Материальный баланс стадии ТП.2.2 приготовления и стерилизации питательной среды для инокуляторов

Уравнение материального баланса:

m _{ст. п. ср.} = m _комп. + m _общ. + m _конд

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

m _комп. – масса компонентов питательной среды, кг;

m _общ – масса воды для разбавления компонентов питательной среды, кг;

m _{конд .}– масса конденсата, образовавшегося при нагреве питательной среды паром, кг.

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

1. Расчет массы стерильной питательной среды на одну загрузку инокулятора

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. инок.} – V _{инок. колб.},

где: V_инок._колб. – объём посевного материала из колб, передаваемого в инокулятор, м³.

Т. к., по д. з., объём посевного материала в колбах мал, то им можно пренебречь. Следовательно, объём питательной среды инокулятора будет рассчитываться, как:

V_инок. = V_{инок.кат} ∙ φ_{сл инок} = 0,1 ∙ 0,6 = 0,06 м³;

m _{ст. п. ср.} = 0,06 ∙ 1010 = 60,6 кг

2. Масса компонентов питательной среды:

m _комп. =

где: С– содержание компонента в среде, % (вес.); [по д.з.]

n – содержание основного вещества в сырье, доли. (по д.з)

V_{загр. ф.} – рабочий объем ферментатора, м³;

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

ρ _{п. ср.}= 1010 кг/ м³.

- Кукурузная мука:

m _комп. = кг

- Кукурузный экстракт:

m _комп. = кг

- Соль поваренная:

m _комп. = кг

- Мел химически осажденный

m _комп. = кг

m_NaOH = 0,125 кг (из пропорции с заводскими данными);

m _{адеканоля} = 0,05 кг (из пропорции с заводскими данными).

Таблица расходов всех компонентов, входящих в состав питательной среды.

Таблица 11.1

Название компонента:	Содержание вещества в сырье, % (вес.)	Содержание вещества в среде, %	Масса компонента на одну загрузку, кг
1. Кукурузная мука			2,02
2. Кукурузный экстракт		0,12	0,23
3. Соль поваренная	97,7	0,5	0,52
4. Мел химически осажденный	98,5	0,1	0,103
5. NaOH			0,05
6. Адеканоль			0,125
ИТОГО:			3,048

3. Расчет количества конденсата при стерилизации питательной среды острым паром

При стерилизации питательной среды острым паром необходимо учесть конденсат, образовавшийся при нагреве аппарата, в котором стерилизовалась среда, при нагреве изоляции и теплопотери за счет лучеиспускания и конвекции.

m _{конд. общ.} = m_{конд. от нагр. апп.} + m _{конд. нагр. пит. среды} + m_{конд. на лучеисп.} + m_{конд. на конв.}

1. Масса конденсата от нагрева аппарата:

где: m_{апп =} 180 – масса аппарата, кг;

С_апп. – теплоемкость материала, из которого изготовлен аппарат, кДж/кг×К;

С_апп. = 0,5 кДж/кг∙ К; [1,стр 528]

t_стер. – температура стерилизации, ^оС; t_стер. = 125^оС;

t_нач. – температура цеха, ^оС; t_нач. = 18 ^оС;

i_п – теплосодержание пара при давлении пара, кДж/кг;

i_п = 2730 кДж/кг; [1,стр. 549]

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

i_конд = 525,4 кДж/кг; [1,стр.549]

1. Масса конденсата от нагрева питательной среды, кг:

где: m _{н/ст.пит.ср} – масса нестерильной питательной среды, кг;

С_ср = 4,19 – теплоемкость питательной среды,принемаем равным теплоемкости воды, кДж/кг×К;

t_стер. – температура стерилизации, ^оС; t_стер. = 125^оС; [по д.з.]

t_нач. – температура цеха, ^оС; t_нач. = 18 ^оС; [по д.з.]

i_п – энтальпия пара, кДж/кг;

i_п = 2730 кДж/кг; [1,стр. 549]

i_конд – энтальпия конденсата, кДж/кг;

i_конд = 525,4 кДж/кг; [1,стр. 549]

m_{н/ст. пит. ср.} = m_{ст. пит. ср.} – m_{конд. апп} – m_{конд. нагр.пит. ср}

m_{конд. нагр.пит. ср.} = 0,203 ∙(56,23 - m_{конд. пит. ср.})

1,203 m_{конд. нагр.пит. ср.} = 11,4

m_{конд. нагр.пит. ср.} = 9,48 кг

4. Расчет количества воды для разбавления питательной среды

m = m_{ст. пит. ср} - m_комп. - m _конд. _общ.

m = 60,6– 3,048 – 4,37 – 9,48 = 43,702 кг

Таблица материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды для инокулятора

Таблица 11.2

Наименование полупродуктов и сырья	Содержание основного вещества в сырье, % (доли)	Масса	Объём, м^3	Плотность, кг/ м^3
кг	кг основного вещества
Израсходовано на стадии (суммарно):
А. Полупродукты:   1. Конденсат общий: а) конденсат от нагрева аппарата б) конденсат от нагрева питательной среды		13,85 4,37   9,48		13,85∙ 10^-3 4,37∙ 10^-3   9,48∙ 10^-3
Б. Сырье: 1. Компоненты питательной среды, в т. числе: а) кукурузный экстракт б)кукурузная мука в) соль поваренная г) мел химически осажденный д) адеканоль е) натр едкий до pH= 7,8-8,0   2. Вода для приготовления питательной среды	0,48 0,977 0,985	0,23 2,02 0,52 0,103   0,05 0,125     43,702	0,11 2,02 0,51 0,102	43,702∙ 10^-3
Итого:		60,6
Получено на стадии (суммарно):
А. Полупродукты: 1. Стерильная питательная среда		60,6		0,3
Б. Отходы
В. Потери в т.ч.
Итого:		60,6

Дата добавления: 2015-08-03