Какой объем биореактора с пневматическим перемешиванием необходим для производства 60 тонн в день 10%-ного раствора

Арсен

17

Для решения данной задачи необходимо вычислить объем биореактора с пневматическим перемешиванием, необходимый для производства 60 тонн 10%-ного раствора хлорида натрия в воде при комнатной температуре. Мы можем разбить решение на несколько шагов:

1. Определите массу хлорида натрия, требуемую для производства 60 тонн 10%-ного раствора.
2. Рассчитайте время, необходимое для загрузки воды и выгрузки раствора.
3. Определите пространство, занимаемое реакционной смесью, на основании разницы концентраций хлорида натрия.
4. Вычислите объем биореактора с учетом коэффициента заполнения и плотности реакционной смеси.

Давайте начнем с первого шага.

1. Масса хлорида натрия, необходимая для производства 60 тонн 10%-ного раствора, можно рассчитать следующим образом:

Масса хлорида натрия = Общая масса раствора × Концентрация хлорида натрия

Масса хлорида натрия = 60 тонн × 0.1 = 6 тонн

Таким образом, нам потребуется 6 тонн хлорида натрия.

Перейдем ко второму шагу.

2. Рассчитаем время, необходимое для загрузки воды и выгрузки раствора. По условию, время загрузки составляет 20 минут, а время выгрузки - 10 минут. Суммируем эти временные интервалы:

Общее время = Время загрузки + Время выгрузки
Общее время = 20 минут + 10 минут = 30 минут

Теперь у нас есть общее время, равное 30 минут.

Перейдем к третьему шагу.

3. Определим пространство, занимаемое реакционной смесью, на основании разницы концентраций хлорида натрия. Для этого воспользуемся формулой:

Пространство = Масса хлорида натрия / Разница концентраций
Пространство = 6 тонн / 450 кг/м³ = 13.33 м³

Таким образом, реакционная смесь будет занимать пространство объемом 13.33 м³.

На последнем шаге вычислим объем биореактора с учетом коэффициента заполнения и плотности реакционной смеси.

4. Вычислим объем биореактора следующим образом:

Объем биореактора = Пространство / (Коэффициент заполнения × Плотность)

Объем биореактора = 13.33 м³ / (0.8 × 1070 кг/м³) ≈ 15.68 м³

Итак, для производства 60 тонн 10%-ного раствора хлорида натрия в воде при комнатной температуре требуется биореактор объемом около 15.68 м³.

Чтобы обосновать ответ, рассмотрим каждый шаг решения отдельно:

1. Для получения строки о массе хлорида натрия, мы использовали формулу массы хлорида натрия, умножая общую массу раствора на концентрацию хлорида натрия. Это корректный способ вычисления необходимой массы хлорида натрия.

2. Вычисление времени загрузки и выгрузки раствора было выполнено путем суммирования указанных временных интервалов. Это точный способ определить общее время.

3. Расчет пространства, занимаемого реакционной смесью, основан на разнице концентраций хлорида натрия. Мы использовали формулу, которая находит пространство, разделив массу хлорида натрия на разницу концентраций. Это правильный способ определения объема занимаемого реакционной смесью.

4. Наконец, для расчета объема биореактора мы использовали формулу, которая учитывает коэффициент заполнения и плотность реакционной смеси. Это точный способ определения требуемого объема биореактора.

Таким образом, мы рассмотрели все необходимые шаги для вычисления объема биореактора с пневматическим перемешиванием, необходимого для производства 60 тонн 10%-ного раствора хлорида натрия в воде при комнатной температуре.