Выполнила

5.1. Расчет материальных потоков отделения сгущения суспензии дрожжей
В производстве сгущение суспензий до содержания дрожжей 11-12 % АСВ осуществляется путем последовательного сепарирования в 2-3 стадии.
Количество культуральной жидкости, поступающей из ферментатора V_c = 5,0 м³/ч. Количество дрожжей выросших в культуральной среде G = 0,189 т/ч, G₁ = 0,073 т/ч, где G₁ – количество сахаромицетов в культуральной среде, т/ч. Концентрация дрожжей в среде (выросших и сахаромицетов) x = 52,2 г/дм³.
Дрожжевая бражка. В пеноотделителе деэмульгатора из бражки выделяется 25 % пенной суспензии с концентрацией биомассы 130 г/дм³.
Количество пенной суспензии (V_п), поступающей на Ι сепарацию:
V_п = V_c · 0,25 = 5,0 · 0,25 = 1,25 м³/ч.

Количество жидкой (обеспененной) суспензии (V_ж), поступающей на Ι сепарацию:
V_ж = V_с – V_п = 5,00 – 1,25 = 3,75 м³/ч.
Концентрация дрожжей (х₁) в обеспененной жидкости (на выходе из пеногасителя):
х₁ = [(G + G₁) – G_п] · 1000 · 1000 = [(0,189 + 0,073) – 0,163] · 10⁶ = 26,5 г/дм³
V_ж · 1000 3,75 · 1000
где G_п – количество дрожжей в пенной суспензии, т/ч, G_п = 0,163 т/ч.
Дрожжевая суспензия от первой сепарации. Количество дрожжевой суспензии, получаемой при Ι сепарации:
S = V_ж/4 = 3,75/4 = 0,937 м³/ч
где 4 – кратность сгущения.
Концентрация дрожжей в суспензии от Ι сепарации:
х₂ = х₁ · 4 = 26,5 · 4 = 106 г/дм³.
Количество оттока (фугата) от Ι сепарации:
W = V_ж – S = 3,750 – 0,937 = 2,81 м³/ч
Количество дрожжевой суспензии (S₁), поступившей в сборник Ι сепарации:
S₁ = S + V_п = 0,937 + 1,250 = 2,187 м³/ч
Концентрация дрожжей в сборнике Ι сепарации:
х₃ = S · х₂ + V_п · х_н = 0,937 · 106 + 1,250 · 130 = 120 г/дм³
S + V_п 0,937 + 1,250
Концентрация дрожжей в суспензии, разбавленной 25 % количеством воды:
х₄ = х₃/1,25 = 120/1,25 = 96 г/дм³
Количество разбавленной дрожжевой суспензии (S₂), поступившей на ΙΙ ступень сепарации:
S₂ = (S₁ + V_п) · 1,25 = (0,937 + 1,250) · 1,25 = 2,734 м³/ч.
Дрожжевая суспензия от второй сепарации. Количество дрожжевой суспензии от второй сепарации:
S₂ = (S₁ + V_п) · 1,25 · 0,35 = 2,734 · 0,35 = 0,957 м³/ч
где 0,35 – отношение объема суспензии от ΙΙ сепарации к объему разбавленной суспензии.
Концентрация дрожжей в суспензии от ΙΙ сепарации:
х₅ = х₄ · (S₁ + V_п) · 1,25/S₂ = 96 · 2,734/0,957 = 277 г/дм³
Количество оттоков от ΙΙ сепарации:
W₁ = (S₁ + V_п) · 1,25 – S₂ = (0,937 + 1,250) · 1,25 – 0,957 = 1,777 м³/ч.
Выбираем сепараторы СОС 501 К-1 производительностью до 25 м³/ч по исходной суспензии
Существует 3 основных вида промышленной фильтрации:
1. Разделение суспензий. В этом процессе происходит фильтрация с образованием значительного слоя осадка. Концентрация твердой фазы в суспензии должна быть 1-10 % и выше.
2. Сгущение суспензий, т.е. отфильтровывание из них части жидкой фазы. Этот процесс проводится для суспензий с содержанием твердой фазы 0,1-1 % и применяется для повышения концентрации на фильтрах непрерывного действия.
3. Осветление растворов от загрязняющих их тонких частиц твердой фазы или улавливание из отходящих жидкостей ценной твердой фазы. Осветление проводится для суспензий и незначительным содержанием твердой фазы: от 0,1 % и меньше.
Самым распространенным видом фильтрации является фильтрация с образованием осадка. В промышленных условиях применяют разноообразные по конструкции фильтры, которые классифицируют по следующим основным признакам: виду процесса, величине давления при фильтрации, направлению фильтрации, конструкции.
При выборе фильтра (см. табл. 5) нужно учитывать физико-химические свойства суспензии, требования к фильтрату и осадку, производительность, технико-экономические показатели.