Гидродинамика и тепломассоперенос в пленочных реакторах микробиологического синтеза (90,00 руб.)

Стр.3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы Непрерывное увеличение потребности в продуктах микробиологического синтеза определяет интенсивное развитие этих процессов. В настоящее время доминирующее распространение в процессах микробиологического синтеза получили напорные барботажные реакторы, которые, как показал опыт их эксплуатации, обладают очень высоким эксплуатационными затратами и не обеспечивают необходимое качество технологического процесса.. Низкая скорость транспорта кислорода и двуокиси углерода в жидкой фазе, а также развитие эффекта флотации биомассы, определяет высокие расходы воздуха, достигающие 50 кубометров на 1кг. целевого продукта при коэффициенте использования кислорода воздуха, не превышающего 15%. Большие расходы воздуха исключают его качественную биологическую очистку после выхода из реактора, что может вызывать острые респираторные заболевания у персонала и жителей прилегающих районов. В связи с этим актуальной задачей является разработка эффективных биореакторов , обеспечивающих высокую скорость транспорта кислорода и двуокиси углерода в жидкости, что позволит резко сократить расход воздуха и создать безопасные производства, работающие по замкнутому циклу. Как показал технико-экономический анализ работы различных типов биореакторов , наиболее перспективными являются реакторы ,пленочного типа , поскольку турбулентное пленочное течение жидкости позволяет увеличить (в несколько раз ) коэффициенты массопереноса в жидкой фазе по сравнению с режимом барботажа. Однако промышленная реализация реакторов пленочного типа в значительной степени сдерживается отсутствием экспериментальных данных, позволяющих разработать научно-обоснованную методику их расчета и проектирования. Цель работы и основные задачи исследования. Целью работы является экспериментальное исследование динамики пленочного течения жидкой фазы, тепломассообмена, кинетики роста биомассы в пленочных трубчатых биореакторах, а также разработка на их основе экологически чистого процесса получения кормовых дрожжей. В непосредственные задачи исследования входили: – создание научно-обоснованной методики расчета и проектирования биореакторов со стекающей пленкой жидкости на основе экспериментального исследования закономерностей, характерных для пленочных реакторов, в том числе: – динамики пленочного течения в контактных элементах реактора; – теплообмена между стекающей пленкой жидкости и хладоагентом; – скорости транспорта кислорода и двуокиси углерода в стекающей пленке жидкости и оценка влияния на процесс массопереноса физико-химических свойств жидкой фазы; – кинетики роста биомассы в опытном биореакторе; – разработка конструкций пленочных биореакторов, обеспечивающих максимальную эффективность процесса ферментации при низких эксплуатационных затратах; – создание экологически чистого процесса получения кормовых дрожжей с использованием пленочного биореактора. Научная новизна работы. Впервые экспериментально исследованы основные закономерности процесса аэробной ферментации в трубчатых контактных элементах 3

Стр.3