2. Техніко – економічні критерії порівняно з технологічними більш

повно відображають ціль процесу, тому при рішенні задачі

оптимізації можна використовувати критерій ефективності виду

R = C_x^s + Е_н +

де: _х^s – розходний коефіцієнт по субстрату, ;

С – вартість одиниці субстрату, грн/кг;

Ф_х – продуктивність батареї ферментерів, кг/м³год;

К – капітальні витрати по вузлу ферментації, грн;

Е_н – нормативний коефіцієнт економічної ефективності

капітальних вкладень ( для мікробіологічної

промисловості Е_н = 0,15 );

- питома потужність на перемішування, Вт/м³ ;

n – число апаратів в батареї;

С_ел – вартість електоренергії , грн/кВт-год.

Розходний коефіцієнт по субстрату ( _х^s ) визначається із співвідношення

_х^s = a +

де а і b - константи для конкретного виду субстрату.

Капітальні витрати по вузлу ферментації ( К ) розраховуються за методикою, викладеною в економічній частині.

Формулювання задачі оптимізації: необхідно визначити значення швидкості розбавлення D і питомої потужності на перемішування , що забезпечують мінімум критерія R.

Пропонується наступна стратегія рішення задачі оптимізації: задаються найменше і найбільше значення параметрів D i із вказаних вище інтервалів змінення перемінних ( рисунок 5).

D

3

max

8 6 4

2 5

7

min

1

min max

Рисунок 5. Поле змінення параметрів D i

При мінімальному значенні і трьох різних значеннях D необхідно визначити значення критерія оптимальності R в точках 1, 2, 3 (рис.5). Для цього для кожної заданої комбінації D і і початковому значенні n

з використанням приведеного алгоритму (рис.8.1) слід розрахувати каскад із n апаратів і провести його дослідження на ефективність (визначити кількість апаратів). Потім за допомогою знайдених значень n , С_xⁿ , C_sⁿ і заданих D та визначити одне значення критерія R.

Для знаходження кожного значення R необхідно реалізувати аналогічний розрахунок. Далі розрахунки проводяться в наступній послідовності: при постійному значенні D, що відповідає мінімальному R, та трьох значеннях знову визначають R в точках 2, 4, 5, із яких вибирається точка, що відповідає мінімальному R. Потім знову фіксується отримане значення і проводиться аналогічний пошук значення D, що відповідає мінімуму критерія R.

Порядок проведення роботи:

1. Задання гідродинамічних обставин в апаратах, введення спрощуючих

допущень і складання СРМО процесу.

2. Вибір кінетичної моделі росту мікроорганізмів.

3. Підбір констант для проведення розрахунків.

4. Укладання програми розрахунку та реалізації її на ЕОМ.

5. Перевірка достовірності отриманих результатів розрахунку, корекція

Програми в разі необхідності, пошук нових значень констант.

6. Проведення розрахункових досліджень на ЕОМ і побудування

статичних характеристик процесу.

7. Аналіз результатів розрахунку і вибір оптимальних умов проведення

процесу.

Порядок вводу інформації в програму розрахунку:

N – число ферментерів в батареї;

XO – концентрація біомаси на вході в батарею, г/л;

SO – початкова концентрація субстрату, г/л;

CO – концентрація розчиненого кисню, г/л;

VN – питома потужність на перемішування, Вт/м³;

D - швидкість розбавлення, год^-1.

Додаток 9.