Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)
Оптимальные режимы термической стерилизации
жүктеу/скачать 1,87 Mb. Pdf көрінісі
|
Tehnologiya-mikrobnogo-sinteza-El--konspekt-lekcij (2)
| 5.5. Оптимальные режимы термической стерилизации
оборудования и коммуникаций Тепловая стерилизация оборудования занимает большое место в топливно-энергетическом балансе предприятий и во многом обу- словливает энергоемкость микробиологических производств. Эффективность стерилизации оборудования оценивают по вели- чине безразмерного критерия Дейндорфера (критерия стерилизации): τ, D k где k – константа скорости отмирания микроорганизмов, мин –1 ; τ – про- должительность стерилизации аппарата в изотермическом режиме, мин. Условия стерилизации выбирают такими, чтобы величина крите- рия Дейндорфера составляла не менее 80 (уровень асептики – несте- рильна одна операция из ста). Проведенные на предприятиях расчеты показали, что на практике критерий D по действующим режимам стерилизации оборудования составляет 200–300 и более, что не рационально с позиций энергети- ческих затрат. Оптимальным считают такой режим стерилизации, ко- торый обеспечивает достижение требуемой величины критерия D (80– 100) при минимальных величинах расхода пара и продолжительности термообработки. Такой режим стерилизации оборудования может быть эффективным на практике при отсутствии так называемых «сла- бых точек» (длинных и узких штуцеров, гнезд КИП, тупиковых обла- стей, в которых создаются воздушные пробки). Рассмотрим пример. Аппарат стерилизуют при температуре 126°С в течение 1 ч. Из справочных данных константа отмирания микроорганизмов при 126°С k = 5,9. Следовательно, критерий сте- рилизации D = 5,9 · 60 = 354. Очевидно, что режим стерилизации не является рациональным (так как D >> 80) и приводит к перерасходу пара и увеличению време- ни подготовки аппарата к работе. Для оптимизации процесса предлагается учитывать суммарный стерилизующий эффект на стадиях нагревания, выдержки и охлажде- ния аппарата. При этом предполагается, что стерилизующий эффект, который следует учитывать, обеспечивается лишь при температуре не менее 100°С, а зависимость температуры от времени на стадиях нагревания и охлаждения линейна. При изменяющейся температуре критерий стерилизации рассчитывают из выражения 53 нагр (охл) нагр (охл) стер стер τ , 100 D D t где D стер – критерий при температуре стерилизации (t стер ); τ нагр (охл) – продолжительность изменения температуры от 100°С до t стер . Рассмотрим пример. Ферментатор прогревается от 100°С до тем- пературы стерилизации за 45 мин, стерилизуется при 124°С и охла- ждается от t стер до 100°С в течение 60 мин. Тогда нагр 45 18,66 35,0; 124 100 D охл 60 18,66 46,6, 124 100 D где 18,86 – табличное значение критерия стерилизации при 124°С. Суммарный критерий D = 35,0 + 46,6 = 81,6. Следовательно, в принятых в примере условиях стерилизации требуемые значения критерия достигаются без применения выдержки. |