7. Расчет и выбор оборудования для предприятия с заданным объемом производства

Расчет основного технологического оборудования производят по заданной мощности предприятия и данных расчета материального баланса.

В проекте используется только серийное оборудование, не требующее специальной разработки. Оно выбирается по каталогам Минхиммаша, по учебным пособиям по оборудованию и др. документации, а также по каталогам фирм, занимающихся разработкой и поставкой оборудования.

В связи с тем, что большинство продуктов микробиологических производств является весьма лабильными веществами, стабильность которых зависит от температуры, рН и наличия даже незначительных примесей некоторых веществ, для сохранения их активности сборники и реакторы, используемые в микробиологическом производстве, должны иметь либо рубашки для охлаждения, либо змеевики, а также должны быть снабжены мешалками.

Биосинтез продуктов микробного синтеза ингибируется ионами различных металлов, что необходимо учитывать при выборе оборудования. Рекомендуется выбирать оборудование, изготовленное из высоколегированной марки стали (12х118Н10Т; 08х18Н2Т; 12х17Г9АНН).

При проведении расчетов оборудования необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• время работы фильтрующего оборудования – 20 ч/сутки;

• время стерилизации среды через УНС – не более 3 ч;

• время работы сушилок – 20 ч/сутки;

• фильтрующее оборудование выбирается по необходимой поверхности фильтрации;

• время работы центробежного оборудования – 16 ч/сутки, и выбирается по производительности (м³/ч, л/ч).

В таблице 7 приведены основные исходные данные для расчета оборудования, которые выдаются студенту индивидуально.

Образец расчета и выбора основного технологического оборудования приведен в приложении 5.

Исходные данные для расчета основного оборудования Таблица 7

№ п/п	Наименование данных
1.	Наименование препарата и продуцента
2.	Мощность предприятия, т/год
3.	Количество рабочих дней в году
4.	Выход стандартного препарата с 1 м3 культуральной жидкости, кг/м3 (из материального баланса)
5.	Время ферментации, ч
6.	Оборачиваемость ферментера, ч
7.	Расход посевного материала, % к полезному объему ферментера
8.	Время выращивания посевного материала, ч
9.	Оборачиваемость посевного аппарата, ч
10.	Время подготовки УНС
11.	Коэффициент заполнения: ферментера – 0,5 посевного аппарата – 0,6 реакторов – 0,7 сборников – 0,8
12	Производительность фильтрации (отделение биомассы методом фильтрации), м3/м2ч
13	Производительность стерилизующей фильтрации, м3/м2ч
14	Скорость ультрафильтрации, м3/м2ч
15	Степень концентрирования, n
16	Стандартная активность препарата

После расчета и выбора оборудования заполняется ведомость спецификации оборудования, КИПиСА и их техническая характеристика в виде таблицы 8.

Ведомость спецификации оборудования и КИПиСА

Таблица 8

Обозначение	Наименование	Количество единиц	Материал рабочей зоны, способ защиты	Техническая характеристика
1	2	3	4	5

В графе 1 приводят обозначение оборудования в соответствии с аппаратурной схемой (например, СБ-10, Р-12).

В графе 2 приводят наименование оборудования, КИПиСА, соответствующее действующему нормативному документу (сборник культуральной жидкости, реактор для жидкостной стандартизации).

Комплектные установки, например, для ректификации, молекулярной дистилляции, вакуум-выпарки, обессоливания воды и т.д., приводятся в одной позиции с последующим перечислением наименований комплектующих изделий, входящих в эту установку.

В графе 3 указывается количество единиц оборудования, полученных при расчете.

В графе 4 обозначают материал рабочей зоны оборудования и средства измерения (датчика), т.е. тех частей оборудования и средств измерения, которые имеют непосредственный контакт с веществами, реакционными массами или продуктами, выделяющимися в процессе производства.

Если в рабочей зоне используется антикоррозионная защита, приводят краткую характеристику этой защиты.

В графе 5 указывают для стандартного оборудования и средств измерения обозначение нормативной документации, тип, марку или шифр, объем, габариты, потребляемую мощность и др.; для нестандартного – номер чертежа, наименование организации, разработавшей и изготовившей оборудование; для импортного – марку, шифр, наименование фирмы и страну поставщика. Затем приводят краткую техническую характеристику оборудования и средства измерения.

Для отдельных групп оборудования и средств измерений рекомендуется приводить следующие данные:

- для сборников и мерников – вид (особенности конструкции), вместимость, способ приема продукта (залив, заполнение под вакуумом, закачивание насосом и т.п.), способ передачи продукта в другой аппарат (спуск самотеком, передавливание сжатым газом и т.п.); если сосуды работают под давлением, указывают рабочее давление; вид смотрового или мерного приспособления. Если для измерения поступающих в аппарат жидкостей вместо мерника используют автоматическое устройство, смонтированное непосредственно из трубопроводов, то в характеристике такого устройства приводят производительность и габаритные размеры;

- для автоклавов, реакторов, выпарных аппаратов – вид реактора (особенность конструкции), рабочее давление, вместимость (для аппаратов непрерывного действия – производительность), способ нагрева или охлаждения с указанием площади поверхности теплообмена или способа измерения температуры, вид и частота вращения мешалки;

- для теплообменников (нагревателей и холодильников) – вид конструкции (змеевиковый, трубчатый, “труба в трубе”, пластинчатый и т.п.), поверхность теплообмена;

- для фильтровальной аппаратуры – конструкцию фильтра, фильтрующий материал, площадь фильтрующей поверхности, максимальная масса (объем) отфильтрованного продукта (осадка), производительность для фильтров непрерывного действия;

- для ректификационных колонн – вид конструкции (тарельчатые, насадочные, ротационные и т.д., периодического или непрерывного действия), высота, диаметр, число и форма тарелок для тарельчатых колонн; диаметр, высота, способ образования пленки для пленочных колонн, способ нагрева и охлаждения с указанием поверхности теплообмена, рабочего давления;

- для сушилок – вид конструкции (камерная, валковая, вакуумная, с псевдокипящим слоем, распылительная и т.п.), способ нагрева и площадь поверхности нагрева, способ загрузки и выгрузки, габаритные размеры;

- для размольного оборудования – конструкцию, производительность, способ загрузки и выгрузки, габаритные размеры, приспособление по предотвращению пылевыделения;

- для вспомогательного стандартного оборудования (компрессоров, воздуходувок, насосов для транспортирования продукта, вакуумных насосов, оборудования холодильных установок) – тип (особенности конструкции), напор, производительность;

- для транспортных приспособлений – конструкцию, производительность;

- для оборудования, применяемого на участках фасовки и упаковки готовой продукции, - завод-изготовитель, тип, марку, производительность;

- для контрольно-измерительных приборов и регулирующих приборов – тип (вид регулирования), диапазон измерений, класс точности, особенности исполнения прибора.

Для оборудования, имеющего электродвигатели, приводят их исполнение в зависимости от класса помещения, категории и группы взрываемости по правилам устройства электроустановок (ПУЭ-76).

Приложение 1

Министерство образования Российской Федерации Московский Государственный Университет пищевых производств Кафедра «Биотехнологии» РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту на тему: Студент:________________ Группа:________________ Руководитель проекта: ________________________ Москва, 200_ г.

Министерство образования Российской Федерации М Г У П П «Допущен к защите» «Допущен к защите» Директор ИТПМ Зав кафедрой «Биотехнология» (или Декан ФАФО) _______________ __________________ проф. Иванов И.П. проф. Иванова Л.А. «___»_______200_ г. «___»_____________200_ г. РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту на тему: Дата защиты __________ Студент: ____________ Протокол ГАК ________ Научный руководитель: Оценка ГАК___________ _________________ Секретарь ГАК________ Консультанты: _________________ _________________ Москва, 200_ г.

