ЛекцПРиА-2. Лекции по дисциплине "Процессы и аппараты биотехнологии ii"
 Скачать 2.3 Mb.
|
5.3. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ И ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПЕРЕМЕШИВАНИЯПневматическое перемешивание (сжатым воздухом или инертным газом) применяют для химически активных жидкостей, чтобы избежать механического разрушения мешалок. Это малоинтенсивный процесс с расходом энергии значительно большим, чем при механическом перемешивании. Он не пригоден для обработки летучих жидкостей в связи с высокими потерями перемешиваемого продукта, а также не применяется для веществ, подверженных окислению и осмолению. Перемешивание сжатым газом проводят в аппаратах с барботерами или с центральной циркуляционной трубой. Барботером является труба с отверстиями для выхода газа на дне аппарата. Через отверстия осуществляется барботаж газа через слой обрабатываемой жидкости. При циркуляционном (эрлифтном) перемешивании газ подают в циркуляционную трубу. Пузырьки газа переносят вверх по трубе жидкость, которая затем опускается в пространство между трубой и стенками аппарата. Расчет пневматических мешалок состоит в определении необходимого давления и расхода газа. Давление рассчитывают по уравнению Бернулли:
где H — высота столбаперемешиваемой жидкости; ω — скорость воздуха в трубе (20–40 м/с); ρж и ρг — плотность жидкости и газа; ΣζМС— сумма коэффициентов местных сопротивлений; λ — коэффициент трения; l и d — длина и диаметр трубы, p0 — давление над жидкостью в аппарате. Ориентировочно потери давления в трубопроводе составляют 20% от давления столба перемешиваемой жидкости. Тогда выражение (5.25) можно упростить
Объемный расход газа V(м3/ч) при давлении 1 бар составляет
где F — поверхность спокойной жидкости в аппарате; p — давление воздуха, 1 бар; k — коэффициент. При слабом перемешивании k  , для малоинтенсивного 0,35–0,50, а для интенсивного 0,45–0,60.При расчете барботеров расход воздуха на 1 м2 свободной поверхности можно принять 0,4; 0,8 и 1,0 м3/мин для слабого, среднего и интенсивного перемешивания. Перемешивание в трубопроводах осуществляют путем повышения турбулентности потока жидкости при достаточной длинеl и диаметре трубыd. Иногда применяют специальные вставки или винтовые насадки. Сопла в аппаратах применяют для перемешивания циркуляционным способом. Поступление в сопло жидкости происходит за счет разности давлений между его входом и выходом. Для более интенсивного перемешивания при подаче жидкости в сопло циркуляционным насосом. Оптимальным размером сопла для перемешивания является отношение от устья сопла x к его диаметру d равное  .БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов / А. Г. Касаткин. – 11-е изд. стереотип. и дораб. – М. : Альянс, 2005. – 753 с. Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – М. : Альянс, 2013. – 576 с. Плаксин, Ю. М. Процессы и аппараты пищевых производств: учеб. для вузов / Ю. М. Плаксин, Н. Н. Малахов, В. А. Ларин. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : КолосС, 2007. – 760 с. Процессы и аппараты пищевых производств: учеб. для вузов. В 2 кн. Кн. 1 / А. Н. Остриков [и др.] ; под общ. ред. А. Н. Острикова. – СПб: ГИОРД, 2007. – 704 с.. Кавецкий, Г. Д., Васильев, Б. В. Процессы и аппараты пищевой технологии: учеб. пособие / Г. Д. Кавецкий, Б. В. Васильев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Колос, 2000. – 551 с. Малахов, Н. Н. Процессы и аппараты пищевых производств: учеб. для вузов / Н. Н. Малахов, Ю. М. Плаксин, В. А. Ларин. – Орел : Изд-во ОГТУ, 2001. – 687 с. Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие по проектированию / Ю. И. Дытнерский. – М. : Химия, 1983. – 272 с. Таранцева, К. Р. Процессы и аппараты химической технологии в технике защиты окружающей среды: учеб. пособие / К. Р. Таранцева, К. В. Таранцев. – М. : ИНФА-М, 2016. – 412 с. Плохов, С.В. Организация теплообмена в биотехнологических производствах: учеб. пособие / С.В. Плохов, И.Г. Трунова. – Нижний Новгород: НГТУ, 2018. – 80с. |
