Последовательность расчета

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

А_Х=V_F = 14. 24,75 = 346,5 (кг).

Где V_F = V_ж – 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 = V_F = 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 = С_Хн = 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

СH_mO_l + X₁ NH₃ + X₂ O₂ = X₃ CH_рО_nN_q + X₄ CO₂ + X₅ H₂O,

С + NH₃ + O₂ = СН_1,77О_0,49N_0,16 + 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 ρ_G= ρ_B– 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 Q_с – секундный расход газа).