Sterylizacja parowa serwatki w bioreaktorze

10

Próbuję zaprojektować bioreaktor do produkcji kwasu cytrynowego z serwatką i Aspergillus Niger.

Pierwszym krokiem w tym procesie byłoby umieszczenie serwatki w reaktorze z odrobiną dekstrozy (około 10%). Następnie roztwór ten należy wysterylizować i myślałem o zastosowaniu okresowej sterylizacji parowej przez bezpośrednie wstrzyknięcie pary do reaktora. Sterylizację należy przeprowadzić w 121 ° C.

Nie jestem pewien, jak obliczyć czas sterylizacji i ilość pary wymaganej dla danej objętości reaktora (około 600 m 3 ). Myślałem o obliczeniu tego tak, jak gdybym miał autoklaw o pojemności 600 m 3 , ale wątpię, czy jest to przybliżenie. W takim przypadku kinetykę śmierci dałoby równanie Arrheniusa :

k=AeERT

Musiałbym określić energię aktywacji, , współczynnik wykładniczy lub jakieś przybliżenie dla . Następnie musiałbym po prostu zintegrować równania dla ciepła i utrzymywać wymaganą energię:A kEAk

heat=ln(N0V0N1V1)=t0t1k(t)dthold=ln(N1V1N2V2)=k(t2t1)dt

Aby dowiedzieć się, i .t 2t1t2

Czy poprawnie podchodzę do tego problemu?

facuq
źródło
1
Czy znasz SAL, którego potrzebujesz? Mój podręcznik inżynierii procesów jest w tym poruszony, ale tylko krótko i chcę się nad tym trochę zastanowić, zanim udzielę złej odpowiedzi.
mart
Sterylizację można osiągnąć zarówno za pomocą temperatury, jak i ciśnienia. Może powinieneś także zbadać stronę ciśnieniową pytania.
BOB

Odpowiedzi:

2

Wszystko zależy od poziomu sterylizacji, jaki chcesz osiągnąć. Jak mówisz, musisz znać parametry kinetyki śmierci lub równoważnie log-dziesiętny czas redukcji (D) i jak zmienia się on wraz z temperaturą (Z). Ponieważ sterylizacja jest problemem występującym prawie wszędzie w przemyśle spożywczym, standardowy cykl sterylizacji trwa 30 minut. w 121 ° C w zimnym miejscu reaktora. To gwarantuje, że przetrwalniki wielu Bacillus , Clostridium i innych termofilnych mikroorganizmów nie będą w stanie przetrwać.
W przypadku reaktora o pojemności 600 m3 najłatwiej jest mieć sondę temperatury wewnątrz reaktora. Jak dużo pary? To zależy od tego, jak dobrze izolowany jest twój reaktor. Najlepiej jest utworzyć pętlę sprzężenia zwrotnego o wartości zadanej 121 ° C, która wysyłałaby parę, gdy temperatura zaczyna spadać. W przeciwnym razie możesz spróbować zrobić to samo ręcznie.

Toulousain
źródło