Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических
наук
М., Московский государственный университет инженерной экологии, 2006. - 111 с.
Специальности: 05.17.08 - процессы и аппараты химических технологий; 03.00.23 - биотехнология
Научные руководители: к.ф-м.н., с.н.с. Казенин Д.А.; к.т.н. Жаворонков В.А. Цель работы: исследование гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью получения расчетных зависимостей для этих аппаратов и разработки на их основе методики инженерного расчета. Научная новизна Исследованы особенности гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба. Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание от параметров процесса (числа лопастей, числа оборотов мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости). Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для
ламинарного и турбулентного режимов течения. Экспериментально определено радиальное распределение окружных скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различной частоты вращения мешалки. Оценено значение скоростного лага. Разработана концепция определяющего влияния скоростного лага на
коэффициент вихревой диффузии и характерное время обновления поверхности контакта фаз. В рамках этой концепции для оценки коэффициента массообмена на границе полости предложена формула в которой используется значение скоростного лага. На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами построены кинетические кривые роста спирулины и хлореллы. Оценены основные
кинетические параметры: скорость роста и предельно достижимая концентрация культуры в аппарате. Сравнение с известными из литературы результатами показывает конкурентоспособность культивирования фототрофов в полостных аппаратах в ряду других способов их выращивания. Практическая ценность. Впервые разработана методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами. Разработан лабораторный регламент биосинтеза микроводоросли спирулина на основе полостного фотобиореактора с гибкими перемешивающими устройствами. Результаты диссертационной работы использованы при разработке универсальной учебно-исследовательской установки для культивирования фототрофов. Разработана действующая модель установки на основе фотобиореактора с гибким перемешивающим устройством
М., Московский государственный университет инженерной экологии, 2006. - 111 с.
Специальности: 05.17.08 - процессы и аппараты химических технологий; 03.00.23 - биотехнология
Научные руководители: к.ф-м.н., с.н.с. Казенин Д.А.; к.т.н. Жаворонков В.А. Цель работы: исследование гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью получения расчетных зависимостей для этих аппаратов и разработки на их основе методики инженерного расчета. Научная новизна Исследованы особенности гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба. Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание от параметров процесса (числа лопастей, числа оборотов мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости). Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для
ламинарного и турбулентного режимов течения. Экспериментально определено радиальное распределение окружных скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различной частоты вращения мешалки. Оценено значение скоростного лага. Разработана концепция определяющего влияния скоростного лага на
коэффициент вихревой диффузии и характерное время обновления поверхности контакта фаз. В рамках этой концепции для оценки коэффициента массообмена на границе полости предложена формула в которой используется значение скоростного лага. На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами построены кинетические кривые роста спирулины и хлореллы. Оценены основные
кинетические параметры: скорость роста и предельно достижимая концентрация культуры в аппарате. Сравнение с известными из литературы результатами показывает конкурентоспособность культивирования фототрофов в полостных аппаратах в ряду других способов их выращивания. Практическая ценность. Впервые разработана методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами. Разработан лабораторный регламент биосинтеза микроводоросли спирулина на основе полостного фотобиореактора с гибкими перемешивающими устройствами. Результаты диссертационной работы использованы при разработке универсальной учебно-исследовательской установки для культивирования фототрофов. Разработана действующая модель установки на основе фотобиореактора с гибким перемешивающим устройством