Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Материальный баланс стадии ТП.3 выращивания вегетативного посевного материала в посевном аппарате

Читайте также:
  1. III. Training exercises. Упражнения на повторение и закрепление материала.
  2. III. Training exercises. Упражнения на повторение и закрепление материала.
  3. Анализ баланса.
  4. Базовая структура заказчика в центральном аппарате инвестора
  5. Базовый набор специальных функций управления и управленческих работ при выполнении СМР в аппарате генподрядчика
  6. Баланс предприятия на 01.03
  7. Баланс предприятия на 01.04.03

 

Уравнение материального баланса стадии:

 

m ст. п. ср. + m инок. + m ст. пен. + m О потр = m пос. мат. + m СО + m брызг + m влаги

 

где: m ст. п. ср. – масса стерильной питательной среды в посевном аппарате, кг;

m инок. – масса инокулюма, загружаемая в посевной аппарат, кг;

m ст. пен. – масса стерильного пеногасителя, кг;

mО потр – масса кислорода, потребленного из воздуха при выращивании посевного материала, кг;

m влаги - масса влаги, принесенной воздухом, кг;

m пос. мат. – масса выращенного посевного материала, кг;

m СО - масса диоксида углерода, выделившегося при выращивания посевного материала, кг.

 

  1. Масса стерильной питательной среды, кг:

m ст. п. ср. =553,48 кг (из материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды для посевных аппаратов, стр.).

 

  1. Масса инокулюма, загружаемая в посевной аппарат, кг:

m пос. мат. = 53,903 кг (из материального баланса стадии выращивания инокулема, стр.).

 

  1. Масса стерильного пеногасителя, кг:

При выращивании посевного материала добавляют только синтетический пеногаситель (жировой пеногаситель добавляют при приготовлении питательной среды).

Синтетический пеногаситель добавляют в минимальных количествах, так как они ядовиты; их добавляют пропорционально сечению посевного аппарата (S1).

3,2 м3: m син. пен. = 1 кг; [по д.з]

1,0 м3: m син. пен. = Х кг.

 

3,2 м3 – 1 кг — S1

1 м3 – Х кг — S2

3,2 м3: — S1 = ;

где: d – диаметр посевного аппарата, м, (по каталогу);

1,0 м3: — S2 = ;

S1 – 1,54 – 1 кг;

S2 – 0,785 – Х кг.

 

Х = кг

 

 

  1. Расчет поглощенного кислорода и выделившегося углекислого газа:

Для определения количества потребленного кислорода и выделившегося диоксида углерода в процессе выращивания посевного материала необходимо предварительно рассчитать тепловой эффект жизнедеятельности Qб/за, кДж:

 

Qб/с = qs - qm - 2 qр,

 

где: gs – теплота сгорания субстратов, кДж;

gm – теплота сгорания вновь образованного мицелия, кДж;

gр – теплота сгорания целевого продукта, кДж.

Т.к. при выращивании посевного материала еще не образуется целевой продукт, то уравнение теплового эффекта реакции будет иметь вид:

 

Qб/с = qs - qm

 

  1. Теплота сгорания субстратов:

Таблица 11.9

Наименование компонента Удельная теплота сгорания Н,кДж/кг Масса энергет. компонента на 1 загрузку, кг Теплота сгорания компонента, кДж
Кукурузный экстракт 16,5 ∙ 103 1,52 25,08∙ 103
Кукурузная мука 17,5 ∙ 103 12,2 213,5∙ 103
Итого     238,58 ∙ 103

 

  1. Теплота сгорания вновь образованного мицелия, кДж:

 

qm = Нм. кон ∙ m миц. кон. - Нм. нач. ∙ m миц. нач.,

 

где: Нм. кон – удельная теплота сгорания мицелия в конце выращивания посевного материала, кДж/кг;

Нм. кон = 5200ккал/кг = 21788 кДж/кг;

Нм.нач. = 4750 ккал/кг = 19902,5 кДж/кг.

