5.1. Концентрация субстрата в питательной среде
(кг/м3)
5.2. Концентрация биомассы в микробной суспензии
= (50 – 0,5). 0,5 = 24,75 (кг/м3)
5.3. Производительность аппарата по биомассе
АХ=VF 
= 14. 24,75 = 346,5 (кг).
Где VF = Vж – Обьем биомассы на выходе
5.4. Остаточные концентрации питательных веществ в суспензии
.
= 0,06 + 0,156 + 0,034 + 0,045 + 0,175 + 0,035 + 0,026 = 0,531 (кг/м3)
= 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
= 3,11. 10-4
5.5. Плотность микробной суспензии
Где 
= 
= 1588 (кг/м3)
5.6. Расход питательной среды на ферментацию (без учета потери влаги на испарение)
V0 = VF = 14 (м3)
5.7. Концентрации компонентов питания в питательной среде
=24,75. 0,094 + 0,05 = 2,377 (кг/м3)
=24,75. 0,028 + 0,05 = 0,743 (кг/м3)
=24,75. 0,002 + 0,018 = 0,068 (кг/м3)
=24,75. 0,0004 + 0,009 = 0,019 (кг/м3)
=24,75. 0,003 + 0,017 = 0,091 (кг/м3)
=24,75. 0,0001 + 0,008 = 0,011 (кг/м3)
=24,75. 0,0002 + 0,006 = 0,011 (кг/м3)
5.8. Концентрация питательных веществ в питательной среде
.
= 2,864 + 2,322 + 0,128 + 0,095 + 0,91 + 0,048 + 0,048 = 6,415 (кг/м3)
= 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
= 4,48. 10-3
5.9. Плотность питательной среды
.
Где 
= СХн = 4 (кг/м3) - Начальная концентрация биомассы
5.10. Расход субстрата
.
5.11. Концентрация компонентов питания в объеме смеси питательных веществ 
.
5.12. Расход питательных веществ на ферментацию
.
5.13. Плотность смеси питательных веществ
.
= 200 + 730 + 20 +20 +20 + 20 + 20 = 1030 (кг/м3)
5.14. Расход посевного материала
.
5.15. Расход О2 и выделение СО2 на 1 кг биомассы рассчитывается исходя из стехиометрических соотношений в уравнении суммарной реакции биосинтеза по основным ее элементам
СHmOl + X1 NH3 + X2 O2 = X3 CHрОnNq + X4 CO2 + X5 H2O,
С 
+ 
NH3 + 
O2 = 
СН1,77О0,49N0,16 + 
CO2 + 
H2О
где m, l, р, n, q -число атомов O, H, N, приходящихся на 1 атом углерода в субстрате и биомассе:
где 
- массовые доли C, H, О и N в биомассе.
5.16. Расход воздуха на аэрацию
.
5.17. Расход выходящего газа
.
5.18. Доля О2 в выходящем газе
.
5.19. Доля СО2 в выходящем газе
.
5.20. Плотность выходящего газа
.
Где ρG= ρB– плотность воздуха
5.21. Расход технологической воды
.
Результаты расчета сводятся в таблицу материального баланса.
Таблица 2. Таблица материального баланса
| Наименование сырья и компонентов | Объем, м3 | Плотн., кг/м3 | Масса, кг | Наименование продуктов | Объем, м3 | Плотн., кг/м3 | Масса, кг |
| 1.Субстрат | 0,44 | 698,72 | |||||
| 2.Посевная биомасса | 0,053 | 55,65 | |||||
| 3.Смесь питательных веществ, в т.ч. | 1,105 | 1138,15 | 1.Микробная суспензия, в т.ч. дрожжи | 1001,58 | 14022,1 | ||
| 4.Технологическая вода | 12,31 | 2.Испаряемая влага | ……. | ……. | ……. | ||
| 5.Аэрирующий воздух | 7115,38 | 1,29 | 9178,8 | 3.Отходящий газ | 7147,39 | 1,31 | 9363,1 |
| Итого: | 23381,3 | Итого: |
Определяется кратность аэрации и время цикла культивирования
6.1. Bремя цикла культивирования:
6.2. Секундный расход газа:
6.3.Кратность аэрации:
Назначаются тип аэрирующего устройства и тип мешалки, и выполняется расчет аэрирующего устройства и расчет мощности привода.
Исходные данные для расчета: V - объем аппарата; j - коэффициент заполнения, К - кратность аэрации (или Qс – секундный расход газа).
