Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

4.7.1 Материальный баланс стадии <номер и название стадии по заданию>

4.7.1.1 Материальный баланс приготовления и стерилизации питательных сред

Материальный баланс приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом

где: m_{стер.ПС} – масса стерильной питательной среды, кг;

m_{нестер.ПС} – масса нестерильной питательной среды, кг;

m_сэ – масса солодового экстракта, кг;

m_(NH4)2SO4 – масса (NH₄)₂SO₄, кг;

m_(NH4)2HPO4 – масса (NH₄)₂HPO₄, кг;

m_MgSO4 – масса MgSO₄, кг.

 

Масса солодового экстракта, кг:

где: V_сэ – объём солодового экстракта, м³;

ρ_сэ – плотность солодового экстракта, кг/м³.

 

Масса (NH₄)₂SO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	m(NH4)2SO4, г
4,5	14,85
0,05	m(NH4)2SO4

 

Масса (NH₄)₂HPO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	m(NH4)2HPO4, г
4,5	30,20
0,05	m(NH4)2HPO4

 

Масса MgSO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	MMgSO4, г
4,5	7,50
0,05	mMgSO4

 

 

Материальный баланс приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой

где: m_{стер.ПС} – масса стерильной питательной среды, кг;

m_{нестер.ПС} – масса нестерильной питательной среды, кг;

m_сэ – масса солодового экстракта, кг;

m_мел. – масса мелассы, кг;

m_(NH4)2SO4 – масса (NH₄)₂SO₄, кг;

m_(NH4)2HPO4 – масса (NH₄)₂HPO₄, кг;

m_MgSO4 – масса MgSO₄, кг.

 

Масса солодового экстракта, кг:

где: V_сэ – объём солодового экстракта, м³;

ρ_сэ – плотность солодового экстракта, кг/м³.

 

Масса мелассы, кг:

где: V_мел. – объём мелассы, м³;

ρ_мел. – плотность мелассы, кг/м³.

 

Масса (NH₄)₂SO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	m(NH4)2SO4, г
4,5	14,85
4,95	m(NH4)2SO4

 

Масса (NH₄)₂HPO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	m(NH4)2HPO4, г
4,5	30,20
4,95	m(NH4)2HPO4

 

Масса MgSO₄:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	MMgSO4, г
4,5	7,50
4,95	mMgSO4

 

 

Таблица 4.7.1.1.1 – Таблица материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом в автоклаве

Таблица 4.7.1.1.2 – Таблица материального баланса стадии приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой в автоклаве

 

 

4.7.1.2 Материальный баланс культивирования маточной культуры

I стадия

где: m_ПС-I – масса питательной среды с солодовым экстрактом, используемой на I стадии, кг;

m_ПМ – масса посевного материала, кг;

m_КЖ-I – масса культуральной жидкости I стадии, кг;

m_CO2-I – масса углекислого газа, выделившегося при культивировании I стадии, кг.

 

II стадия

где: m_ПС-II – масса питательной среды с солодовым экстрактом, используемой на II стадии кг;

m_КЖ-I – масса культуральной жидкости I стадии, кг;

m_КЖ-II – масса культуральной жидкости II стадии, кг;

m_CO2-II – масса углекислого газа, выделившегося при культивировании II стадии, кг.

 

III стадия

где: m_ПС-III – масса питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, используемой на III стадии, кг;

m_КЖ-II – масса культуральной жидкости II стадии, кг;

m_КЖ-III – масса культуральной жидкости III стадии, кг;

m_CO2-III – масса углекислого газа, выделившегося при культивировании III стадии, кг.

 

IV стадия

где: m_ПС-IV – масса питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, используемой на IV стадии, кг;

m_КЖ-III – масса культуральной жидкости III стадии, кг;

m_{мат.к-ры} – масса маточной культуры, кг;

m_CO2-IV – масса углекислого газа, выделившегося при культивировании IV стадии, кг.

