Esterilización con vapor de suero en un biorreactor

Estoy tratando de diseñar un biorreactor para producir ácido cítrico con suero y Aspergillus Niger.

El primer paso en el proceso sería poner suero en el reactor con algo de dextrosa (aprox. 10%). Entonces, esta solución debería esterilizarse, y estaba pensando en usar la esterilización por vapor por lotes mediante inyección directa del vapor en el reactor. La esterilización debe hacerse a 121 ° C.

No estoy seguro de cómo calcular el tiempo de esterilización y la cantidad de vapor requerida para un volumen de reactor dado (aproximadamente 600 m ³ ). Estaba pensando en calcularlo como si tuviera un autoclave de 600 m ³ , pero dudo que la aproximación se mantenga. En ese caso, la cinética de la muerte estaría dada por la ecuación de Arrhenius :

k = A e^{\frac{- E}{R T}}

$k = Ae^{\frac{-E}{RT}}$

Necesitaría determinar la energía de activación, , el factor pre-exponencial , o alguna aproximación para . Entonces, solo tendría que integrar las ecuaciones para el calor y mantener la energía requerida: $E$ $A$ $k$

\begin{aligned} \nabla h e a t & = l n (\frac{N_{0} V_{0}}{N_{1} V_{1}}) = \int_{t_{0}}^{t_{1}} k (t) d t \\ \nabla h o l d & = l n (\frac{N_{1} V_{1}}{N_{2} V_{2}}) = k (t 2_{-} t_{1}) d t \end{aligned}

$\begin{align} \nabla heat &= ln(\frac{N_0 V_0}{N_1 V_1}) = \int_{t_0}^{t_1} k(t) dt \\ \nabla hold &= ln(\frac{N_1 V_1}{N_2 V_2}) = k(t2_-t_1) dt \end{align}$

Para averiguar y . $t_1$ $t_2$

¿Estoy abordando este problema correctamente?

chemical-engineering process-engineering steam

— facuq
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¿Conoces la SAL que necesitas? Mi manual de ingeniería de procesos entra en esto, pero solo brevemente y quiero pensarlo un poco antes de dar una respuesta incorrecta.

— Mart

La esterilización se puede lograr tanto con temperatura como con presión. Quizás también debería investigar el lado de la presión de la pregunta.

— BOB

Todo depende del nivel de esterilización que desee alcanzar. Como usted dice, necesitaría conocer los parámetros de la cinética de la muerte, o de manera equivalente, el tiempo de reducción decimal decimal (D) y cómo cambia con la temperatura (Z). Como la esterilización es un problema que ocurre en casi todas partes en la industria alimentaria, un ciclo de esterilización estándar dura 30 minutos. a 121 ° C en el punto frío de su reactor. Esto asegura que las esporas de muchos Bacillus , Clostridium y otros microorganismos termofílicos no puedan sobrevivir.
Para un reactor de 600 m3, lo más fácil es tener una sonda de temperatura dentro del reactor. ¿Cuánto vapor? Eso depende de cuán bien aislado esté su reactor. Lo mejor es hacer un ciclo de retroalimentación con un punto de ajuste de 121 ° C que enviaría vapor cada vez que la temperatura comience a bajar. De lo contrario, puede intentar hacer lo mismo manualmente.

— Toulousain
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