 

- Масса мицелия в начале процесса, кг:

mсух.миц. = 1,6 кг (стр, из материального баланса стадии выращивания инокулема).

 

- Масса мицелия в конце процесса, кг:

m сух. миц. =

 

где: С = 15% - содержание мицелия в посевном аппарате в конце процесса выращивания посевного материала;

 

15 г — 100 мл

х г ― Vпос. мат

 

m сух. миц. = кг

qm = 18 × 21788 – 1,6 × 19902,5 = 392184 – 31844 = 36,034∙ 103 кДж

 

Qб/за = qs - qm = (238,58 – 36,034) × 103 = 202,546× 103 кДж

 

Массу всех углеродсодержащих компонентов среды, в результате окисления которых получен тепловой эффект Qб/c, можно выразить через эквивалентное количество одного наиболее энергоемкого углеродсодержащего соединения, входящего в компонентный состав среды:

m экв. крахм. = кг,

где: Нэкв. крахм. = 17,5 ∙ 103 кДж – удельная теплота сгорания эквивалентного компонента, кДж. В качестве наиболее энергоемкого углеродсодержащего компонента используем крахмал.

 

C6 H10 O5 + 6 O2 → 6СО2 + 5 Н2О

m 11,6 Х кг у кг

Мm 162 6 × 32 6 × 44

 

ХО = кг

кг

 

  1. Масса брызг, кг:

В процессе выращивания посевного материала некоторое количество влаги уносится из посевного аппарата в виде брызг. Объём брызг принимается по данным завода. Он составляет 5% от рабочего объёма посевного аппарата:

 

где: Vбр.- объём брызг, м3;

ρбр – плотность брызг берется как средняя между плотностью среды и выращенного посевного материала, кг/м3.

Vбр. = 0,04 ∙ Vзагр.пос.апп.. = 0,04 ∙ 0,6 = 0,024 м3

 

ρбр = кг/м3

кг

 

  1. Масса влаги, унесенной (принесенной) воздухом, кг:

Воздух, поступающий в ферментатор, может приносить с собой либо уносить из ферментатора определенное количество влаги.

Масса влаги, уносимая (приносимая) воздухом, зависит от его среднегодовой влажности, температуры, давления и расхода и может быть рассчитана по уравнению:

mвлаги = mвозд вх – хвых),

 

где: mвозд – масса воздуха, подаваемого в посевной аппарат за период выращивания посевного материала, кг;

х – влагосодержание воздуха, поступающего хвх и уходящего из посевного аппарата, кг вод. пара/кг сух. возд.

 

mвозд = Vвозд ∙ ρвозд,

где: Vвозд – объём воздуха, подаваемого в посевной аппарат, м3;

ρвозд - плотность воздуха, кг/м3,

ρвозд=1,293 кг/м3. [1,стр. 513]

 

Таблица расхода воздуха:

Таблица 11.10

Время процесса, ч Расход воздуха, об/об. мин Расход воздуха Расход воздуха за период, м3
48ч 0,8 0,8∙0,6=0,48 0,48 ∙48∙60=1382,4

 

mвозд = 1382,4 ∙ 1,293 = 1787,44 кг.

 

 

где: - содержание кислорода в воздухе,%.

= 0,2315 [3]

кг

 

Проектируем завод в городе Пенза.

Влагосодержание воздуха:

X = 0,622∙ , ,

где: 0,622 – соотношение молекулярных масс водяного пара и воздуха;

φ = 50% - влажность воздуха при t= 55 , показывает сколько кг влаги может содержать 1 кг воздуха так, чтобы из него не выпала влага на фильтрах очистки воздуха;

Рнас- давление насыщенного водяного пара в воздухе, принимается по температуре стерильного воздуха, подаваемого в посевной аппарат, атм.

П- общее давление паровоздушной смеси, атм.

Для расчета Х необходимо определить относительную влажность воздуха φ, общее давление паровоздушной смеси П и давление насыщенного водяного пара Рнас в зависимости от условий, в которых находится воздух.

