспериментальное изучение модельных и реальных сред
2.1. Литературный обзор подходов к методам моделирования массообменных процессов в системах газжидкость и газжидкостьклетка.
2.2. Экспериментальное исследование физических свойств
модельной среды водные растворы сульфита и сульфата натрия
2.3. Результаты исследования физических свойств воднодрожжевых суспензий.
2.4. Результаты исследований физических свойств культуральной жидкости.
2.5. Сравнительный анализ физических свойств модельных и реальных
сред. Рекомендации по применению сульфитного метода.
ГЛАВА 3. Гидродинамика газожидкостных потоков в элементах КСИА
3.1 Литературный обзор по состоянию проблемы развития струйноинжекцконных аппаратов СИЛ на современном этапе
3.1.1. Классификация и конструктивные особенности
струйноинжекционных аппаратов СИА
3.2.Исследования по гидродинамике однофазных и двухфазных потоков
в КСИА.
3.2.1. Основные виды движения жидкости и газа в КСИА .
3.2.2. Анализ литературных данных и изучение структуры свободных струй жидкости.
3.2.3. Исследование инжектирующей способности
свободных струй
3.2.3.1. Влияние интенсивности турбулентности потока на .
3.2.3.2. Влияние формы проходного сечения сопла на ,
3.2.4. Объемное газосодержание и УПКФ в трубах КСИА.
3.2.4.1. Истинное объемное газосодержание в системе воздухвода система с высокой коалесценцией
пузырей и отсутствием сорбции
3.2.4.2. Удельная поверхность контакта фаз в системе воздухвода
3.2.4.3. УПКФ и газосодержание в системе диоксид углерода вода система с высокой коалесценцией пузырей и наличием физической абсорбции.
3.2.4.4. УПКФ в системе кислород воздухаводный раствор сульфита натрия система с пониженной коалесценцией пузырей и наличием быстрой химической реакции
5.3.4. Влияние мех
5.3.5. Влияние инт роста биомас
5.4. Объемный коэффю дрожжей в КСИА
5.5. Основные техникохлебопекарных др биомассы .
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Достаточно подробное рассмотрение каждого блока позволяет представить детально картину всех важнейших процессов, которые будут происходить в течение всего периода работы аппарата, что в свою очередь, позволит обеспечить необходимый контроль за основными параметрами, отвечающими за выполнение заданного технологического процесса во времени. В данной работе изложенный выше принцип системного анализа был использован для разработки аппаратов предназначенных для проведения процессов массообмена при физической абсорбции, хемосорбции и биосорбции. В качестве исследуемых сред были выбраны система воздух вода абсорбция отсутствует, С вода физическая абсорбция, система кислород воздуха водные растворы хемосорбция и кислород воздуха водные растворы мелассы дрожжи vii биосорбция. Воздух вода система с высокой коалесценцией пузырей и отсутствием физической абсорбции. С вода система с высокой коалесценцией пузырей и наличием физической абсорбции. Кислород воздуха воднодрожжевая суспензия и культуральные жидкости дрожжевого производства в отсутствии и в присутствии химического пеногаситсля. Выбор первой системы обусловлен тем, что воздух и вода представляют собой наиболее дешевые и безопасные вещества для проведения экспериментов, а полученные гидродинамические закономерности для образованного двухфазного потока могут являться базой для сравнения с другими системами. Кроме того, эти данные представляют интерес для процессов деаэрации воды в процессе водоподготовки и при разработке эрлифтных насосов. Вторая система представляет интерес для повышения эффективности сатурационных процессов при производстве безалкогольных напитков на основе воды. В этом конкретном случае интерес представляет создание аппарата для одновременного проведения процессов охлаждения напитка и физической абсорбции насыщение воды диоксидом углерода, что позволит уменьшить количество аппаратов в технологической схеме производства этой продукции. Третья система представляет интерес как модельная, т. Основной стадией в технологической цепочке производства хлебопекарных дрожжей является процесс культивирования, который определяет количественные и качественные характеристики производства в целом , , , , , , , , 4. Культивирование дрожжей осуществляется, как правило, в несколько стадий и различными способами в зависимости от избранной технологии. В своем большинстве современные дрожжевые заводы ведут процесс культивирования в трипять стадий, используя бесприточный, воздушноприточный квазинепрерывный или воздушнопроточный непрерывный способы культивирования , , 5, 4. Способ культивирования во многом определяет конструкцию ферментатора. Так, бесприточный способ не требует установки аэрационных систем и специальных механических перемешивающих устройств их вполне заменяет насос, предназначенный для разгрузки ферментатора. В этом случае происходящие в ферментаторе процессы характеризуются слабым выделением тепла, что позволяет отводить его либо непосредственно в окружающую среду через стенки корпуса ферментатора, либо использовать простые охлаждающие устройства типа рубашек. Воздушно приточный и воздушно проточный способы применяют на последних стадиях технологического цикла. Они предназначены для проведения интенсивного роста дрожжей в крупнотоннажных ферментаторах, что требует наличия высокоэффективных аэрирующих, перемешивающих и теплоотводящих устройств. Большинство отечественных дрожжевых заводов в своих технологических схемах реализуют воздушноприточный способ культивирования дрожжей на естественночистой и товарной стадиях, поэтому поставленная задача будет решаться с учетом этого способа. При разработке практически всех известных технологических схем и режимов культивирования дрожжей в основном преследовались две цели повышение выхода биомассы В с единицы субстрата и повышение качества дрожжей. В отдельных случаях, как технологиях ЭркенШахарского и Тбилисского заводов, кроме этого, удавалось повысить и продуктивность ферментаторов 4. В работе , посвященной анализу технологий культивирования хлебопекарных дрожжей, применяемых в отечественной промышленности, констатируется, что выход дрожжей не зависит от принятой на заводе технологии, а в основном определяется конструкцией ферментатора, т.