2.8.1 Коррозияға төзімді материалдар
Тамақ өнеркәсіптері жоғары лигирленген болат, альюминий, мысалы: титан балқымаларынан жасалған аппараттармен қамтамассыз етіледі. Жоғары лигирленген болаттар көптеген тамақ өнімдеріне инертті, берік және төзімді болады. Тамақ өнеркәсібіндегі құрал-жабдықтар үшін мортенситті, мортенситті-ферритті, аустенитті болаттардың спирт өндірісі үшін маңызы зор. Олардың артықшылығы механикалық қасиеті жоғары, коррозияға төзімді. Аустенитті болаттарды спирт өндірісінде қолданады. Мұнда спиртті таситын цистерналарды Х14АГ14; 10Х17Н13М2Т; Х18АГ15Л; ОХ23Н28М2Т; ал құрал-жабдықтар үшін О8Х17Н5М3; Х16Н16; 12Х18Н10Т аустенитті болаттарды қолданады. Жоғары лигирленген болаттар, түсті металлдар және балқымалардың дефицитті және аәасының қымбаттығы оларды кең масштабта қолдануға мүмкіндік бермейді. Одан тиімдісі көміртекті болаттарды жұқа мысты лигирленген болаттармен, сонымен қатарметаллдың қаптамалармен плонирлеу және қаптау үшін қолайлы О1 және О2 маркалы қаптамалар қолданылады. Соңғы жылдары металдарды коррозиялық - механикалық бүлінулерден қорғау үшін металлополимерлі қаптамаларды қолданады, олардың полимерлі қаптамадан айырмашылығы металды бөлшектері полимерге дайын түрінде енбейді, ол полимер ортасында формаланады.
Металлополимерлі қаптамалар төзімді, термотұрақты болады, сонымен бірге жоғары электр және жылу өткізгіштігі қасиеті бар. Тамақ өнімдері мен полимерлі қаптамалар контактіленетін физико-химиялық талаптарды қанағаттандыру қажет. Тамақ өнеркәсібіне келесі полимерлі қаптамаларды жібереді, өнімнің ішкі түрін, оның түсін, мөлдірлігін өзгертпейтін, өнімге бөгде иіс, дәм бермейтін.
Тамақ өнеркәсібінде аппараттың ішікі бетін коррозиядан қорғау үшін келесі полимерлі қаптамаларды қолданады: фторпласты, сополимервинилхлоридті, полиоргенді кремний-органикалық, каучукты. Тамақ өнеркәсібінде құрал-жабдықтарды, құбыр өткізгіштерді коррозиядан қорғау үшін органикалық емес шыны эмальды, шынылы, цементті қаптамаларды қолдану әдісі тиімді. Ішетін суды транспорттайтын құырда қаптамаларды қолдану, термотұрақты арнайы қаптамаларды қолдану құрал-жадықтарды коррозиялық бүлінуден сақтайды. Ауаның жоғары ылғалдылығы, тұрақты төмен температуралар, қоректік ортаның болуы тамақ өнеркәсібінің технологиялық цехтарында микроорганизмдердің дамуына жақсы жағдай туғызады, ал ол микроорганизмдер қорғағыш қаптамалардың, металл және бетон коррозиясының бұзылуына әкеледі. Осы микромицеттер қарсы қолданылатын тиімді қаптама фунгицидті қаптамалар болып табылады. Құрал-жабдықтарға қапталған бұл пленка қаптама құрал-жабдықтарды ыстық сумен жуғанға және щеткамен ысқылағанға төзімді. Тамақ өнеркәсібінде металлдардың сыртқы бетін қайта өңдеу үшін токсикалық компоненттері жоқ топты өзгергіштер қолданылады: Н3, П-1т, АПРП-2, 2ВА-01ГИСИ және комбинирленген метализацияланған полимерлі қаптамалар қолданылады.
