3.1.3 Анализ преимуществ и недостатков биореакторов. Результаты испытаний

3. 1. 3 Анализ преимуществ и недостатков биореакторов. Результаты испытаний

На кафедре проводились испытание конструкций а), б) и в)(рис. 4. )

При наблюдении биореактора с циркуляционными камеры оказалось, что частицы выносятся из камеры потоком масла при разных расходах масла(рис. 6. ). Это объясняется тем, что плотность частиц близка к плотности масла. Определение плотноти частиц с ферментом смотри ниже.

 

 

унос частицы

частицы с ферментом

 

 

Рисунок 8 - Унос частицы потоком масла

 

Исследования конструкций б) привели к тому, что произошло эмульгирование, за счет мелкой пористости фильтра. Это видно на рисунке 9. Также эта конструкция биофильтра обладает очень высоким сопротивлением, т. е. высокие потери давления.

 

Рисунок 9 - Эмульгирование

 

 Изучения конструкции биореактора типа в) в горизонтальном положении привело к образованию воздушной подушки. (рис. 10)

Рисунок 10 - Воздушная подушка

 

Во избежание этого будем использовать трубку в вертикальном положении.

3. 1. 4 Определение размеров и плотности частиц с ферментом

Для определения размеров частиц использовались микроскоп 4х, объектив 8х со шкалой и фотоаппарат. Цена деления шкалы: 1 дел: = 0. 025 мм. На рисунке 11 показан вид из микроскопа. Было измерено 10 частиц. Средний размер частиц составил 782 мкм.

 

             

 

 

Рисунок 11 - Фото частицы с ферментом через микроскоп при 64х увеличении

 

Плотность определим при осаждении частицы в масле. Каждая частица после измерения осаждалась в масле на глубину 50 мм за время, которое засекалось секундомером. [7]

Осаждение частицы, имеющей плотность ρ ₂, в вязкой среде с плотностью ρ ₁ происходит под действием равнодействующей сил тяжести и Архимеда:

                                                                           (1)

 

Наибольшее значение в теории седиментации имеет уравнение Стокса, определяющее вектор силы сопротивления потока при равномерном движения в нем частицы:

                                                                                (2)

 

Посколько для условий равномерного осаждения Р+Р_с=0, то из (1) и (2) при условии, что , получим

                                                             (3)

 

             где  -  вязкость масла, определенная опытным путем (0, 047532 Па*с)

                   -   размер частиц

                    -   плотность масла (934. 75 кг/м³)

                    -  искомая плотность частиц

 

откуда [7]                                                                      (4)

После подстановки данных, для каждой частицы, имеющий размер , была найдена плотность, которая лежит в пределах 1012 – 1036 кг/м³. Среднее значение плотности частицы составляет 1018 кг/м³.

Для разработки лабораторной установки была выбрана технологическая схема производства биодизеля с использованием трубки переменным по длине сечением (рис. 4. в)).

 

 

3. 2 Испытание биореактора типа ПАПТ

3. 2. 1 Описание экспериментальной установки

Схема установки представлена на рисунке 12.

Перильстатические насосы 3 нагнетают жидкости из емкостей 1 и 2. Далее жидкости поступают в Т-образный смеситель, который изображен на рисунке 13. Регулировка расходов осуществляется путем изменения скорости вращения роликов насоса. После смешивания смесь поступает в трубку 5. С помощью фотоаппарата ведется фотосъемка наблюдаемого в трубке 5 режима течения. Пройдя трубку, смесь поступает в приемный сосуд 6. Демпферы 4 служат для сглаживания пульсаций, которые создаются при нагнетании, особенно, при больших скоростях вращения роликов насоса.

 

Рисунок 12 - Схема установки для исследования гидродинамики

 

 

Рисунок 13 - Т-образный смеситель

 

Рисунок 14 - Снимок режима течения в трубке

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: