Продуктовый расчет получения биотехнологических препаратов и составление материального баланса получения ферментных препаратов г20 х

Примечание: 1. Все значения, указанные в данном расчете в процентах, могут быть изменены в зависимости от вида препарата и указываются преподавателем в исходных данных для продуктового расчета.

2. Обозначение «Активность» подразумевает под собой любое другое понятие о целевом продукте, для которого выполняется расчет. Этот могут быть: содержание витамина, антибиотика, аминокислоты, биомассы и других веществ в той размерности, которая предусмотрена в методике определения.

1. Количество ферментационной среды с учетом потерь (10%) за счет уноса среды с отходящими от ферментера газами.

Количество готовой культуральной жидкости (к. ж.) – (G) составит – 1 м³.

Потери с уносом – 10% (из вашего задания).

Количество засеянной питательной среды составит:

G₁ = G х 1,1, м³

2. Количество посевного материала для засева ферментационной среды (посевная доза – 2% по отношению к G₁)

G₂ = G₁ х 0,02, м³

Потери при выращивании посевного материала – 5%.

Количество готового посевного материала составит:

G₃ = G₂ х 0,95, м³.

2.1. Количество среды, поступившей в ферментер (среда для фермен-тации + посевной материал):

G₄ = G₃ + G₁.

3. Количество культуральной жидкости (к. ж.), полученной после ферментации и поступившей на стадии обработки (выход с учетом уноса с отходящими газами – 90%) (% уноса - из задания):

G₅ = G₄ х 0,9, м³ .

1. Потери к.ж. с отходящими газами (10%):

G₆ = G₄ х 0,1, м³ .

2. Активность культуральной жидкости (содержание активного вещества, целевого продукта и др.): А₁ (ед./см³ , мг/см³, г/см³ и т.д.) – по заданию.

3. Общая активность (или содержание другого целевого продукта):

А₂ = А₁ х G₅ (ед, г, кг и др.).

4. Количество абсолютно сухих веществ культуральной жидкости – Х% (величина указывается преподавателем в исходных данных для продуктового расчета):

G₇ = G₅ х Х/100, кг

3. Фильтрация культуральной жидкости

4.1. Расход воды на промывку осадка при гидромодуле 1:0,5 (гидромодуль из задания): G₈ = G₅ х 0,5, дм³.

4.2. Количество полученного фильтрата с учетом 10% потерь на фильтрации (механические потери – из задания):

G₉ = (G₅+G₈) x (1–0,1) , см³.

4.3. Активность фильтрата с учетом потерь от инактивации (5%) – из задания:

А₂ х (1-0,05)

А₃ = ---------------------, ед/см³

G₅+G₈

4.4.Общая активность ксиланазы в фильтрате:

А₄ = G₉ x A₃, ед.

Потери активности на стадии составят: а₁=А₂-А_4.

4.5. Содержание абсолютно сухих веществ в фильтрате – Х% (из задания):

G₁₀ = G₉  Х %/100, кг.

4.6. Количество абсолютно сухого осадка, отделенного при фильтрации:

G₁₁ = G₇ - G₁₀

При влажности осадка 85%, его количество составляет:

G₁₇ G₁₈

G₁₈ = ----------- , кг или G₁₉= ---------, дм³, где 1,2 – плотность осадка

1 – 0,85 1,2

3. Концентрирование ферментного раствора методом ультрафильтрации

5.1. Количество ультраконцентрата при степени концентрирования - 10

G₂₁ = G₁₆ : 10 , дм ³

5.2. Активность ксиланазы в ультраконценртате с учетом 10% потерь:

А₃ х G₁₆ x (1-0,1)

А₅ = -------------------------, ед/см³

G₂₁

5.3. Общая активность концентрата:

А₆ = А₅ х G₂₁ , ед.

5.4. Количество абсолютно сухих веществ в концентрате (7,5%) (определяется аналитически):

G₂₂ = G₂₁ х 0,075 , кг

5.5. Количество ультрафильтрата:

G₂₃ = G₁₆ – G₂₁ , дм³

5.6. Количество абсолютно сухих веществ в ультрафильтрате:

G₂₄ = G₂₀ – G₂₂ , кг

5.7. Общая активность ультрафильтрата (потери с ультрафильтратом – 6,5% от общей активности фильтрата):

А₇ = А₄ х 0,065 , ед.

