Материальный баланс стадии ТП. 4.3 приготовления и стерилизации питательной среды для ферментаторов

Уравнение материального баланса приготовления и стерилизации питательной среды на УНС острым паром

m _{ст. п. ср.} = m _комп. + m_воды _общ.+ m_{конд.общ.},

где: m _{ст. п. ср.} – масса стерильной питательной среды, кг;

m _комп. – масса компонентов питательной среды, кг;

m_воды _общ. – масса воды для разбавления компонентов питательной среды и на промывку системы УНС, кг;

m_{конд.общ.} – масса конденсата, образовавшегося при нагреве питательной среды острым паром, кг.

Прежде чем приступить к расчету массы компонентов питательной среды, необходимо определить загрузочную вместимость ферментатора и объём питательной среды, загружаемый в аппарат.

1. Расчет массы стерильной питательной среды на одну загрузку ферментатора, кг:

a. Масса стерильной питательной среды, кг:

m _{ст. п. ср.} = V_{ст. п. ср.} ∙ ρ _{п. ср.},

где: V_{ст. п. ср.}– объём стерильной питательной среды, м³;

ρ _{п. ср.} – плотность питательной среды, кг/ м³. [по д.з.]

ρ _{п. ср.}= 1010 кг/ м³

b. Объём стерильной питательной среды, м³:

V_{ст. п. ср.}= V_{загр. ф.}- V_{пос. мат.},

V_{пос. мат} = V_{пос. апп.кат}∙ φ _{зап.пос.апп.сл,}

где: V_{пос. мат} – объём посевного материала, передаваемого в ферментатор, м³;

V_{пос. мат} = 0, 535 м³ – (из таблицы № 11.11 материального баланса стадии ТП.3 выращивания вегетативного посевного материала в посевном аппарате) [c.84]

V_{загр. ф} = 7, 0– загрузочная вместимость верментатора, м³;

φ _{зап.пос.апп.сл} - коэффициент заполнения посевного аппарата при сливе;

φ _{зап.пос.апп.сл} = 0, 6 [по д.з.]

V_{пос. мат}= 1, 0 ∙ 0, 6 = 0, 6 м³

V_{ст. п. ср.}= 7, 0 – 0, 6 = 6, 4 м³

m _{ст. п. ср.} = 6, 4 ∙ 1010 = 6464 кг

Масса компонентов питательной среды, кг:

По данным завода принимаем пропись питательной среды:

Таблица 11.12

Компонент	Содержание в среде, %	Содержание основного вещества, %.	Масса компонента на 1 загрузку, кг
Зелёная патока			282, 8
Соевая мука			141, 4
Кукурузная мука			212, 1
Мел	0, 3	97, 7	27, 71
Поваренная соль	0, 5	98, 5	35, 89
Пеногаситель(адеканоль)	0, 1
Гидроксид натрия
Итого			730, 9

m _комп. =

где: С – концентрация вещества в среде, % (вес.);

n – концентрация вещества в сырье, доли.

100—перевод из процентов в доли.

ρ _пит.ср—плотность питательной среды, кг/м³;

ρ _{ст.пит.ср}=1010 кг/м³[по д.з]

m_зел.п.=

m_с.м.=

m_к.м=

m_мел=

m_соль=

Масса конденсата, кг:

m_конд.= ,

где: m_{н/ст.пит.ср.}—масса питательной среды, кг;

С_п._ср—теплоёмкость питательной среды, берём по воде, С_ср=4, 19 [14, стр.537]

t_н, t_н—температура аппарата начальная и конечная соответственно, ⁰С;

t_н=18⁰С, t_к=130⁰С; [по д.з.]

i_п – теплосодержание пара при давлении пара, подаваемого на стерилизацию, кДж/кг, (давление пара принимаем по данным завода); [14, 549]

i_п = 2754 кДж/кг

i_конд– теплосодержание конденсата при температуре стерилизации, кДж/кг.

i_конд=546, 8 кДж/кг [14, стр.550]

m _{н/ст.пит.ср} = m _{ст.пит.ср} – m _конд.

m _{н/ст.пит.ср} = 6464 – m _конд.

m _конд. =

m _конд. = 1374, 33 – 0, 2126 m _конд.

1, 2126 m _конд. = 1374, 33

m _конд. = 1133, 38 кг.

Расчет количества воды для разбавления питательной среды, кг:

Массу воды на разбавление твердых компонентов и промывку системы УНС, кг, находят по разности:

m_воды _общ. = m _{ст. п. ср.} - m_конд - m _комп

m_воды _общ. = 6464 – 1133, 38 – 730, 9= 4599, 72 кг.

Часть воды выделяем на промывку системы и определяем массу воды для разбавления компонентов питательной среды:

m_воды _общ. = m_воды _{на промывку УНС} + m_воды _{на приг. пит.ср.}

V_конд. = 0, 7 ∙ V_{ст. п. ср.},

где: 0, 7 – доля концентрата питательной среды;

V_{ст. п. ср.} – объем стерильной питательной среды, м³[с.85]

V_конд. = 0, 7 ∙ 6, 4 = 4, 48 м³

V_{воды на пром.УНС} = V_{ст. п. ср.} – V_конд.

V_{воды на пром.УНС} = 6, 4 – 4, 48 = 1, 92 м³

m_воды _{на пром. УНС} = V_{воды на пром. УНС} ∙ ρ _воды

m_воды _{на пром. УНС} = 1000 ∙ 1, 92 =1920 кг

m_воды _{на приг. п. ср.} = m_воды _общ. - m_воды _{на пром. УНС} = 4599, 72 – 1920 = 2679, 72 кг

m_воды _общ. = 1920 + 2679, 72 = 4599, 72 кг

Таблица материального баланса стадии ТП.4.3 приготовления и стерилизации питательной среды для ферментаторов

Таблица 11.13

Израсходовано на стадии
Наименование полупродуктов и сырья	Содержание основного вещества, % (доли)	Масса	Объём, м³	Плотность кг/м³
кг	Кг, основн. вещ-ва
А. Полупродукты
1. Конденсат		1133, 38		1, 133
Б. Сырьё
2. Компоненты пит. среды
А.Зелёная патока		282, 8	141, 4
Б.Соевая мука		141, 4	141, 4
В.Кукурузная мука		212, 1	212, 1
Г.мел	97, 7	27, 71	27, 07
Д. хлорид натрия	98, 5	35, 89	35, 35
Е.пеногаситель (адеканоль)
Ж. гидроксид натрия
3. Вода
Вода на промывку УНС				1, 92
Вода на приготовление концентрата пит. среды		2679, 72		2, 679
Итого
Получено на стадии
А.Полупродукты
1.Стерильная питательная среда				6, 4
Б. Отходы
В. Потери в т.ч.
Итого

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