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

Расчёты приводятся для получения 1 колбы маточной культуры (V_{мат.к-ры} = 5 л).

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_{р-ра сэ} – масса раствора солодового экстракта, кг;

m_(NH4)2SO4 – масса (NH₄)₂SO₄, кг;

m_(NH4)2HPO4 – масса (NH₄)₂HPO₄, кг;

m_MgSO4 – масса MgSO₄, кг.

 

Масса раствора солодового экстракта, кг:

где: m_сэ – масса солодового экстракта, кг;

СВ_{р-ра сэ} – сухое вещество раствора солодового экстракта, %;

СВ_сэ – сухое вещество солодового экстракта, %.

Масса солодового экстракта:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	mсэ, кг
4,5	0,7
0,05	mсэ

 

Тогда

Масса воды питьевой, кг:

 

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_{р-ра сэ} – масса раствора солодового экстракта и мелассы, кг;

m_(NH4)2SO4 – масса (NH₄)₂SO₄, кг;

m_(NH4)2HPO4 – масса (NH₄)₂HPO₄, кг;

m_MgSO4 – масса MgSO₄, кг.

 

Масса раствора солодового экстракта и мелассы, кг:

где: m_сэ – масса солодового экстракта, кг;

m_мел. – масса мелассы, кг;

СВ_сэ – сухое вещество солодового экстракта, %;

СВ_мел. – сухое вещество мелассы, %;

СВ_{р-ра сэ и мел.} – сухое вещество раствора солодового экстракта и мелассы, %.

Масса солодового экстракта:

Находим через пропорцию

Объём питательной среды, л	mсэ, кг
4,5	0,35
4,95	mсэ

 

 

На приготовление раствора мелассы идёт столько же сколько и солодового экстракта, т.е. 0,39 кг.

Тогда

Масса воды питьевой, кг:

 

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 ТП.3 приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом в автоклаве

Наименование полупродуктов и сырья	Содержание основного вещества, %	Масса		Объём, м3	Плотность, кг/м3
		кг	кг основного вещества
Израсходовано на стадии (суммарно)
А) Полупродукты: а) Раствор солодового экстракта
- солодовый экстракт	90
- вода питьевая
Б) Сырьё: 1. Компоненты питательной среды, в том числе:
а) (NH4)2SO4
б) (NH4)2HPO4
в) MgSO4
Итого:		∑=
Получено на стадии (суммарно)
А) Полупродукты: 1. Стерильная питательная среда
Б) Отходы
В) Потери
Итого:		∑=

 

Таблица 4.7.1.1.2 – Таблица материального баланса стадии ТП.3 приготовления и стерилизации питательной среды с солодовым экстрактом и мелассой в автоклаве

Наименование полупродуктов и сырья	Содержание основного вещества, %	Масса		Объём, м3	Плотность, кг/м3
		кг	кг основного вещества
Израсходовано на стадии (суммарно)
А) Полупродукты: а) Раствор солодового экстракта и мелассы
- солодовый экстракт	90
- меласса	47
- вода питьевая
Б) Сырьё: 1. Компоненты питательной среды, в том числе:
а) (NH4)2SO4
б) (NH4)2HPO4
в) MgSO4
Итого:		∑=
Получено на стадии (суммарно)
А) Полупродукты: 1. Стерильная питательная среда
Б) Отходы
В) Потери
Итого:		∑=

 

 

4.7.1.2 Материальный баланс культивирования маточной культуры

Расчёты приводятся для получения 1 колбы 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		0,9*=	16,5*103
Итого:
II стадия
Солодовый экстракт		0,9*=	16,5*103
Итого:
III стадия
Солодовый экстракт		0,9*=	16,5*103
Меласса		0,47* =	16,5*103
Итого:
IV стадия
Солодовый экстракт		0,9*=	16,5*103
Меласса		0,47* =	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.

 

Находим массу маточной культуры для засева аппарата ЧК-I (на засев аппарата ЧК-I идёт 2 колбы маточной культуры).

где: А – ожидаемое количество на стадии ЧК-I, кг;

µ - удельная скорость роста, ч^-1;

τ – длительность роста дрожжей без лаг-фазы, ч.

τ=24-1=23 ч

 

Масса маточной культуры в 1 колбе:

Масса сухой маточной культуры, кг:

где: СВ – сухое вещество биомассы, %.

СВ = 25 % по данным завода.

Находим массу культуральной жидкости III стадии, кг:

τ=20-1=19 ч

Масса сухой биомассы, образовавшейся на III стадии, кг:

Находим массу культуральной жидкости II стадии, кг:

τ=22-1=21 ч

Масса сухой биомассы, образовавшейся на II стадии, кг:

Находим массу культуральной жидкости I стадии, кг:

τ=24-1=23 ч

Масса сухой биомассы, образовавшейся на I стадии, кг:

Массой чистой культуры, вносимой петлёй в питательную среду на I стадии, можно пренебречь в виду её малости.

Эквивалентное количество наиболее энергоёмкого компонента питательной среды, кг:

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

 

 

Таблица 4.7.1.2.2 – Таблица материального баланса стадии ТП.3 процесса выращивания маточной культуры дрожжей

Наименование полупродуктов и сырья	Масса, кг	Объём, м3	Плотность, кг/м3
Израсходовано на стадии (суммарно)
А) Полупродукты:
1. Питательная среда с солодовым экстрактом на I стадии
2. Питательная среда с солодовым экстрактом на II стадии
3. Питательная среда с солодовым экстрактом и мелассой на III стадии
4. Питательная среда с солодовым экстрактом и мелассой на IV стадии
Б) Сырьё:
5. Чистая культура дрожжей на скошенном агаре
Итого:	∑=
Получено на стадии (суммарно)
А) Полупродукты:
1. Маточная культура дрожжей
Б) Отходы:
2. Выделившийся CO2 на I стадии
3. Выделившийся CO2 на II стадии
4. Выделившийся CO2 на III стадии
5. Выделившийся CO2 на IV стадии
В) Потери
Итого:	∑=

 

 

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