Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Результаты эксперимента

Цель работы

1. определить габаритные размеры ферментеров идеального смешения и вытеснения проточного типа;

2. определить оптимальное число ступеней в каскаде ферментеров;

3. проанализировать ряд технологических схем процесса с позиции минимизации капитальных затрат на сооружение реакторов;

4. рассмотреть особенности работы реакторов с позиций эффективности их эксплуатации.

Исходные данные

Константы скоростей реакции k₁=0.2, ч^-1; k₂=0.001, ч^-1;

Начальное содержание в сырье: парафинов P₀=16.2, г/л; дрожжей D₀=0.51; метаболитов M₀=0, г/л.

Блок – схема

Определение оптимального числа ферментеров в каскаде

K1, K2, K3, W, V, V0, S0, X0, T, X, S, P9, H, P, D, M, P0, M0, D0,N,i

K1:=0.2;K2:=0.001; K3:=1.5; W:=80;P0[1]:=16,2;D0[1]:=0.51;M0[1]:=0; V0:=0;S0:=0.

Pmin,X0,X

writeln(i,P[i],D[i],M[i],V,H,S);

P[i]:=X*P0[i];P0[i+1]:=P[i]; M[i]:=M0[i]+(K2/K1)*((1/X)-1); M0[i+1]:=M[i];D[i]:=D0[i]+(K1*P[i]-K2)*(M0[i]-M[i])/(-K2);D0[i+1]:=D[i]; T:=(M0[i]-M[i])/(-K2*D[i]);V:=W*T*K3; H:=exp(ln(4*V/3.14)*0.33); S:=1.5*3.14*H*H; V0:=V0+V; S0:=S0+S;

i:=1 to N

Конец

Начало

Текст программы

Расчет кинетики биосинтеза паприна

program paprin2;

var K1, K2, K3, W, V, V0, S0, X0, T, X, S, Pmin,H: real;

P, D, M, P0, M0, D0: array[1..100] of real;

n, i:integer;

begin

writeln(введите число ферментеров в каскаде n=');

read(n);

writeln(число ферментеров в каскаде n=',n);

K1:=0.15;

K2:=0.01;

K3:=1.5;

W:=80;

P0[1]:=19;

D0[1]:=0.64;

M0[1]:=0.04;

V0:=0;

S0:=0;

writeln(введите конечную концентрацию парафинов на выходе из каскадов ферментов Pmin=');

readln(Pmin);

X0:=Pmin/P0[1];

X:=exp(ln(X0)*(1/N));

Writeln('P9=',Pmin:4:3,' ');

write('X0=',X0:4:3,' ');

write('X=',' ');

writeln;

writeln('Характеристика каскада ферментера:');

Writeln(' I ', 'P ','D ','M ','V ', 'H ','S ');

writeln ('-------------------------------------------');

for i:=1 to n do begin

P[i]:=X*P0[i];

P0[i+1]:=P[i];

M[i]:=M0[i]+(K2/K1)*((1/X)-1);

M0[i+1]:=M[i];

D[i]:=D0[i]+(K1*P[i]-K2)*(M0[i]-M[i])/(-K2);

D0[i+1]:=D[i];

T:=(M0[i]-M[i])/(-K2*D[i]);

V:=W*T*K3;

H:=exp(ln(4*V/3.14)*0.33);

S:=1.5*3.14*H*H;

V0:=V0+V;

S0:=S0+S;

Writeln(i,' ',P[i]:4:2,' ',D[i]:4:2,' ',M[i]:4:2,' ',V:4:0,' ',H:4:2,' ',S:4:1);

end;

writeln('-------------------------------------------------');

Writeln('Суммарный объем всех ферментеров в каскаде',V0,' м куб);

writeln('Суммарная площадь всех ферментеров вкаскаде - ',S0,' м кв');

end.

