Кимёвий технология асосий жараён ва курилмалари

6.3. Fermentatsiya jarayonida massa almashinish

Aerob mikroorganizmlar o`zlarining rivojlanishi davrida ko`p miqdordagi kislorodni talab qiladi. Bunda kislorod organik substratlarni oksidlab (nordonlab), to`qimalarni energiya bilan ta’minlaydi. Kislorod suvda yomon eriydi va uning suvdagi konstentrastiyasi 8,1 mg/l ni tashkil etadi.

Fermentatsiyalash jarayonni tashkil qilishda mikrob o`stirilayotgan suyuqlikni havo bilan doimiy to`yintirib turish lozimdir.
Suyuqlikni havo bilan to`yintirish mobaynida ikkita jarayon yuz beradi: fermentatsiya sharoitidagi ozuqa suyuqligini to`yintirilgan havo tarkibidan kislorodni yutib olishi (absorbstiyalanish) va muhitda erigan kislorodni mikroorganizmlar tomonidan o`zlashtirishi (ozuqalanishi).
Suyuq faza uchun massa almashinish tenglamasi quyidagicha yoziladi:
(6.7)
bu erda M - kislorod konstentrastiyasi, kg; <sub>s</sub>-suyuq fazadagi massani yig`ilish koeffistienti, m/soat; x_m - kislorodning muvozanat konstentrastiyasi, kg/m³; x - kislorodning suyuq fazadagi ishchi konstentrastiyasi, kg/m³; F - massa almashinish yuzasi, m²;  - jarayon davomiyligi, soat;

Barbotajli qurilmalarda fazalar yuzasini aniqlab bo`lmaganligi tufayli, quyidagicha ifodalaymiz:

bu erda V_i - fermentatorning ishchi hajmi, m³; a - massa almashinishning solishtirma yuzasi, m²/m³.

(6.7) tenglamani quyidagi ko`rinishga keltiramiz:

(6.8)
yoki
(6.9)
bu erda _s - hajmiy massa berish koeffistienti, soat^-1; _sv=_s  a.

Ishlab chiqarishda suyuqlikda erigan kislorodning konstentrastiya miqdori o`lchanmaydi, balki suyuqlik bilan muvozanatda bo`lgan gaz fazasining parstial bosimi aniqlanadi.

Genri qonuniga binoan:

bu erda E - Genri doimiysi, kg/(m³ Pa); ^Ro₂ - ozuqa muhitidagi kislorodning parstial bosimi, Pa.

Fermentatsiya muhitidagi mikroorganizmlarning kislorodni o`zlashtirib olish tezligi W<sub>o</sub> har qanday vaqtda absorbstiya tezligiga teng deb hisoblasak, unda x=0 bo`lidi.

(6.10)
Shuni ta’kidlab o`tish kerakki, massa berish koeffistienti suyuq fazadagi muhitning aralashish tezligiga va havo bilan to`yinish sharoitiga bog`liq. Fermentatordan tashqariga chiqariladigan havodagi kislorod konstentrastiyasining miqdori 18...20% ni tashkil etadi.