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 :
Musiałbym określić energię aktywacji, , współczynnik wykładniczy lub jakieś przybliżenie dla . Następnie musiałbym po prostu zintegrować równania dla ciepła i utrzymywać wymaganą energię:A k
Aby dowiedzieć się, i .t 2
Czy poprawnie podchodzę do tego problemu?
Odpowiedzi:
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.
źródło