Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

Диссертационная работа:

Аль Асаад Куссай Махмуд. Влияние кратности разбавления мелассы и расхода воздуха на кинетику роста дрожжей при периодическом культивировании в аппарате барботажного типа : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.07 Санкт-Петербург, 2007 99 с., Библиогр.: с. 83-91 РГБ ОД, 61:07-5/4244

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Основные обозначения 4

Введение 5

1. Анализ состояния проблемы и постановка

задач исследования 10

  1. Предварительная оценка состояния проблемы 10

  2. Бесприточное культивирование 12

  1. Удельная скорость роста 12

  2. Зависимость удельной скорости роста

от концентрации субстрата 16

1.3. Влияние на кинетику размножения дрожжей

концентрации биомассы 26

1.4. Пути интенсификации процесса культивирования 29

2. Экспериментальные исследования по периодическому
аэробному культивированию дрожжей Saccharomyces

cerevisiae в барботажном аппарате 37

  1. Описание экспериментальной установки 37

  2. Бесприточное культивирование 39

  1. Методика проведения эксперимента 39

  2. Результаты экспериментов 41

2.3. Культивирование с притоком мелассы 45

  1. Методика проведения экспериментов 45

  2. Результаты экспериментов 45

3. Обработка экспериментальных данных и выбор

математической модели кинетики культивирования 52

3.1. Бесприточное культивирование

в аппарате барботажного типа 52

  1. Проверка уравнения Моно 53

  2. Вывод уравнения кинетики 56

3.2. Культивирование с притоком мелассы 63

  1. Культивирование в аппарате барботажного типа 63

  2. Доливное культивирование в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате (КСИА) 70

Основные результаты работы и выводы 82

Литература 83

Приложения 92

Основные обозначения

ц - локальная удельная скорость роста, 1/ч;

ц - средняя скорость роста, 1/ч;

т - время культивирования, час;

х - концентрация биомассы, кг/м ;

тл - масса дрожжей, кг;

S - концентрация сахара, кг/м ;

Ks - константа насыщения, кг/м ;

QM - объемный расход мелассы, м3/с;

q - удельный расход воздуха, 1/ч;

D - удельная скорость разбавления субстрата, 1/ч;

В - выход биомассы, %;

цт - максимальная удельная скорость роста, 1/ч;

N - мощность источника турбулентности, вт;

С0 - равновесная концентрация кислорода в жидкости, кг/м ,

CQ - средняя концентрация кислорода в жидкости, кг/м3;

фг - объемная доля газа в культуральной среде; фк - объемная доля клеток в культуральной среде; dK - средний диаметр клеток, м; du - средний диаметр пузырей, м;

М46_ количество стандартной мелассы, содержащей 46 % сахара, кг;

Крм - кратность разбавления мелассы, кг/кг;

хб - безразмерная концентрации биомассы

у - удельная скорость относительного прироста биомассы, 1/ч.

Введение к работе:

Актуальность темы. Потребность в пекарских дрожжах возрастает из года в год, поэтому увеличение производительности дрожжевых заводов задача важная и необходимая, и решена она может быть за счет модернизации оборудования и совершенствования технологии производства.

Одним из направлений в совершенствовании технологии является культивирование дрожжевых клеток до более высоких конечных концентраций их в культуральнои жидкости по сравнению с тем, что достигнуто в настоящее время. Однако при переходе на культивирование при повышенных концентрациях биомассы приходится сталкиваться с целым рядом трудностей, как технологических, так и процессно-аппаратных.

Прежде всего возникает вопрос: каким образом скорость прироста биомассы будет меняться с изменением концентрации клеток в культуральнои среде; во-вторых, поскольку увеличение концентрации требует увеличения подачи кислорода и субстрата, то возникают другие вопросы: как будет влиять расход воздуха и кратность разбавления мелассы на развитие клеток, к сожалению, получить ответы на поставленные вопросы пока не удалось. Чтобы ответить на них необходимо провести детальные исследования кинетики культивирования дрожжей периодическим методом, как без притока субстрата, так и с притоком.

