発酵プロセスは、最適な微生物活性と製品収量を確保するために、質量および熱伝達の効果的な管理が必要です。これらのプロセスをラボから産業スケールにスケールアップすることで、効率と安全性を維持するために正確な計算が伴います。この記事では、これらの計算を実行するための実用的なガイダンスを提供します。

発酵における大量転送

マス転送は、発酵システム内の栄養素、ガス、廃棄物の製品を移動します。適切な計算により、微生物が十分な栄養素や酸素を摂取し、阻害物質を除去することを可能にします。

酸素の移動率の計算(OTR)

酸素の転送率は、気体発酵にとって重要です。 体積酸素伝達係数(kLa)と溶融酸素濃度の違いを使用して推定することができます。

OTR = kLa × (C* - C)]

どこ:

  • C*]は酸素の飽和濃度です。
  • C]は、実際の溶融酸素濃度です。

発酵の熱伝達

微生物活性に影響を及ぼす温度変動を防ぐため、熱の管理は不可欠です。 計算は、システムの熱除去能力と発酵中に発生する熱に焦点を合わせます。

熱取り外しの計算

脱熱率(Q)は、以下のとおり推定できます。

Q = m×Cp×ΔT

どこ:

  • m]は冷却液の質量です。
  • Cp]は、特定の熱容量です。
  • ΔT]]は、入口と出口の間の温度差です。

これらの計算への調整は、発酵スケールとシステム設計に基づいて、効果的な熱除去とプロセス安定性を確保する必要があります。