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 материального баланса выращивания посевного материала (табл. №, стр)

V_{загр. ф} = 7,0– загрузочная вместимость верментатора, м³ (стр.)

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

1. 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=

1. 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 [1,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); [1,549]

i_п = 2754 кДж/кг

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

i_конд =546,8 кДж/кг [1,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. =

m _конд. = 1374,33 – 0,2126 m _конд.

1,2126 m _конд. = 1374,33

m _конд. = 1133,38 кг.

3. 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 (cтр.)

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, м^3	Плотность кг/м^3
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.Полупродукт
1.Стерильная питательная среда				6,4
Б. Отходы
В. Потери в т.ч.
Итого

Дата добавления: 2015-08-03