1. При глибинних способах ферментації часто застосовують турбінні мішалки. Діаметр турбінної мішалки, м:

Приймаючи коефіцієнт 0,3, одержимо:

Частота обертання мішалки:

Приймаючи кутову швидкість мішалки ώ = 5,08 м/с, одержимо:

Знаючи величину d_м вибирають мішалку, а по величині частота обертання мішалки вибирають редуктор. Вибір типу мішалки відповідає залежності в'язкості середовища й окружної швидкості мішалки. Вибираємо турбінну мішалку.

2. Розрахунок споживаної потужності, Вт:

де К_N – критерій потужності, що характеризується критерієм Рейнольдса (Re_ц), ρ_c – щільність середовища 1060 кг/м³; n – частота обертання мішалки, с^-1; d_m = 0,9 м.

За графіком нормалі НДІ (див. Павлов, Романков, задачник по процесах й апаратам) знаходимо К_N. К_N при наявності відбійних перегородок й областей турбулентних потоків становить 8 – 10. Приймаємо К_N = 10.

Повна (розрахункова) потужність на валу мішалки, квт:

де k₂ – коефіцієнт враховуючу додаткову потужність при пуску мішалки, k₂ = 1,3.

,

де k_п – коефіцієнт опору перегородок; k_м – коефіцієнт опору труби для підведення повітря; для турбінної мішалки k_тр = 0,3; k_г – коефіцієнт опору гільзи для термометра, k_г = 0,1; k_з – опір змійовика.

Остаточну настановну потужність N_уст у КВт приводного електродвигуна мішалки обчислюємо по формулі:

,

де ή - КПД редуктора, приймаємо 0,95. Якщо рідина аэрується, то розраховує мощность, що, мішалки зменшується на 20 %, тобто одержимо 75,49 Квт.

Число ярусів турбінної мішалки m_я = Н_кж / 1,5d_м = 5,29/1,5 *0,9 = 3,92 ≈ 4 яруси.

Розрахунок барбатера

Досвіди показують, що, якщо швидкість витікання повітря з отвору барбатера дорівнює 20 м/с, а діаметр отвору 3 ÷ 5 мм, та відстань між центрами отворів повинне бути 25 - 30 мм, інакше окремі потоки повітря зливаються. При збільшенні швидкості витікання повітря на кожні 10 м/с відстань між отворами потрібно збільшити на діаметр отвору.

Розраховуємо геометричні розміри барбатера кільцевого.

1. Робочий об'єм ферментатора

2. Кратність аерації для великого ферментатора 0,5 ÷ 1, а питомий об'єм витрати повітря 0,017 м³/(м³*с). Для аэрирования 37,8 м³ рідини потрібно повітря:

3. Площа всіх отворів барбатера при швидкості витікання повітря 20 м/с:

, якщо діаметр отвору прийняти 5 мм, те його площа буде 1,96*10^-5 м². Тоді кількість отворів на барбатере буде:

.

4. При D_вн = 3 м, d_м = 0,9 м = діаметру кільця барбатера; довжина кільця складе: l = 2πr = .

5. Відстань між отворами складе:

Це менше, ніж повинне бути (25 ÷ 30 мм). Для досягнення що рекомендує ∆l можна розташувати отвори в кілька рядів. У кожному ряді повинне бути отворів 2830 / (25 ÷ 30 мм) = 115 ÷ 95 шт.

Усього рядів повинне бути:  - це багато.

Зменшуємо кількість рядів отворів до 4, тоді кількість на барбатері складе 4(115 ÷ 95) = 452 ÷ 380. Приймемо кількість отворів – 400 шт. Сумарна довга 4 рядів буде: , а відстань між

6. Діаметр труби барбатера повинна бути в 5 разів більше ∆l:

D_б =  [16].