Ферментацияны масштабтау және Бокс-Уилсон әдісімен үздіксіз культивирлеуді басқару

Параметрлерді сырттай реттейтін үздіксіз культивирлеу Бокс-Уилсон әдісі

Орындаған:Билалова А. Н

Тексерген:Кабденова А. Т

Жоспар:

Ферментация процестерін масштабтау

Масштабтау мақсатының негізі.

«Төменнен жоғары қарай» және «жоғардан төменге қарай» маштаптау.

Ферментация процестерін масштабтау

Ферментация процестерін игеру ең алдымен зертханалық жағдайда колбалардан, содан соң көлемі 1 - 10 л масштабтағы зертханалық ферментерда, әрі қарай сынақ 50, 100, 100 және одан да үлкен көлемді тәжірибелік қондырғыларда жүргізіледі. Өнеркәсіптік құрылғылардың көлемі өнім түріне және оған деген қажеттіліктерге байланысты болады. Мұнда мәселе ондаған - 10, 20, 50, 60, 100 м3 жөнінде қозғалады, жекелеген аппараттардың көлемі 1000 м3 жоғары (азықтық, дрожжыларды алуда) болады.

Әдетте, түрлі масштабтағы аппараттарда біркелкі микроағзалар мен құрамы бірдей қоректік орталарды қолданады. Литр, текше метр, милилитр - көлем бірлігіне есептегенде - алынатан өнім мөлшері бірдей немесе әртүрлі масштабтағы аппараттарда бірдей мәнге жуықтайды. Алайда, бұндай болжамдар шындығында олай емес. Керісінше, әртүрлі масштабтағы және құрылымды аппараттардағы процесс нәтижелері арасындағы айырмашылық жиі, кей жағдайда бірнеше рет ьайқалады. Оған сәйкес өндірістік тәжірибеде масштабтау мәселесі туындайды.

Масштабтау

Масштабтау - бір өлшемді (немесе құрылымды) жабдықтардағы өткен процестің басқа өлшемді немесе басқа құрылымды аппараттарда алынған нәтижесі. Масштабтау, мысалы, Джонатан Скифтің "Гулливердің саяхаты" кітабында келтірілген. Гулливер ергежейлі адамдарға тұтқынға түсіп қалады және оларда Гулливерді тамақтандыру мәселесі туындайды. Олардың масштабтау жөніндегі маманы масштабтауға өту критериін ойлап тапты: Гулливерге 1728 ергежейлі адамдардың тағамын береді. Бұл санның шығу мәнісі мынада: Гулливер ергежейлі адамдарға қарағанда 12 есе ірі (бойының ұзындығы бойынша) болған, яғни көлемі және массасы бойынша Гулливер мен ергежейлі адамдар арасындағы қатынас: 123 : 1 = 1728 тең. Масштабтау сәтті өткен: Гулливер көптеген түрлі барырлық әркеттер жасап, тұтқыннан босап шыққан.

«Төменнен жоғары қарай» масштабтау

Әдетте «төменнен жоғары қарай» масштабтау жүзеге асырылады. Лабораториялық жағдайда алынған нәтижелерді үлкен көлемді аппаратқа маштаптау үшін таңдалып алынған барлық критерилерді жүзеге асыру үшін ауыстырылады. Бұл маштаптау ұғымын «Scale - up» териміні білдіреді. Бұл көбінесе сәтті нәтижелерге жеткізе бермейді, себебі, әдетте, өндірістік аппаратурада кіші маштапты аппарат шарытына ұқсас гидродинамикалық және масса - берілу шартын құру мүмкіндігі жоқ

«жоғардан төмен қарай» масштабтау

Осыдан өнеркәсіпте бар өндірістік аппаратураға тез арада бейімделеді. Бұл аппараттарды массаберлеу сипаттамасы және басқа маштаптау критерилер есібінде меңзеледі және өндірістік аппараттардағы зертханалық шарттарды критерий арқылы қуады. Сәйкесінше колбалардағы процесті ҚЛа - ның қажетті мәнде (яғни қоршаған ортаға белгілі көлемде) анықталады. Дегенмен, мұндай қондырғылардағы нәтижелер лабораториялық қондырғыда максималды дәрежеде аман шығуға ұмтылу арқылы алуға болатын техникалық - экономикалық көрсеткіштерге қарағанда нашар болады.

Алынған нәтижелер еш қиындықсыз өндірістік аппараттарға ауыстырылады. Өндірістегі техникалық процестің ең соңғы көрсеткіштері аса нашар емес, алкөбінесе ол «Scale - up» типімен маштаптаудан әлдеқайда жақсы.