Потери от инактивации – а₄ = А₄ – (А₆ + А₇), ед.

5.8. Активность ультрафильтрата

а₅ = А₇ : G₂₃ , ед/мл.

3. Стерилизующая фильтрация концентрата

6.1. Количество стерильного концентрата с учетом потерь – 3%

G₂₅ = G₂₁ х (1 – 0,03) , дм ³

6.2. Активность стерильного конценртата с учетом инактивации 5% от активности концентрата:

А₆ х (1-0,05)

А₈ = -------------------------, ед/см³

G₂₅

6.3. Общая активность в стерильном концентрате:

А₉ = А₈ х G₂₅ ед.

Потери от инактивации: а₆ = А₆ х 0,05, ед.

6.4. Количество абсолютно сухих веществ в стерильном концентрате:

G₂₆ = G_{25 Х} Х % (из задания)

6.5. Количество осадка, полученного при стерилизующей фильтрации:

G₂₇ = G₂₂ - G₂₆

6.6. Количество влажного осадка, полученного при стерилизующей фильтрации (влажность осадка – 85%):

G₂₈ = G₂₇ : (1 – 0,85), кг или G₂₉ = G₂₈: 1,1 , где 1,1 – плотность осадка

Потери активности с осадком: а₇ = G₂₈ х 0,85 х А₈ , ед.

3. Жидкостная стандартизация стерильного концентрата

7.1 Жидкостная стандартизация проводится каким-либо инертным наполнителем (солью поваренной, сульфатом натрия) с целью повышения содержания сухих веществ в концентрате до 10-12 % (в примере до 12%):

7.2. Количество наполнителя для жидкостной стандартизации

G₃₀ = G₂₅ х 0,12 - G₂₆ кг

7.3. Количество абсолютно сухих веществ в стерильном концентрате с наполнителем: G₃₁ = G₂₆ + G₃₀ , кг

7.4. Общая активность стерильного концентрата с учетом потерь – 1%:

А₁₁ = А₉ х (1 - 0,01), ед.

Потери активности а₇ = А₉ – А₁₁ , ед.

7.5. Количество стандартизованного стерильного концентрата с учетом увеличения объема от внесения наполнителя – 0,3%:

G₃₂ = G₂₅ x (1 + 0,003) , дм³

7.6. Активность стерильного концентрата:

А₁₁

А₁₂ = ------- , ед/мл

G₃₂

3. Сушка концентрата

8.1. Количество высушенного препарата с учетом 10% потерь препарата с отходящим воздухом (содержание влаги в препарате – W ):

G₃₁ х (1-0,1)

G₃₃ = ------------------ , кг (г)

(1-W)

8.2. Активность препарата с учетом потерь от инактивации – 8%:

А₁₁ х (1-0,08)

А₁₃ = ------------------ , ед/г

G₃₃

8.3. Содержание абсолютно сухого вещества в препарате:

G₃₄ = G₃₁ x 0,92 , кг

8.4 Потери а.с.в. при сушке с учетом влажности составят:

G`₃₄ = G₃₁ – G₃₄ , кг

8.5. Общая активность сухого препарата:

А₁₄ = А₁₃ х G₃₃ , ед.

8.6. Просеивание сухого препарата

Количество сухого препарата после просеивания (потери Х %):

Р = С₃₃ х Х

потери препарата на стадии Р₁ = С₃₃ - Р

3. Стандартизация сухого препарата

9.1. Активность стандартного препарата в соответствии с ТУ: А₁₅ (ед./г, мг/г и др.)