Приложение 2

ХАРАКТЕРИСТИКА КОНЕЧНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.Техническое наименование продукта - препарат ферментный Ксилозим.

2. Препарат Ксилозим будет выпускаться в соответствии с требованиями ТУ 9291-033-34588571-2001.

3.Ферментный препарат Ксилозим получают из культуральной жидкости при глубинном культивировании микроскопического гриба Trichoderma viride с последующим отделением биомассы, микрофильтрацией, ультрафильтрацией и высушиванием концентрата на распылительной сушилке.

Основные органолептические, физико-химические и микробиологические показатели препарата следующие:

- внешний вид	мелкий порошок
- цвет	светло-бежевый
- массовая доля остатка после просеивания на сите из проволочной сетки №05, %, не более	5,0
- массовая доля влаги, %, не более	8,0
- ксиланазная активность (КСА), ед/г	15000±1500 (I гр.); 10000±1000 (II гр.)
- количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), КОЕ/г,не более*)	1х104
- патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 г препарата *)	не допускаются
- бактерии группы кишечной палочки (колиформы), в 0,1 г продукта*)	не допускаются
- E.coli, в 25 г продукта *)	не допускаются
- споры грибов, в т.ч. гриба-проду-цента в 1 г продукта*)	не допускаются
- содержание афлотоксина В1, мг/кг*)	не допускаются
- содержание токсичных элементов, мг/кг, не более:*) свинца мышьяка	10 3

^* Определяют в каждой десятой партии.

Содержание токсичных элементов и микотоксинов не должно превышать допустимых уровней, установленных в СанПиН 2.3.2.560.

Рабочая зона действия препарата: рН - 4,5-6,0, температура 40-50 ⁰С, оптимум действия - рН 5,0, температура 50 ^оС.

4. Ферментный препарат Ксилозим относится к 4 классу опасности (мало опасное вещество). Действие на кожу и слизистую оболочку глаз – отсутствует. Аллергическое действие на кожу – отсутствует. Кумуляция при попадании в желудок – не кумулирует.

5. Ориентировочный безопасный уровень веществ (ОБУВ) препарата Ксилозим составляет: в воздухе рабочей зоны – 1 мг/м³, в атмосферном воздухе населенных мест – 0,01 мг/м³.

6. Маркировка и упаковка препарата Ксилозим – по ГОСТ 26142-84.

7. Фасовка препарата производится по ГОСТ 26142-84 в двойные полиэтиленовые мешки по 10 кг с последующей упаковкой в мешки бумажные.

При маркировке на этикетке пакета указывают:

• наименование предприятия- изготовителя и его товарный знак;

• наименование препарата;

• массу нетто;

• дату изготовления;

• ферментативную активность;

• срок хранения;

Препарат хранят в сухом, защищенном от света месте при температуре от минус 40 ⁰С до +25 ⁰С.

8. Срок хранения препарата Ксилозим - 12 месяцев со дня его изготовления. По истечении срока хранения препарат может быть использован при соответствии показателей продукта требованиям НД. Допускается снижение ферментативной активности препарата. Но в этом случае необходимо ввести соответствующую поправку при расчете дозировок.

9. Отбор проб производят по ГОСТ 20264.0-74, анализ - по документации, указанной в технических условиях (п.1.6) на продукцию.

10. Ферментный препарат Ксилозим предназначен для использования в хлебопекарной промышленности для улучшения формирования структурно-механических свойств при замесе теста и повышения качества хлебобулочных изделий.

Препарат может использоваться для обработки плодово-ягодного сырья при производстве соков и вин с целью увеличения выхода и улучшения качества готовой продукции.

11. Штамм-продуцент ксиланазы защищен патентом РФ № 1525208. Материал заявки с целью получения патента на способ получения очищенного ферментного препарата ксиланазы (Ксилозима), находится в стадии оформления для передачи в Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС).

Приложение 3