2.9 Технологиялық есептеулер
2.9.1 Жұмыс уақыты мен қондырғылардың санын есептеу
Өнімнің жылдық шығымы 12000 тонна
Ашытқылар шығымы 75%
Жұмыс режимі үздіксіз
Жылдамдығы жұмыс күні 300 күн
Тауар ферментер көлемі 100 м2 (В сатысы)
Егіс ферментердің көлемі 30 м2 (Б сатысы)
Ткал=365 күн
Т = Ткал-Тжөнд=365-65=300 күн
Ашытқы алу тауарлы сатыда үздіксіз, сатыларда периодты. В сатысында культивирлеу ұзақтығы 19 сағат, Б сатысында 10 сағат Б және В сатыларындағы ферменттер үшін цикл аралық уақыты 5 сағат.
Қондырғы санының есебі
Р тәу =
40 тонна ашытқы алу үшін тәулікке алмастыру керек
Z=40/10 =4 цикл
Мұндағы:
Z-цикл саны
N= τ-Ферментердағы процесс ұзақтығы
τ 1-Цикл аралық уақыт
NБ=
3 ферментер қабылдаймыз.
NВ= 4 ферментер қабылдаймыз.
2.9.2 Материалды баланс
46% мелассаның тәуліктік шығымы
Мтәу=
D- тәуліктік өнімділік
В-ашытқы шығымы 75%
Мелассаның салыстырмалы шығыны
Мсал = (1)
11 кесте - Тауарлы ашытқыларды өсіру сатысы бойынша техникалық көрсеткіштер есебі
Саты
|
Саты
бойынша
ашытқы
шығымы
|
Орташа сағат өсу коэф-т
|
Процесс ұзақтығы
|
Ашытқы сеперация
сы
|
В-жинақтау периоды
В-ағып кету периоды
В-процесс бойынша бәрі
Б-егістік
|
74
77
75*
72,5
|
1,17
**
***
1,175
|
6
12
19
10
|
Жоқ
Бар
Бар
Жоқ
|
* - процесс бойынша толығымен ашытқылардың жалпы шығымы көрсетілген
** - ағым периодындағы сағаттың өсу коэффициентін жинақтау процесінің көрсеткіштерін есептегеннен кейін шығарады.
*** - процестегі толығымен сағаттық өсудің коэффициентін жинақтау және ағын периодындағы шарты орташа шама ретінде анықтайды.
Зауыттағы мәліметтер бойынша жинақтау периодының соңындағы биомасса мөлшері 3400 кг, сонда ағын периодында жиналады.
10000-3400=6600кг
Тауарлы ферментаторға егуге қажетті ашытқы мөлшерін анықтайық, Дб
Dб=D/aτ
Dб=
Б ферментердегі егуге қажетті ТТК (ЕЧК) ашытқы меиның мөлшері:
Dттк=
Жинақтау периодына жұмсалған меласса шығыны.
Мж.п.=
Ағып кету периодында
М.а.п.=
В сатысы бойынша барлығы
2760+8580=11340 кг.
Б және ТТК сатыларында қалады:
13325-11340=1985кг
Б сатысындағы меласса шығыны
немесе мелассаны жалпы шығынан (13325кг) 11,03%
Егіс материалы табиғи таза культураға меласса шығыны
1985-1470=515 кг немесе 3,86% жалпы шығынынан.
В сатысының жинақтау коэффициентін (0,7) қоса есептегендегі жинақтау периодының соңындағы (V) құрайды:
V=100*0.7=70м3
В сатысының 25 % мелассасын қоса есептегендегі формула бойынша мелассаның жалпы араласу қатынасы
АҚ=
Немесе меласса араласуы 1: 22
Жинақтау периодындағы егіс ашытқыларының шамасы
Х0=
Осы период соңындағы ашытқылар концентрациясы
Н=
Жинақтау периодындағы саты бойынша шығын мен ашытқылардың жалпы шығыны
Вжалпы=
Всат=
Осы период ішінде өсудің қандай орташа салыстырмалы жылдамдығында көбейетіндігін есептесек
М=
Биомассаның еселену уақыты:
N=1.44ln
Еселену уақыты:
g=t:n=6:1,35=4,44ч (35)
Жинақтау периодындағы ашытқыларды өсіру режимін құру.
