Sterylizacja parowa serwatki w bioreaktorze

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 = A e^{\frac{- E}{R T}}

$k = Ae^{\frac{-E}{RT}}$

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

\begin{aligned} \nabla h e a t & = l n (\frac{N_{0} V_{0}}{N_{1} V_{1}}) = \int_{t_{0}}^{t_{1}} k (t) d t \\ \nabla h o l d & = l n (\frac{N_{1} V_{1}}{N_{2} V_{2}}) = k (t 2_{-} t_{1}) d t \end{aligned}

$\begin{align} \nabla heat &= ln(\frac{N_0 V_0}{N_1 V_1}) = \int_{t_0}^{t_1} k(t) dt \\ \nabla hold &= ln(\frac{N_1 V_1}{N_2 V_2}) = k(t2_-t_1) dt \end{align}$

Aby dowiedzieć się, i . $t_1$ $t_2$

Czy poprawnie podchodzę do tego problemu?

chemical-engineering process-engineering steam

— facuq
źródło

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

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