Идентификаторы программы

Параметр

Расшифровка

K1 K2 K3 W P(i),D(i),M(i) P0(i),D0(i),M0(i) V0 S0 P9 X0 X T V H S N

Кинетическая константа, соответствующая стадии накопления целевой биомассы, ч^-1 Кинетическая константа, соответствующая стадии накопления метаболитов, ч^-1 Коэффициент избытка объема ферментера сферх расчетного для обеспечения пеногашения и отделения воздуха от биомассы Производительность по перерабатываемому сырью, м³/ч Соответственно концентрации парафинов, дрожжей, метаболитов на выходе произвольного i-го ферментера, г/л Соответственно концентрации парафинов, дрожжей, метаболитов на входе в произвольный i-й ферментер, г/л Суммарный объем ферментеров каскада, м³ Суммарная поверхность корпусов ферментеров каскада, м² Конечная концентрация парафина в биосуспензии на выходе из каскада ферментеров, г/л Неполнота потребления парафина в каскаде ферментеров в целом Неполнота потребления парафина в i-м ферментере Среднее время пребывания субстанции в произвольном i-м ферментере, ч Объем i-й ступени каскада, м³ Высота цилиндрического корпуса i-го ферментера с плоскими днищами, м, равная его диаметру Поверхность корпуса i-го ферментера, м² Число ферментеров в каскаде

Результаты эксперимента

введите число ферментов в каскаде n=

число ферментов в каскаде n=6

введите конечную концентрацию парафиновна выходе из каскада ферментов Pmin=

0.01

Pmin=0.010

X0=0.001 X=

Характеристика каскада ферментов:

I P D M V H S

-------------------------------------------

1 4.73 11.97 0.01 122 5.28 131.4

2 1.38 15.31 0.02 95 4.87 111.7

3 0.4 16.27 0.04 89 4.77 107.3

4 0.12 16.54 0.05 88 4.75 106.1

5 0.03 16.62 0.06 88 4.74 105.8

6 0.01 16.63 0.07 88 4.74 105.8

-------------------------------------------------

Суммарный объем ферментов каскада - 569.531407130742 М куб

Суммарная поверхность ферментов каскада - 668.149810402961 м кВ

введите число ферментов в каскаде n=

число ферментов в каскаде n=7

введите конечную концентрацию парафиновна выходе из каскада ферментов Pmin=

0.01

Pmin=0.010

X0=0.001 X=

Характеристика каскада ферментов:

I P D M V H S

-------------------------------------------

1 5.64 11.06 0.01 102 4.98 116.7

2 1.96 14.73 0.02 76 4.53 96.6

3 0.68 16 0.03 70 4.41 91.5

4 0.24 16.44 0.04 68 4.37 89.9

5 0.08 16.58 0.05 68 4.36 89.4

6 0.03 16.63 0.06 68 4.35 89.2

7 0.01 16.63 0.07 68 4.35 89.2

-------------------------------------------------

Суммарный объем ферментов каскада - 519.721554675474 М куб

Суммарная поверхность ферментов каскада - 662.352713559082 м кВ

введите число ферментов в каскаде n=

число ферментов в каскаде n=8

введите конечную концентрацию парафиновна выходе из каскада ферментов Pmin=

0.01

Pmin=0.010

X0=0.001 X=

Характеристика каскада ферментов:

I P D M V H S

-------------------------------------------

1 6.43 10.27 0.01 89 4.76 106.7

2 2.55 14.14 0.02 64 4.28 86.4

3 1.01 15.67 0.02 58 4.14 80.7

4 0.4 16.28 0.03 56 4.09 78.7

5 0.16 16.51 0.04 55 4.07 78

6 0.06 16.6 0.05 55 4.06 77.7

7 0.03 16.63 0.05 55 4.06 77.6

8 0.01 16.64 0.06 55 4.06 77.6

-------------------------------------------------

Суммарный объем ферментов каскада - 486.926152113552 М куб

Суммарная поверхность ферментов каскада - 663.428414228997 м кв

Вывод: В данной лабораторной работе был произведен расчет оптимального количества ферментеров в каскаде. При концентрации парафинов 0,01г/л оптимальным количеством ферментеров принято 7.Суммарный объем ферментеров каскадам 519.721554675474 м³, Суммарная поверхность ферментеров каскада 662.352713559082 м².