12 кесте – Жинактау периодындагы меласса ағысының режимі және ашыткылар өсімі
Пранс
Сағат
тар
ы
|
Ашытқылардың өсу есебі
|
Сатыбойынша
ашыт
қының
таза
шығымы
|
Меласса шығыны
|
Мелассаның
сағ
шығындалукоэф
|
Сағат басын
дағы ашытқы
мөлш
ері
|
Сағат
тың өсу коэф
|
Сағат
соңын
дағы
ашыт
қы
мөлш
ері, кг
|
Ашыт
қылар
дың
таза шығы
мы
|
Кг
|
%
|
1
Қатпар
1
2
3
4
5
6
Барлығы
|
2
1330
1470
1653
1900
2185
2556
2964
|
3
1,1
1,13
1,15
1,15
1,7
1,16
1,14
1,15
6
|
4
1470
1653
1900
2185
2556
2964
3400
|
5
135
190
247
285
371
408
436
2702
|
6
65,1
76,8
76,8
76,8
76,8
76,8
74,2
|
7
249
249
370
483
529
563
2760
|
8
9,0
14,1
17,4
19,1
20,6
100,0
|
9
-
1,0
1,16
1,30
1,20
1,02
1,07
|
Ағып кету периодының көрсеткіштері В сатысы ағып кету периодында мелассаның жалпы шығынынан келеді
11340-2760=8580 кг
Ағып кету периодында мелассаның сағаттың шығындалуы
8580 : 12=715 кг
Ағып кету периодын 1сағ ұзартсақ мелассаның сағаттық шығыны
8580:13=660кг/сағ
немесе ашытқылардың сағаттық шығымы
600*0,77=510 немесе510*136630-ағу периодындағы ашытқы шығымы
Есептеуге байланысты ағып кету периодынан біз есебіміз меласса шығыны,
1сағатта барлық периодта
-
8580
Ашытқылар шығымы, кг 510 6630
өсудің білікті (валовая) жылдамдығы V
V=
Ашытқы өсуінің сағаттық меншікті жылдамдығы
Биомассаның еселену саны, n
n=1.4431nD/D0=0.201
13 сағат бойынша үздіксіз еселену саны
2,16(0,201*13)
g еселену ұзақтығы
g=t:n=1:0.201=4.98 сағ
μ=D=0,139
Еселену ұзақтығы g; g=t:n=1:0.201=5 cағат.
Ағып кету периодында үздіксіз культивирлеудің негізгі заңы орындалуы қажет-ашытқылардың салыстырмалы өсу жылдамдығы мен ортаның араласу жылдамдығының Д теңдігі μ=D=0,139
Ағып кету көлемі
F=D*V=0.139*70=9.73 м3/сағ
Бастапқы ортадағы меласса концентрациясы
S0=660:9.73=67.8 кг/м3
Ағып кету көлеміндегі ашытқылар концентрациясы Н:
Н=
Cағаттық ағып кету көлемінің құрамындағы қант
9730*0,0012=11,67 кг/м3
Мелассаға қайта есептеуде
11,67*2,17=25,33 кг
1м3 ашытқыда қалған меласса мөлшері
S=25.33:9.73=2.6 кг/м3
Субстрат (меласса) концентрациясын анықтайық
Ағып кету периодындағы жалпы сұйық көлемі
9,73*1233=126,49 м3=127 м3
Аппараттағы сұйықты қоса есептегендегі бүкіл көлем:
127+70=197м3
Ағып кету периодындағы мелассаның араласу қатынасы
АҚАҚ=9730:660=14.74
немесе мелассаның араласу 1:14
Ашытқы өсіру аппаратының айналымы
Т1=
Культивирлеу өнімділігі Р:
Т1=
Ашытқы өсіру аппаратының өнімділігі U
U=H*V=7.28*70=508 кг/сағ
Аппараттардың бүкіл ағып кету периодында алу керек: 508*13=6600 кг
Физиологиялық активтілік
gорт=1кг-ға орташа меласса
Хорт=
Ашытқылар шығымы:
Y=
Ағып кету периодындағы ашытқылардың сағаттық шығымы:
Ашытқылардың шекті концентрациясы
КD=KLA*C0=0.7-53=3.71 мг/л
Х шекті =КD/φμ=3.71/0.145*1*1.8=14.8 г/л
В сатысы бойынша толығымен көрсеткіштер. Тауарлы сатының жолын сипаттамасын алу үшін В сатысы толығымен көрсеткіштер есебін жасап есептейді.