9.2. Количество наполнителя для стандартизации:

G₃₃ х (A₁₃ – A₁₅)

G₃₅ = ----------------------- , кг

A₁₅

9.3. Количество веществ, поступающих на стандартизацию:

G₃₆ = G₃₃ + G₃₅ , кг

9.4. Количество препарата, полученного после стандартизации при учете 2% потерь:

G₃₇ = G₃₆ (1-0,02) , кг, в том числе а.с.в. = G₃₇ х 0,92 , кг

9.5. Общая активность в стандартизованном препарате:

А₁₆ = А₁₅ х G₃₇ , ед.

9.6. Потери количества препарата при стандартизации:

G₃₈ = G₃₆ - G₃₇ , кг

9.7. Потери активности на стадии стандартизации:

а₉ = G₃₈ х А₁₅ , ед.

3. Фасовка, упаковка, маркировка

10.1. Препарат расфасовывают в полиэтиленовые мешки и затем в бумажные мешки по 15-20 кг (в зависимости от вида препарата). Потери на стадии упаковки составляют 1,0%. Количество упакованного препарата:

G₃₉ = G₃₇ x (1-0,01), кг

10.2. Механические потери: G₄₀ = G₃₇ - G₃₉ , кг

10.3. Общая активность готового препарата:

А₁₈ = G₃₉ x A₁₅ , ед.

10.4. Потери активности на стадии: а₁₀ = А₁₆ - А₁₈

Таким образом, выход препарата со стандартной активностью А₁₅ ед/г с 1 м³ культуральной жидкости составляет G₃₉ , кг, а общий выход по активности:

A₁₆ х 100%

G₄₁ = ------------------ , %

A₂

.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПОЛУЧЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

(расчет на 1 м³ культуральной жидкости)

Израсходовано

Получено

Выход фе-рмента, %

Наименование сырья и полупродуктов

Количест-во, кг, дм3

Содрержание а.с.в., кг

Активность, ед/г, ед/см3

Общая активность, ед

Наименование конечного продукта, отходов и потерь

Количество, кг, дм3

Активность, ед/г, ед/см3

Общая активность, ед.

Содержание а.с.в., кг

на стадии

к исход.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Стадия ТП- Выращивание продуцента в ферментере

- Питательная ферментационная среда - посевной материал

G1 G5

G3 G7

-

культуральная жидкость потери с уносом расход сухих веществ на энергию биосинтеза

G10 G11

A1

A2

G12 G13 G14

100

ИТОГО G8 G9 G8 A2 G9

Стадия ТП- Фильтрация культуральной жидкости

Культуральная жидкость

G10

G12

А1

А2

Фильтрат к.ж. Биомасса (W=85%)

G16 G18

A3 -

A4 а2

G20 G17

А4х100 А1 а2х100 А1

А4х100 А2

Вода для промыва осадка

G15

-

Потери от инактивации и механические

а3

а3х100 А1

Аналогично заполняются все последующие стадии получения препарата с использованием данных продуктового расчета.

Приложение 5

РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

Расчет и выбор оборудования для принятой в проекте технологической схемы производится по заданной мощности производства и по данным материального баланса и норм технологического проектирования.

Данные для расчета:

1. Объем производства - Q т/г.

2. Количество рабочих дней в году -  дней

3. Выход препарата с 1 м³ культуральной жидкости - q т/м³

Для расчета оборудования принимаем: коэффициент заполнения для смесителей отделения приготовления питательной среды и реакторов для обработки культуральной жидкости – 0,7; сборников фильтратов и концентратов – 0,8; ферментеров – 0,5, посевных аппаратов – 0,6.

4. Расчет основного оборудования

   1. Производственные ферментеры

4.1.1 Объем производства препарата в сутки (Q₁)

Q

Q₁ = ---- т/сутки,

где Q – объем производства в год;

 - количество рабочих дней в году.

4.1.2. Необходимое количество культуральной жидкости в сутки (Q₂)

Q₁

Q₂ = ---- м³

q

где Q₁ – объем производства препарата в сутки

q - выход препарата с 1 м³ культуральной жидкости.

Для рассчитанного количества культуральной жидкости в сутки выбирают ферментер, объем (V) которого при коэффициенте заполнения 0,5 близок к объему Q₂ .

