Курсовая с практикой на тему Процесс сушки сыпучих материалов

Содержание:

Введение 2
1. Классификация сушилок. Особенности сушки ряда продуктов микробиологических производств 4
2. Материальный баланс сушилки 8
3. Виды сушильных установок продуктов микробиологической промышленности 11
3.1 Вальцовые сушилки 11
3.2 Барабанные сушилки 12
3.3 Сублимационные сушилки 14
4. Расчет 18
Заключение 20
Список использованной литературы 22

Введение:

Удаление влаги из полупродуктов микробного синтеза является одной из конечных операций в производстве. Сушка представляет собой весьма энергоемкий, сложный, взаимообусловленный комплекс химических, тепловых и диффузионных процессов. В промышленной микробиологии имеют дело с живыми микроорганизмами, а в ряде случаев для товарного продукта требуется сохранение не только качества, но и жизнеспособности препаратов. Главным при этом является форма связи влаги с материалом, которая для продуктов микробиологического синтеза мало исследована.
Продукты микробиологического синтеза применительно к процессу сушки могут быть классифицированы на два больших класса: продукты, которые при обезвоживании требуют сохранения жизнедеятельности микроорганизмов или высокой активности препаратов (антибиотики, средства защиты растений, ферменты); продукты, которые после высушивания требуют сохранения высокой питательной ценности (кормовые дрожжи, пищевой белок и др.).
Согласно, продукты микробиологического синтеза (с позиции реализации процесса сушки) разделены на две категории: вегетативные бактериальные культуры (бактерии, дрожжи, грибы, вирусы и т.п.); споро-образующие микроорганизмы (споры бактерий, белки, ферменты, аминокислоты, антибиотики и т.п.).
Для первой категории характерна высокая скорость гибели микроорганизмов в результате тепловой инактивации в сравнительно узком температурном диапазоне 40-60°С независимо от вида культуры. Материалы, отнесенные ко второй категории, обладают значительно более высокой термоустойчивостью и меньшей скоростью инактивации.
Как установлено, для вегетативных бактериальных клеток, ферментов, вирусов и т.п. основным лимитирующим механизмом термоинактивации является термоденатурация клеточного белка, во втором случае можно предположить нарушение целостности структуры споры или макромолекулы вещества. Аналогично влиянию температуры проявляется и воздействие остаточного влагосодержания на жизнеспособность (сохранность) качественных показателей объектов сушки различной природы. Для материалов первой категории критическое влагосодержание составляет 50-70 %, причем большей устойчивостью обладают дрожжевые культуры и культуры бактерий, выращенные на твердых субстратах.
Высокая жизнеспособность спор Вас. thuringiensis сохраняется при влагосодержании препарата, равном примерно 11 %.
Высокой устойчивостью отличаются антибиотики и аминокислоты. Материалы, отнесенные ко второй категории, при низком остаточном влагосодержании сохраняют технологические показатели длительное время, тогда как вегетативные бактериальные формы склонны к снижению жизнеспособности во времени в зависимости от влагосодержания. Ко второй категории можно отнести также белковые и ферментные препараты, обладающие наряду с высокой термочувствительностью достаточной устойчивостью — конечная влажность порядка 5-6 % практически не снижает их ферментативной активности.
Строгое обоснование выбора метода и режима сушки с учетом получения желаемого качества конечного продукта может быть произведено лишь при тщательном анализе таких теплотехнических параметров процесса сушки, как длительность и скорость нагрева и охлаждения, скорость удаления влаги, реологические и гигроскопические свойства материала.
При рекомендации любого метода сушки необходимо задать температурный режим процесса. С позиций интенсификации тепломассопереноса, естественно, следует ориентироваться на максимальный тепловой потенциал, определяемый, в свою очередь, предельно допустимой для термоустойчивости материала температурой греющей среды.
Производительность сушилки по высушенному материалу и количество влаги, удаляемое при сушке определяют из уравнений материального баланса.

Заключение:

