Procesele de rafinare necesită gestionarea eficientă a transferului de masă și căldură pentru a asigura activitatea microbiană optimă și randamentul produsului. Scalarea acestor procese de la scară de laborator la scară industrială implică calcule precise pentru a menține eficiența și siguranța. Acest articol oferă orientări practice privind efectuarea acestor calcule pentru o scară-up de succes.

Transfer masiv în fermentaţie

Transferul de masă implică deplasarea de nutrienți, gaze și deșeuri în cadrul sistemului de fermentare. Calculul adecvat asigură că microorganismele primesc nutrienți și oxigen adecvate în timp ce elimină substanțe inhibitoare.

Calculul ratei de transfer de oxigen (OTR)

Rata de transfer de oxigen este critică pentru fermentarea aerobică. Se poate estima folosind coeficientul de transfer de oxigen volumetric (kLa) și diferența de concentrație de oxigen dizolvat:

OTR = kLa × (C* - C)

unde:

  • C* este concentrația de oxigen saturat.
  • C este concentrația efectivă de oxigen dizolvat.

Transfer termic în fermengation

Gestionarea căldurii este esențială pentru prevenirea fluctuațiilor de temperatură care pot afecta activitatea microbiană. Calculele se concentrează pe capacitatea de eliminare a căldurii a sistemului și căldura generată în timpul fermentației.

Calcularea eliminării căldurii

Rata de eliminare a căldurii (Q) poate fi estimată prin:

Q = m × Cp × ΔT

unde:

  • m este masa lichidului de răcire.
  • Cp este capacitatea termică specifică.

Ajustările acestor calcule sunt necesare pe baza scalei de fermentare și a proiectării sistemului pentru a asigura eliminarea eficientă a căldurii și stabilitatea procesului.