Исследование бесприточного метода культивирования важно еще и потому, что в производственных условиях он применяется на начальных стадиях, и хотя эти стадии не являются лимитирующей в общем процессе культивирования дрожжей, вопросы повышения выхода дрожжей, увеличения скорости роста так же представляют практический интерес, как и на конечной стадии, осуществляемой доливным или отъемно-доливным способом.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является установление кинетических закономерностей роста дрожжевых клеток Sac-charomyces cerevisiae в аппаратах барботажного типа при периодическом культивировании с притоком и без притока питательных веществ; установление влияния на скорость прироста биомассы кратности разбавления мелассы и расхода воздуха.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

провести анализ литературы по кинетике культивирования микроорганизмов, отвечающей цели данной работы;

на основе литературных данных и собственных исследований составить математическую модель кинетики роста популяции клеток, учитывающей изменение кратности разбавления мелассы и расхода воздуха;

провести экспериментальные исследования на модели барботажного дрожжерастительного аппарата периодическим методом с притоком и без притока субстрата и сравнить данные результаты с имеющимися дан-

ными, полученными в аппаратах иной конструкции;

на основе собственных экспериментальных данных, полученных в барботажном аппарате, и уже имеющихся результатов исследований в аппаратах других типов, определить численные значения эмпирических коэффициентов, входящих в математическую модель;

провести сравнительную оценку эффективности аппаратов бар-ботажного и струйно-инжекционного типов.

Научная новизна. Научная новизна заключается:

в установлении кинетических закономерностей культивирования пекарских дрожжей периодическим методом без подачи и с подачей субстрата в культуральную среду при различных значениях начальной и конечной концентрации биомассы, различных расходах воздуха и кратности разбавления мелассы;

в выводе уравнения кинетики, позволяющего учесть влияние кратности разбавления мелассы и расхода воздуха на скорость прироста биомассы и прогнозировать ведение технологического процесса;

_ в экспериментальной проверке математической модели и получении на основе опытов численных значений эмпирических коэффициентов.

Практическая значимость. Результаты исследований использовались при расчете технологических режим культивирования дрожжей на лабораторном стенде объемом 0,01 м3.

Результаты исследования переданы в Санкт-Петербургский институт управления и пищевых технологий для составления технологических регламентов производства пекарских дрожжей на различных стадиях культивирования.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на НТК профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов СПбГУНиПТ в 2005, 2006 и 2007 гг; на международных ШЖ «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», г. Калининград, 2006 г.

По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в т.ч. 1 работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Подобные работы
Кхалил Муханнад Мустафа
Исследование влияния параметров процесса культивирования на закономерности роста и размножения хлебопекарных дрожжей в аппаратах разной конструкции и разработка высокоэффективных технологий накопления биомассы
Попова Мария Юрьевна
Влияние условий хранения на качественные показатели и содержание общей ДНК в различных типах соевых белковых продуктов
Исламмагомедова Эльвира Ахмедовна
Биохимические особенности нового штамма дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635 в зависимости от условий культивирования
Кокиева Галия Ергешевна
Разработка технологии и аппарата для культивирования кормовых дрожжей сельскохозяйственного назначения
Дмитриев Андрей Владимирович
Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на жидком и твердом топливе, в аппаратах вихревого типа
Земцев Андрей Михайлович
Повышение эффективности работы дождевальных машин и установок с использованием дождевального аппарата турбинного типа
Альхаф М. Надер
Разработка программно-алгоритмического обеспечения для оценивания движения и характеристик аппаратов баллистического типа по результатам летных испытаний
Третьяков Александр Александрович
Моделирование и оптимальное управление процессом синтеза монометиланилина в контактном аппарате трубчатого типа
Невейкин Михаил Евгеньевич
Алгоритмы распознавания типов летательных аппаратов методом динамических эталонов
Мурадова Мадина Миязуллаховна
Исследование и разработка полупроводниковых термоэлектрических полупроводниковых теплообменных аппаратов проточного типа

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net