АҚЖ=
немесе араластыру 1:17
Б егіс режимінің көрсеткіштері мен құрылысы
Б сатысындағы ашытқылар мөлшері 1330кг
Меласса шығыны 1470кг
Б аппаратына егілетін ТТК мөлшері 1985кг
Орташа сағаттың өсу коэффициенті. 1,17
ТТК аппаратына егілетін егіс мөлшері 265 кг
Өсіру процесінің ұзақтығы 10 сағ
Ашытқылардың таза шығымы 72%
Жалпы шығым
В жалпы=
Араласу қатынасы АҚж=22000/1470=14.9
Мелассаның араласуы 1:15
Меласса массасынан (%) егіс
Ашытқысының шамасы Хо
Хо=265*100/1470=1802%
Аппараттағы ашытқының соңғы концентрациясы
Нк=1330/22=60.45кг/м3, немесе 60,45 г/л
Биомассаның еселену саны
n=1.443 lnД/До=1.443ln5=2.32
Еселену ұзақтығы д
д= 10:2.32=4.31сағ /35/
13 кесте - Б сатысы бойынша меласса ағысының режимі мен ашытқылар өсімі
Процес
сағат
тар
ы
|
Ашытқылардың өсу есебі
|
Саты бойынша
ашыт
қының
таза
шығымы
|
Меласса шығыны
|
Мелассанының
сағ
шығындалукоэф
|
Сағат басын
дағы ашытқы
мөлш
ері
|
Сағат
Тың өсу коэф
|
Сағат
соңын
дағы
ашыт
қы
мөлш
ер
|
Ашыт
қылар
дың
таза өсімі
|
Кг
|
%
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Қатар
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
барлығ
|
265
353,6
399,5
455,5
523,8
612,8
723,2
846,1
981,5
1138,57
|
1,13
1,14
1,15
1,17
1,18
1,17
1,16
1,16
1,155
|
353,6
399,5
455,5
523,8
612,8
723,2
846,1
981,5
1138,5
1330
|
88
46
56
68
89
111
123
135
157
192
1065
|
52,47
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
72,5
|
191
60
73
89
116
145
161
177
206
252
1470
|
9,0
4,0
4,1
5,4
7,1
8,8
10,2
11,4
12,6
13,7
13,7
100
|
-
1,04
1,30
1,30
1,25
1,16
1,12
1,10
1,09
1,0
-
|
14 кесте - Тауарлы ашытқы өндірісінің технологиялық сызба нұсқасының көрсеткішін жинақтау кестесі
Көрсеткіштер
|
Егіссатысы
|
Тауарлы саты В
|
В сатысы бойынша барлығы
|
Жинақтау периоды
|
Ағып кету периоды
|
1 сағатта
|
Бүкіл периодта
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Аппарат көлемі, м3 жалпы V
|
30
|
100
|
|
|
|
Пайдалы Vр
|
22
|
70
|
9,73
|
127
|
197
|
Меласса шығыны, кг
|
1470
|
2760
|
660
|
8700
|
11330
|
Саты бойынша барлық, м
|
1970
|
4730
|
660
|
8700
|
13325
|
Аппараттағы ортаның жинағы
|
19,6
|
65,5
|
660
|
|
65,5
|
Бастапқы Vн, м3. Мелассаның араласуы
|
4
|
|
4
|
4
|
|
Жалпы Рж кг/л
|
1:15
|
1:22
|
1:15
|
1:15
|
1:16
|
Көбею ұзақтығы, сағ. Ашытқылар егісі
|
10
|
6
|
|
13
|
20
|
До кг
Хо %
|
265
|
1340
|
|
|
1340
|
Ашытқылардың жиналуы г/л
|
18,02
|
48,2
|
|
|
11,7
|
Бастапқы Нн
|
13,3
|
21,8
|
|
|
21,8
|
Соңғы Нк
|
60,45
|
48,6
|
52,4
|
52,4
|
50,76
|
Ашытқылар шығыны
|
1065
|
2702
|
510
|
6600
|
9332
|
D-D0, кг
|
72,5
|
74,1
|
77
|
77
|
76,1
|
В саты, %
|
1330
|
3400
|
-
|
-
|
10000
|
Ашытқылардың жалпы шығыны D, кг
|
67
|
71,65
|
-
|
-
|
75
|
Вж, %
|
0,161
|
0,156
|
0,139
|
0,139
|
-
|
Салыстырмалық жылдамдық μ, сағ-1
|
1,75
|
|
|
|
|
Орташа сағаттық өсу коэффициенті, α
|
2,32
|
1,35
|
0,201
|
2,72
|
-
|
Биомассаның еселену саны, n қосарлану ұзақтығы, g
|
4,31
|
4,44
|
4,98
|
4,98
|
-
|
Тұздардың меласса шығынының, өсіру заттарының және сатысы бойынша ерітінділерінің есебі.
