Введение
ГЛАВА 1. Биотехнологические особенности получения лимонной кислоты . 9
1.1. Общая характеристика продукта - лимонная кислота. 9
1.2. Химизм образования лимонной кислоты из мелассы. 11
1.3. Способы культивирования микроорганизмов в биопроизводстве лимонной кислоты . 17
1.4. Продуцент лимонной кислоты - гриб Aspergillus niger. 23
1.4.1.Получение посевного материала для производства лимонной кислоты. 24
1.4.2.Влияние микроэлементов на процесс биосинтеза продуцента лимонной кислоты. 25
1.5.Технологическая схема производства лимонной кислоты поверхностным способом. 27
1.5.1.Меласса: заготовки и требования. 30
1.5.2.0бработка и установление оптимальных концентраций составных компонентов питательной среды. 33
1.5.3.Влияние внешних условий ферментации. 35
І.б.Особенности биотехнологии производства лимонной кислоты поверхностным способом. 36
1.6.1.Технологический процесс бродильного цеха. 38
1.6.2.Технологический процесс химического цеха. 40
1.7.Выводы по главе. 51
ГЛАВА 2. Моделирование и оптимизация стадии кристаллизации в производстве лимонной кислоты . 53
2.1. Особенности механизма кристаллизации. 54
2.1.1.Пересыщение, зародышеобразование и рост кристаллов. 54
2.1.2. Роль диффузии в процессе кристаллизации . 58
2.1.3.Роль примесей в механизме кристаллизации. 60
2.2.Системный подход к исследованию и моделированию процессов массовой кристаллизации. 2.3.Экспериментальные исследования процесса кристаллизации лимонной кислоты в лабораторном кристаллизаторе. 65
2.4. Оценка констант входящих в уравнение зародышеобразования и скорости роста кристаллов лимонной кислоты. 71
2.5.Исследование влияния примесей на качество готового продукта. 79
2.6.Математическая модель процесса периодической кристаллизации лимонной кислоты. 84
2.7.Расчетная часть. 91
2.8.Выводы по главе. 96
ГЛАВА 3. Усовершенствование технологии и аппаратурного оформления отделения кристаллизации лимонной кислоты . 98
3.1.Предпосылки к усовершенствованию стадии кристаллизации лимонной кислоты. 98
3.2.Экспериментальное исследование способности растворов лимонной кислоты к образованию пересыщенных состояний на лабораторной установке. 102
З.З. Экспериментальные исследования кристаллизации лимонной кислоты на пилотной установке . 110
3.4.Выбор технологической схемы усовершенствований опытно-промышленной установки. 116
3.5.Технологический расчет холодильника раствора лимонной кислоты. 118
З.б.Испытание усовершенствованной опытно промышленной установки. 120
3.7.Технологический регламент
усовершенствованной установки кристаллизации лимонной кислоты. 124
3.8.Выводы по главе. 125
ГЛАВА 4. Топологическии анализ и оптимизация биотехнологической схемы производства пищевой лимонной кислоты . 128
4.1.Общие понятия топологического анализа и оптимизации биотехнологических систем. 128
4.2.Топологический метод составления систем уравнений материально-тепловых балансов ХТС. 131
4.3. Топологический анализ схемы производства пищевой лимонной кислоты поверхностным способом . 137
4.3.1.Построение материально-потокового и циклического потокового графа. 137
4.3.2.Построение циклических материально-потоковых и теплового графов. 147
4.3.3.Построение цикломатической матрицы циклического потокового графа ХТС. 149
4.4. Градиентный метод поиска экстремума функции. 153
4.5. Оптиматизация процесса кристаллизационной очистки лимонной кислоты.
4.5.1. Моделирование и оптимизация процесса кристаллизации лимонной кислоты с целью снижения примесей и повышения качества (сортности) продукта. 156
4.5.2. Оптимизация процесса кристаллизации за счет аппаратурно-технологического решения предварительного переохлаждения раствора лимонной кислоты. 163
4.5.3. Оптимизация технологической схемы (топологический анализ) с учетом состава компонентов поступающего сырья для повышения выхода лимонной кислоты. 164
4.6.Выводы по главе. 165
4.7.Технико-экономическая оценка результатов исследования. 166
Общие выводы. 167
Литература.