Лиофилизация широко применяется в ветеринарии, медицине и биологической практике, а также в пищевой промышленности. Впервые метод лиофилизации применил в 1909 году американский ученый Л. Шеккель, он высушивал в замороженном состоянии под вакуумом фиксированный вирус бешенства и комплемент морской свинки. Опыты по лиофилизации микробных культур, вирусов и диагностических сывороток в ветпрактике России были проведены в 1945- 1949 годах С. Г. Колесовым. Позже этим вопросом (1955-1965 гг.) занимались другие ученые.
Лиофилизирование позволяет в течение нескольких лет сохранять биологические свойства бактерий, вирусов (вирулентность, антиген- ность и культурнобиохимические свойства), стабилизировать на длительное время иммуногенную активность живых микробов и вирусных вакцин, активных и специфичных диагностических сывороток и антигенов. Лиофилизированный препарат малочувствителен к колебаниям температуры при хранении, легко переводится в нативное состояние после добавления растворов (дистиллированная вода, физраствор).
Процесс лиофилизации состоит из предварительного замораживания сублимации и досушивания. При замораживании препарат консервируется с отведением жидкой фазы (среды); практически приостанавливаются все биохимические, химические и физические процессы. Для бактерийных и вирусных препаратов подбирают специальные среды, чтобы предотвратить возможные разрушения клеток при отвердевании раствора и образования льда. Тканевые препараты замораживают при режимах предупреждающих механические повреждения клеточных мембран и оболочек образующимися кристаллами льда, а также предотвращают фракционирование растворов внутри и вне клеток, которые наблюдаются при замораживании сложных белково-солевых растворов. Конечная температура при замораживании должна быть ниже точки отвердевания наиболее легкоплавкой фракции препарата. При очень высоких скоростях замораживания процесс достижим только в тонких срезах или мелко распыленной жидкости, кристаллизация не успевает произойти, и вода переходит в твердое (аморфное) состояние без фазы кристаллизации. Полученные таким путем гистопрепараты и тканевые препараты полностью восстанавливают нативные свойства после деконсервации. Замораживают препараты в морозильной камере при Т минус 40-50°С. Высушиванием удаляется свободная вода из препарата. При высушивании жидких биопрепаратов в замороженном состоянии в условиях глубокого вакуума получается пористая белковая масса почти неизмененная в объеме, гак как белки при быстром замораживании t — 40-50°С не перегруппировываются, а остаются в том же состоянии в каком они находились перед замораживанием. При этом устраняются факторы денатурации белков содержащих активное начало концентрация солей, так как влага из биопрепарата удаляется путем превращения льда в пар, минуя жидкую фазу, то есть препарат превращается из твердого (замороженного) состояния в сухое.

Фрагмент текста работы:

Классификация сушилок. Особенности сушки ряда продуктов микробиологических производств

Сушка продуктов микробиологических производств является одной из конечных операции в производстве биологически активных препаратов.
По режимам сушки все продукты микробного синтеза делятся на две группы [5]:
продукты, в которых не требуется сохранения жизнеспособности микроорганизмов или высокой активности препаратов (кормовые дрожжи, водоросли, аминокислоты и др.);
продукты, в которых необходимо сохранить жизнеспособность микроорганизмов или высокую активность препаратов (хлебопекарные дрожжи, антибиотики, ряд бактерий и ферментов, а также др.)
Из этого следует, что:
— для продуктов первой группы можно применять более жесткие тепловые режимы;
— а для продуктов второй группы следует применять щадящие низкотемпературные режимы сушки.
По способу подвода тепла
А) Конвективные. Б) Контактные (кондуктивные).
По виду теплоносителя
А) Воздушные. Б) Газовые. В) Паровые.
3. По величине давления в рабочей камере.
А) Сушилки, работающие при атмосферном давлении.
Б) Сушилки, работающие в условиях вакуума.
По структуре рабочего цикла
А) Периодического действия. Б) Непрерывного действия.
5. По взаимному движению материалов и теплоносителя в конвективных сушилках.
А) Прямоточные. Б) Противоточные. В) С перекрестным током.
6. По конструкции
А) Камерные. Б) Туннельные. В) Ленточные. Г) Шахтные.
Д) Сушилки в кипящем слое. Е) Распылительные.
Ж) Барабанные. З) Терморадиационные.
И) Сублимационные [7].
Сушка суспензии — кормовых дрожжей с содержанием сухих веществ до 20–25 % производится:
— на вальцовых сушилках при пределе температур в 70–80 0С,
— на распылительных сушилках,
— или на сушилках в кипящем слое при пределе температур теплоносителя 300 0С.
Сушка концентратов, содержащих — термолабильные аминокислоты (лизин, аргинин, гистидин, триптофан) до влажности 8 – 10 % осуществляется:
— на распылительных ленточных сушилках;
— и на сушилках в кипящем слое.
Для этих продуктов рекомендуются режимы сушки при температурах менее 60 –70 0С.
Сушку — ферментных препаратов с начальным содержанием сухих веществ 15 – 20 %;
поверхностных культур с влажностью до 60 %;

полученных путем фильтрации, осаждения, кристаллизации и др. производят (также при низкотемпературных условиях):
— либо в распылительных,
— либо в сублимационных сушилках.
Кормовые антибиотики, а именно: (биовит, терравит, бацилихин, бацитрацин), также чувствительны к температуре сушки, поэтому их подвергают сушке:
— в ленточных,
— распылительных сушилках,
— и сушилках с кипящим слоем, причем, максимальная температура продукта при сушке не должна превышать 60 0С.