15 кесте - Қоректік тұздардың сипаттамасы
Ерітінділер
|
Құрғақ заттар конц. %
|
Сахарометр көрсетуі
|
Тығыздығы кг/л
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Меласса
Диаммоний фосфат
Аммоний сульфаты
Калий хлориді
Күкірт қышқылды магний
Жүгері экстракты
|
41
20
20
20
20
1:1
|
41
27,9
27,5
31,3
25,55
20
|
1,1816
1,117
1,115
1,134
1,106
1,0809
|
Сатылар бойынша меласса ерітіндісінің көлемі
V=μ*С в /dС в = М*78/1,1816*41 = 1,61 М
Меласса ерітіндісінің массасы
С = d*V
16 кесте - Ашытқыларды алу сатысы бойынша меласса ерітіндісінің массасы мен көлемі
Саты
|
Меласса кг
|
Меласса ерітіндісі
|
л
|
кг
|
Б егіс сатысы
|
1470
|
2367
|
2797
|
В жинақтау периоды
|
2760
|
4444
|
5251
|
В ағып кету периоды
|
8570
|
14007
|
1,6551
|
В сатысы бойынша бәрі
|
11330
|
18451
|
21801
|
17 кесте - Диаммонийфосфат пен аммоний сульфатының құрамы
Тұздар
|
Тұздар құрамына кіретін заттар
|
Есептеуге арналған коэффициент
|
Тұздағы заттар
|
Заттардағы тұздар
|
Диаммонийфосфат
|
Р2О5
азот
|
1,94
5,29
|
0,515
0,189
|
Аммоний сульфаты
|
Азот
|
4,76
|
0,201
|
Егіс сатысы Б
Ашытқылардағы Р2О5 құрамы: 1065*0,9/100=9,6 кг
Азот қосу керек: 20,2 + (4,4+3,5)=12,3 кг
Диаммонийфосфатты қайта есептеуде 9,6*1,94=18,6 кг
Мелассадағы азот құрамы: 1470*0,3/100=4,4 кг
Диаммоний фосфаттағы азот құрамы: 18,6*0,189=3,5 кг
Ашытқылар құрамындағы азот 1065*1,9/100=20,2 кг
Аммоний сульфатына қайта есептеуде 12,3*4,76=58,5 кг
Хлорлы калий шығыны 11,2*1,47=16,5 кг
Күкірт қышқылды магний шығыны 8,03*1,47=11,8 кг
Жүгері экстрактының шығыны 60*1,47=88,2 кг
Жинақтау периоды В
Ашытқылардағы Р2О5 болуы керек 2702*09/100=24,31 кг
Диаммонийфосфатқа қайта есептеуде 24*19,4=46,56 кг
Мелассадағы азот құрамы 2760*0,3/100=8,3 кг
Ашытқылардағы азот құрамы 2702*1,9/100=51,34 кг
Диаммонийфосфаттағы азот құрамы 46,56*0,189=8,79 кг
Азот қосу керек 51,34-(8,3+8,8)=34,2 кг
Аммоний сульфатына қайта есептеуде 34,2*4,76=165,8 кг
Хлорлы калий шығыны 11,2*2,76=30,9 кг
Күкірт қышқылды магний шығыны 8,03*2,76=22,16 кг
Жүгері экстрактының шығыны 60*2,76=165,6 кг
В ағып кету периоды
Ашытқылардағы Р2О5 құрамы 6630*0,9/100=59,67 кг
Диаммонийфосфатқа қайта есептеуде 59,67*1,94=115,7 кг
Мелассадағы азот құрамы 8700*0,3/100=25,7 кг
Диаммонийфосфаттағы азот құрамы 115,7*0,189=21,8 кг
Ашытқылардағы азот құрамы 6630*1,9/100=125,9 кг