4.1.3. Количество культуральной жидкости с одной ферментации при учете потерь во время ферментации (10%) составит:

Q₄ = V х 0,5 х 0,9 м³,

где Q₄ – количество культуральной жидкости с 1-ой ферментации;

V – полный объем ферментера, м³:

0,5 – коэффициент заполнения;

0,9 – коэффициент, учитывающий выход культуральной жидкости с учетом 10% потерь.

4.1.4. Количество ферментаций в сутки (n):

Q₂

n = ------ ,

Q₄

где Q₂ – необходимое количество культуральной жидкости в сутки;

Q₄ - количество к.ж. с 1-ой ферментации.

4.1.5. Количество культуральной жидкости в год (Q₅)

Q

Q₅ = ---- м³

q

где Q – объем производства препарата, т/год

q - выход препарата с 1 м³ культуральной жидкости, т/м³.

4.1.6. Продолжительность оборачиваемости одного ферментера (₁)

Полный цикл работы одного ферментера складывается из следующих величин, которые определены в задании индивидуально:

• длительность ферментации;

• слив к.ж.;

• мойка ферментера ч;

• проверка ферментера на герметичность;

• стерилизация ферментера;

• заполнение ферментера питательной средой;

• засев

4.1.7. Количество рабочих часов в году (₂):

₂ =  х 24 ч,

где  - количество рабочих дней в году.

4.1.8. Необходимое количество ферментеров (N):

Q₅ x ₁

N = ----------- ,

Q₄ x ₂

где Q₅ – количество к.ж. в год, м³

₁ - продолжительность оборачиваемости ферментера, ч.

₂ - количество рабочих часов в году, ч

Q₄ - количество к.ж. с 1-ой ферментации.

Принимаем N ферментеров и 1 запасной.

2. Посевные аппараты

Количество посевных аппаратов может быть определено двумя способами: либо они устанавливаются индивидуально к каждому ферментеру, если этого требуют специальные условия, либо их рассчитывают в зависимости от количества ферментаций в сутки и времени оборачиваемости посевного аппарата. В последнем случае посевной материал из одного посевного аппарата может поступать в группу ферментеров.

1. Полный цикл работы одного посевного аппарата (₃) складывается из следующих величин, которые определены в задании индивидуально:

• длительность выращивания посевного материала

- засев в ферментер

• мойка аппарата

• проверка на герметичность

• стерилизация пустого аппарата

• стерилизация питательной среды

• приготовление питательной среды в посевном аппарате

2. Количество посевного материала на загрузку одного производственного ферментера:

Q₆ = V х 0,5 х с м³,

где V – полный объем ферментера, м³:

0,5 – коэффициент заполнения;

с – количество посевного материала в %.

3. Полный объем посевного аппарата при коэффициенте заполнения 0,6:

Q₆

Q₇ = ---- м³,

0,6

где Q₆ – количество посевного материала на одну загрузку, м³

0,6 – коэффициент заполнения посевного аппарата.

Выбираем аппарат в соответствии с расчетом.

4. Количество посевных аппаратов:

n x ₃

n₁ = ---------- ,

24 ч

где n – количество ферментаций в сутки;

₃ - полный цикл работы посевного аппарата.

Принимаем к установке n₁ посевных аппаратов и один запасной.

Всего устанавливаем – (n₁ + 1) посевных аппаратов.

5. Расчет оборудования для приготовления питательной среды для производственного ферментера.

Для приготовления среды из углеводсодержащих компонентов (I партия) и азотсодержащих компонентов (II партия) используют отдельные емкости, и стерилизуются водные смеси этих компонентов последовательно.

1. Объем среды, который необходимо приготовить, равен полезному объему ферментера (V₁) :

V₁ = V x 0,5 м³,

где V – полный объем ферментера

0,5 – коэффициент заполнения.

5.2. Во время стерилизации среды происходит ее разбавление конденсатом (ориентировочно на 15-20%), в связи с этим, объем воды, используемый для приготовления среды (V₂), должен быть уменьшен на 20% и составит:

V₂ = V₁ x 0,2 м³,

где V₁ – полезный объем ферментера.

0,2 – коэффициент, учитывающий разбавление среды конденсатом.