При расчете влагосодержания наружного воздуха Xнар. эти величины надо принять по среднегодовой температуре и относительной влажности воздуха того города, для которого разрабатывается проект (г. Пенза).

Средняя температура и относительная влажность атмосферного воздуха в городе Пенза:

Январь: t = -12,5; φ = 85%

Июль: t = 20; φ = 66%; [1,стр.538]

Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от температуры: [1,стр.548]

- при t = 55 , Рнас = 0,1605 атм;

- при t = 3,75 (средняя температура воздуха в г.Пенза), Рнас = 0,0079 атм;

- при t = 28 (температура выращивания вегетативного мицелия в посевном аппарате), Рнас = 0,037 атм.

Влагосодержание регламентного воздуха при температуре подаваемого воздуха 55 :

,

где: 2,2 – давление подаваемого воздуха под крышку аппарата, атм. [по д.з.] Влагосодержание наружного атмосферного воздуха при средней температуре воздуха 3,75 :

,

где: 1,0 – атмосферное давление, атм. [по д.з.]

 

Влагосодержание воздуха, выходящего из посевного аппарата при температуре 28

 

где: 1,5 – давление в посевном аппарате, атм. [по д.з.]

0,95 – влажность воздуха на выходе из посевного аппарата, %

 

Т. к. Хрегл > Хнар (0,038 > 0,0037), следовательно, за Хвх принимаем наружное влагосодержание воздуха:

Хнар = Хвх = 0,0037

mвлаги = 1787,44 ∙ (0,0037 – 0,015) = -21,04 кг

 

Делаем вывод о том, что в процессе выращивания посевного материала происходит влагоунос.

 

  1. Масса выращенного посевного материала, кг:

Определяется из уравнения материального баланса:

 

m пос.мат. = m ст. п. ср. + m инок. + m ст. пен. + m О потр. - m вл. возд. - m СО - m брызг =

= 553,48 + 53,903 + 0,51 + 13,7 – 21,04 – 18,9 – 24,42 = 557,23кг

 

Таблица материального баланса стадии ТП.3 выращивания вегетативного посевного материала в посевном аппарате

Таблица 11.11

Израсходовано на стадии
Наименование п/прод. и сырья Активность, Ед/мл Масса Объём, м3 Плотность кг/м3
кг Общая активность, млрд.Ед
А. П/продукты          
1. Стерильная пит. среда   553,48   0,548  
2.Вегетативный посевной материал из инокулятора (инокулюм)     53,903   0,0523  
3.Стерильный пенагаситель   0,51      
4. Кислород   13,7      
Итого   621,59      
Получено на стадии
А.П/продукт          
1.Посевной материал   557,23   0,544  
2. Брызги   24,42      
Б. Отходы          
2.Влагоунос   21,04      
3.Выделившийся СО2   18,9      
В. Потери в т.ч.          
Итого   621,59      

 

 


Дата добавления: 2015-08-03; просмотров: 122 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: ТП.2 Выращивание посевного материала в инокуляторе | ТП.3 Выращевание вегетативного посевного материала в посевном аппарате | ТП.4 Биосинтез леворина | ТП.5 Коагуляция и фильтрация культуральной жидкости | ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ | РАСЧЕТ ВМЕСТИМОСТИ И ЧИСЛА ФЕРМЕНТАТОРОВ, ПОСЕВНЫХ АППАРАТОВ И ИНОКУЛЯТОРОВ | Расчет количества посевных аппаратов и их вместимость | Расчет количества инокуляторов и их вместимость | Материальный баланс стадии ТП.2.2 приготовления и стерилизации питательной среды для инокуляторов | Материальный баланс стадии ТП.2 выращивания вегетативного посевного материала в инокуляторе |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Материальный баланс стадии ТП. 3.2 приготовления и стерилизации питательной среды посевного аппарата| Материальный баланс стадии ТП. 4.3 приготовления и стерилизации питательной среды для ферментаторов

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.016 сек.)