Азот қосу керек 125,9-(26,1+21,8)=78,0 кг
Аммоний сульфатына қайта есептеуде 78,6*4,76=373,6 кг
Калий хлоридінің шығыны 11,2*8,7=97,4 кг
Күкірт қышқылды магний шығыны 8,03*8,7=69,8 кг
Жүгері экстрактының шығыны 60*8,7=522 кг
18 кесте - Аралас ортада ашытқыларды өсірудегі жүгері экстракты мен тұздар шығынының нәтижелері
Көрсеткіштер
|
Егіс сатысы Б
|
Тауарлы саты В
|
Жинақтау периоды
|
Ағып кету периоды
|
В сатысы бойынша бәрі
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Саты бойынша шығыны, кг
|
1065
|
2702
|
6600
|
9332
|
Ашытқылардағы Р2О5 құрамы, %
|
0,9
|
0,9
|
0,9
|
-
|
Р2О5 қосу керек, шығын, кг
|
9,6
|
24,3
|
59,7
|
84
|
Диаммонийфос(К=1,94)
|
18,6
|
46,5
|
115,7
|
162,2
|
Сатыға меласса
|
1470
|
2760
|
8700
|
11400
|
Мелассадағы азот мөлшері %
|
0,3
|
0,3
|
0,3
|
-
|
Кг
|
4,4
|
8,3
|
25,7
|
34,4
|
Диаммоний фосфаттағы азот құрамы кг, (К=0,189)
|
3,5
|
8,79
|
21,8
|
30,6
|
Диаммонийфосфаттағы және мелассадағы азот құрамы (К=0,189), кг
|
7,9
|
17,1
|
47,9
|
6,5
|
Қосу керек азот, кг
|
12,3
|
34,2
|
78,5
|
112,2
|
Шығын, кг
|
58,5
|
162,8
|
69,8
|
534,1
|
Аммоний сульфаты (К=4,76) хлорлы калий (К=11,2) күкірт қышқылды магний, кг
|
11,8
|
22,16
|
69,8
|
91,9
|
Жүгері экстракты (К=60)
|
88,2
|
165,6
|
522
|
687,6
|
19 кесте - Жүгері экстрактының және тұздардың ерітіндісінің шығыны
Материалдар мен олардың ерітінділері
|
Егіс сатысы Б
|
Тауарлы саты В
|
В саты бойынша барлығы
|
Жинақтау периоды
|
Ағып кету периоды
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Диаммоний фосфат, кг
|
18,6
|
46,5
|
115,7
|
162,2
|
Диаммонийфосфат еріт., кг
|
92,7
|
232,3
|
578,6
|
810,9
|
Л
|
83
|
208
|
518
|
728
|
Аммоний сульфаты, кг
|
58,5
|
162,8
|
371,3
|
534,1
|
Аммоний сульфатыны ерітіндісі, кг
|
291,1
|
813,9
|
1856,4
|
26703
|
Л
|
262
|
730
|
1065
|
2395
|
Калий хлориді, кг
|
16,5
|
30,9
|
97,4
|
1283
|
Калий хлоридінің еріт.,кг
|
82,4
|
154,5
|
487,1
|
641,6
|
Л
|
72,7
|
136,3
|
429,5
|
565,8
|
Күкірт қышқыл магний, кг
|
11,8
|
22,16
|
69,8
|
91,9
|
Күкірт қышқылды магний ерітіндісі, кг
|
58,9
|
110,8
|
348,9
|
459,7
|
Л
|
53,3
|
100,2
|
315,5
|
415,7
|
Жүгері экстракты, кг
|
88,2
|
165,6
|
522
|
687,6
|
Жүгері экстрактының ерітіндісі
|
190,6
|
357,9
|
1193,3
|
1551,2
|
Кг/л
|
176,4
|
331,2
|
1104
|
1435,2
|
Достарыңызбен бөлісу: |