3. . Объем воды для приготовления I партии среды (V₃) составляет 65-70% от общего объема воды:

V₃ = V₂ x 0,7 м³,

а для приготовления II партии среды объем воды (V₄) составит:

V₄ = V₂ x 0,3 м³

Полный объем реактора (V₅) для I партии среды при коэффициенте заполнения составит:

V₃

V₅ = ------- м³,

0,7

а для II партии среды:

V₄

V₆ = ------- м³,

0,7

Выбираем реакторы с мешалкой согласно полученным объемам и устанавливаем расчетное количество реакторов и 1 запасной.

5.4. Стерилизация питательной среды в установке непрерывной стерилизации (УНС)

5.4.1. Количество среды, поступающей на стерилизацию в сутки (Q₈):

Q₈ =V₂ м³

Время стерилизации среды не должно превышать 3 ч. В соответствии с этим, производительность (q₁) УНС должна составлять:

Q₈

q₁ = ------- м³/ ч

3

По рассчитанной производительности выбирается или рассчитывается УНС.

Общее время занятости УНС состоит из времени на стерилизацию среды и времени подготовки УНС к работе.

Время подготовки УНС складывается из:

Мойки – 1 ч

Ревизии арматуры – 1,5 ч

Проверки на герметичность – 1,0 ч

Стерилизации УНС – 1,5 ч

Устанавливают УНС нужной производительности и 1 запасную.

6. Сборники культуральной жидкости

Количество культуральной жидкости в сутки Q₂ м³

Необходимый объем сборников при коэффициенте заполнения – 0,8.

Q₂

Q₉ = ----- м³,

0,8

где Q₂ – количество к.ж. в сутки, м³

0,8 – коэффициент заполнения

Выбираем сборник с необходимым полезным объемом и рассчитываем их количество.

Полезный объем сборника (V_п) :

V_п = V_полн. х 0,8

где V_полн. – полный объем сборника,

0,8 – коэффициент заполнения.

Количество сборников:

Q₉

n₂ = ---------- ,

V_п

где Q₉ –необходимый объем сборников к.ж.

V_п – полезный объем сборника.

Принимаем n₂ сборника и один запасной. Всего сборников культуральной жидкости – (n₂+1) штуки.

7. Отделение биомассы

7.1. На отделение поступает Q₂ м³/сутки.

Фильтрующее оборудование выбираем по поверхности фильтрации.

Q₂

S = ---------- м²

g₁ х ₆

где S – необходимая поверхность фильтрации, м²

Q₂ – количество культуральной жидкости в сутки, м³

g₁ – скорость фильтрации;

₆ – время работы фильтра – 20 часов (может быть 22 ч).

Принимаем фильтрующую установку с необходимой поверхностью фильтрации S и одну запасную.

2. . Сборник фильтрата культуральной жидкости.

Количество фильтрата (Q₁₀) с учетом промывных вод (гидромодуль – 1:0,5) и выхода по объему «k» %:

Q₁₀ = (Q₂+ Q₂ х 0,5 ) x k м³,

где Q₂ – количество культуральной жидкости в сутки, м³

0,5 – гидромодуль при промывке

k - коэффициент, учитывающий выход фильтрата на стадии.

Выбирают сборник цилиндрический со сферическим днищем и рубашкой для охлаждения, объем которого близок к вычисленной величине, и рассчитывают его полезный объем.

V_п = V_полн. x 0,8 м³ , где 0,8 - коэффициент заполнения.

Количество сборников:

Q₁₀

n₃ = ---------- ,

V_п

где Q₁₀ – общее количество фильтрата, м³

V_п – полезный объем сборника.

Принимаем к установке n₃ сборников и один запасной.

7. Концентрирование фильтрата

Концентрирование биологически активных растворов может осуществляться методом ультрафильтраконцентрирования и методом вакуум-выпаривания.

Количество фильтрата, поступающего на концентрирование Q₁₀ м³.

Удельная производительность установки - g₂ м³/м² ч ( для ультраконцентрирования)

или м³/ч (для выпарки).

Время работы установки в сутки - ₇ ч.