Если суммировать все 4 уравнения и сократить некоторые члены, то получим общее уравнение

где: V_ПС-I – объём питательной среды с солодовым экстрактом, используемой на I стадии, м³;

ρ_{ПС с сэ} – плотность питательной среды с солодовым экстрактом, кг/м³.

где: V_ПС-II – объём питательной среды с солодовым экстрактом, используемой на II стадии, м³;

ρ_{ПС с сэ} – плотность питательной среды с солодовым экстрактом, кг/м³.

где: V_ПС-III – объём питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, используемой на III стадии, м³;

ρ_{ПС с сэ и мел.} – плотность питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, кг/м³.

где: V_ПС-IV – объём питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, используемой на IV стадии, м³;

ρ_{ПС с сэ и мел.} – плотность питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой, кг/м³.

Массой посевного материала m_ПМ, которым является чистая культура дрожжей на скошенном агаре, можно пренебречь в виду её малости.

Для нахождения массы образовавшегося на каждой стадии углекислого газа необходимо рассчитать тепловой эффект жизнедеятельности Q_ж, кДж:

где: q_s – теплота сгорания субстратов, кДж;

q_m – теплота сгорания вновь образованной биомассы, кДж;

q_p – теплота сгорания целевого продукта, кДж.

где: H_i – удельная теплота сгорания i-ого компонента, кДж/кг;

m_i – масса i-ого компонента, кг.

Таблица 4.7.1.2.1 – Расчёт теплоты сгорания субстратов

Органические компоненты ПС	Масса компонента в ПС, кг	Масса основного вещества, кг	Удельная теплота сгорания Hi, кДж/кг	Теплота сгорания субстратов qs, кДж
I стадия
Солодовый экстракт			16,5*103
Итого:
II стадия
Солодовый экстракт			16,5*103
Итого:
III стадия
Солодовый экстракт			16,5*103
Меласса		0,48* =	16,5*103
Итого:
IV стадия
Солодовый экстракт			16,5*103
Меласса		0,48* =	16,5*103
Итого:

 

Теплота сгорания вновь образованной биомассы, кДж:

где: H_m – удельная теплота сгорания биомассы, кДж/кг;

m_m.к. – масса сухой биомассы в культуральной жидкости в конце культивирования, кг;

m_m.н. – масса сухой биомассы в культуральной жидкости в начале культивирования, кг.

I стадии

Начальной массой биомассы можно пренебречь в виду её малости. Конечную массу сухой биомассы находим через пропорцию с учётом сухого вещества (СВ=25%):

Объём культуральной жидкости, образовавшейся на стадии, м3	Масса дрожжей на выходе со стадии, кг
7	180
5*10-6	mm.к.

 

II стадия

Начальной массой сухой биомассы является конечная масса сухой биомассы I стадии m_m.н.=0,032*10^-3 кг. Конечную массу сухой биомассы находим через пропорцию с учётом сухого вещества (СВ=25%):

Объём культуральной жидкости, образовавшейся на стадии, м3	Масса дрожжей на выходе со стадии, кг
7	180
45*10-6	mm.к.

 

III стадия

Начальной массой сухой биомассы является конечная масса сухой биомассы II стадии m_m.н.=0,29*10^-3 кг. Конечную массу сухой биомассы находим через пропорцию с учётом сухого вещества (СВ=25%):

Объём культуральной жидкости, образовавшейся на стадии, м3	Масса дрожжей на выходе со стадии, кг
7	180
450*10-6	mm.к.

 

IV стадия

Начальной массой сухой биомассы является конечная масса сухой биомассы III стадии m_m.н.=2,89*10^-3 кг. Конечную массу сухой биомассы находим через пропорцию с учётом сухого вещества (СВ=25%):

Объём культуральной жидкости, образовавшейся на стадии, м3	Масса дрожжей на выходе со стадии, кг
7	180
4500*10-6	mm.к.

 

 

Эквивалентное количество наиболее энергоёмкого компонента питательной среды, кг:

где: H_экв – удельная теплота сгорания наиболее энергоёмкого компонента питательной среды, кДж/кг.

 

4.7.2 Материальный баланс стадии <номер и название стадии по заданию>