Кратность концентрирования - n_к (из описания технологического процесса).

8.1. Количество концентрата (Q₁₁):

Q₁₀

Q₁₁ = -------- м³,

n_к

где Q₁₀ – общее количество фильтрата, м³

n_к – степень концентрирования.

8.2. Количество ультрафильтрата или испаренной влаги (Q₁₂):

Q₁₂ = Q₁₀ – Q₁₁ м³

где Q₁₀ – общее количество фильтрата, м³

Q₁₁ – количество концентрата.

8.3. Поверхность, необходимая для концентрирования методом ультрафильтрации (S₁):

Q₁₂

S₁ = -------- м²

g₂ х ₇

где Q₁₂ – количество ультрафильтрата, м³

g₂ – скорость ультрафильтрации, м³/м² ч

₇ - время работы установки в сутки, ч .

Выбираем ультрафильтрационную установку с поверхностью фильтрации S₂, близкой к расчетной.

Количество ультрафильтрационных установок:

S₁

n₄ = ---------- ,

S₂

где S₁ – необходимая поверхность фильтрации

S₂ – поверхность фильтрации одной установки.

Принимаем n₄ установок и 1 запасную.

8.4. Выбор вакуум-выпарной установки для концентрирования

Вакуум-выпарные установки выбираются по производительности (G₁):

Q₁₂

G₁ = -------- м³/ч,

_ч

где Q₁₂ – количество испаренной влаги, м³

_ч - время работы установки в сутки, ч.

Выбираем вакуум-выпарную установку, по производительности близкую к расчетной, и рассчитываем их необходимое количество:

Q₁₂

n^`₄^” = ---------- ,

G₁

где Q₁₂ - количество испаренной влаги, м³

G₁– удельная производительность установки, м³/ч.

Принимаем n^`₄ установок и 1 запасную.

8.5. Сборник концентрата

Количество концентрата - Q₁₁ м³.

Полный объем сборника при коэффициенте заполнения 0,8:

Q₁₁

V₃ = ------- м³,

0,8

Выбираем сборник с полным объемом V₃ м³ и 1 запасной.

9. Стерилизация концентрата

Количество поступающего на стерилизацию концентрата – Q₁₁ м³

Время работы установки - ₈ ч.

Удельная производительность при стерилизации g₃ м³/м² ч.

9.1. Поверхность для стерилизующей фильтрации (S₃):

Q₁₁

S₃ = -------- м²

g₃ х ₈

Выбираем установку с поверхностью фильтрации S₄ м², близкую к расчетной.

9.2. Количество стерилизующих установок:

S₃

n₅ = ---------- ,

S₄

где S₃ – необходимая поверхность фильтрации

S₄ – поверхность фильтрации одной установки.

Принимаем n₅ установок и 1 запасную.

9.3. Сборник стерильного фильтрата.

Количество стерильного фильтрата (Q₁₃) при 3% потерь:

Q₁₃ =Q₁₁ x 0,97 м³

где Q₁₁ – количество концентрата, м³

0,97 – выход стерильного концентрата

9.4. Полный объем сборника (V₄) при коэффициенте заполнения 0,8 :

Q₁₃

V₄ = ------- м³,

0,8

где Q₁₃ – количество стерильного фильтрата

0,8 – коэффициент заполнения.

Принимаем сборник близкий по объему к расчетному и 1 запасной.

10. Сушка концентрата

Количество концентрата, поступающего на сушку, - Q₁₃ м³.

Содержание сухих веществ в концентрате - с₁ %.

Содержание сухих веществ в готовом продукте – с₂ %.

Время работы сушилки в сутки - ₉ ч.

Количество испаренной влаги (Q₁₄):

c₁

Q₁₄ = Q₁₃ x (1 - ------) т

c₂

Производительность сушилки по испаренной влаге (Q₁₅):

Q₁₄

Q₁₅ = ------- т/ч

₉

где Q₁₄ – количество спаренной влаги, т

₉ – время работы сушилки в сутки.

Выбираем сушилку, производительность которой по испаренной влаге близка к расчетной.

1. Количество высушенного (базового) препарата (Q₁₆):

Q₁₃ x c₁ x 0,9

Q₁₆ = ---------------------- т,

c₂

где Q₁₃ - количество стерильного концентрата, м³

с₁ – содержание сухих веществ в концентрате

с₂ – содержание сухих веществ в препарате

0,9 – выход препарата с учетом 10% потерь.

10. Стандартизация препарата

Количество наполнителя (Q_н):

Q_н =Q₁ – Q₁₆ т.

где Q₁ - объем производства препарата в сутки, т

Q₁₆ – количество базового препарата, т

На стандартизацию поступает Q₁₆ т базового препарата и Q_н т наполнителя. Всего – Q₁₇ = Q₁₆ + Qн т.

Выбираем смеситель-измельчитель производительностью g₄ кг/ч (т/ч).

Время непосредственного смешения продуктов :

Q₁₇

₁₀ = ----- ч

g₄

где Q₁₇ - объем продуктов, поступающих на смешение, т

g_{4 -} производительность смесителя_, т/ч

Время загрузки, выгрузки и ревизии смесителя – 3 часа.

Оборачиваемость смесителя – (₁ + 3) ч

10. Фасовка и упаковка

Суточная производительность по готовому продукту Q₁₇ (кг).

Фасовка препарата q_ф кг в одну упаковку.

Количество упаковок в сутки (n_уп):

Q₁

n_уп = ----- уп./сут.

q_ф

Выбираем упаковочную линию, обеспечивающую необходимую производительность.

РАСЧЕТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

К вспомогательному оборудованию относят:

- дробилки, просеиватели, дисмембраторы и др. (для подготовки сырья:

- насосы (для подачи среды в УНС, для перекачки культуральной жидкости, фильтратов, концентратов и др.жидкостей)

• бункера (для хранения сырья, для сбора влажной биомассы и др.)

• емкости для вспомогательных растворов.

I Дробилки, дисмембраторы, мельницы. Выбираются по производи-тельности. В связи с тем, что оборудование устанавливается вблизи общезаводских складов сырья, где предусмотрена односменная работа, время работы оборудования составляет:

-подготовка оборудования – 0,5 ч;

• загрузка материала – 0,5 ч

• время работы – 5 ч,

• время разгрузки – 0,5 ч

Итого общее время занятости оборудования – 6,5 ч.

Требуемая производительность оборудования (Q₁):

Q

Q₁ = ------- , т/ч



где Q – количество материала, поступившего на обработку,

 - общее время занятости оборудования

II. Насосы. Выбираются по производительности и по величине напора, которая учитывает перепад высоты линии подачи материала из одной емкости в другую (складывается из высоты этажей):

Q

Q_н = ------- , м³/ч



где Q – количество продукта, которое необходимо перекачать,

 - время работы насоса (как правило, не должно превышать 2-2,5 ч)

Примечание. Для перекачивания жидкостей биотехнологических производств устанавливаются насосы, предназначенные для передачи агрессивных сред.

III. Бункера. Приемные бункера для сыпучих углеводсодержащих компонентов выбираются по рассчитанной вместимости либо из типовых бункеров, либо из вновь проектируемых. Бункера проектируются либо цилиндрические с коническим днищем, либо прямоугольные с пирамидальным днищем.

Вместимость бункера (V_б.) рассчитывают по формуле:

Q

V_б = ---------- , м³

k x n

где Q – количество продукта для хранения (2-3 суточный запас), т

k – коэффициент заполнения бункера (0,6)

n – плотность продукта, т/м³.

Если из серийного оборудования не возможно подобрать необходимый бункер, то их полезный объем можно посчитать по формуле:

- для цилиндрического бункера ( при D/H = ½)

V_ц =  D² H/4 + 1/3  D² h/4,

где D – диаметр бункера,

H – высота цилиндрической части бункера,

h – высота конической части бункера.

-для прямоугольного бункера

V_к = авH + 1/3 авh,

где а – ширина бункера,

в – длина бункера

H – высота прямоугольной части бункера,

h – высота конической части бункера.