Сабақ тақырыбына сәйкес әдебиеттер және Web сайттар тізімі:

1. Аркадьева З.А., Безбородов А.М., Блохина И.Н. и др. Промышленная микробиология //Под ред. Н.С.Егорова - М.: Высшая школа, 1989.

2. Бекер М.Е. Введение в биотехнологаю. -М., 1979.

3. Валиханова Г.Ж., Рахимбаев И.Р. Культура клеток и биотехнология растений. -Алма-Ата, 1989.

Қосымша әдебиеттер:

1. Биотехнология. -М.: Наука, 1984.

2. Грачева И.М., Гаврилова Н.Н., ИвановаЛ.А. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. -М., 1980.

№ 10 Лабораториялық жұмыс

Лабораториялық жұмыстың аты: Ауаны зарарсыздау және тазарту сатысы.

1. Жұмыс жоспары: Зарарсыздандыру процесі бойынша жалпы теориялық негіздеріне байланысты бұл жүйелердің өзіне тән ерекшелігі бар.

2. Жұмыс мақсаты: Ауаны зарарсыздау және тазарту сатысымен таныстыру.

3. Қысқаша теориялық мәліметтер: Ауаны зарарсыздау және тазарту сатысы

Микробиологиялық технология және биосинтез көмекші операциялар үшін көп мөлшерде сығылған ауа немесе инертті газ қажет болады. Ауаны дайындау жүйесі технологиялык белгісі бойынша төрт топка бөлінеді:

1). аэробты культивирлеу кезінде ферментацияга ауаны дайындау және беру;

2). анаэробты культмвирлеу кезінде культуралды сұйықтықтан газ тәрізді өнімді шығару үшін инертті газды дайындау және беру;

3). пневматикалық тасымалдағышта сусымалы өнімді тасмалдауда және микроорганизм суспензиясын бір аппараттан екінші аппаратқа айдау үшін тасымалдағышқа сығылған ауаны дайындау және беру;

4).технологиялық кұрал жабдықтың барлық түрінен шығарылатын газ;

қоспасын немесе ауаны тазарту;

Зарарсыздандыру процесі бойынша жалпы теориялық негіздеріне байланысты бұл жүйелердің өзіне тән ерекшелігі бар. Түптік культивирлеуде микроорганизмдерді аэробты өсіруде ферменттерге ауа үздіксіз беруі қажет. Ферменттерге берілетін фауа бірнеше функцияны орындайды:

1. микроорганизмдерді оттегімен қамтамасыз етеді;

2. газ тәрізді өнімді ауыстырып шығарады;

3. микроорганизмнен бөлінген жылуды шығарады;

4. микроорганизм массасының суспензиясы біркелкі болуын құрайды;

5. массаны беру жылдамдығы мен сұйық ортаны араластыру жылдамдығын күшейтеді.

Ауадағы микроорганизмнен тазартылған ауаны, сығылған ауаны алу күрделі технологиялық мақсатта арнайы жүйеде іске асырылады. Атмосфералық ауаны шаңнан және оны сығылғаннан тазарту бірінші сатыда тұр. Атмосферадағы ауаны алдын-ала тазарту 1-фильтрі арқылы 2-компрессорға келіп түседі, онда қажетті қысымға дейін (350-500 кПа) сығылады. Микробиологиялық өндірістерде ауаны сығуда көбінесе құбырлы компрессор немесе поршенді компрессор қолданылады.

Сығылған ауаны екінші сатыда оптимальды термодинамикалық жағдайда ұстауы қажет.

Сығылған ауа 100-200⁰С – температураға дейін қыздырылады, сондықтан оны жылу алмастырғышта 3-тен 25-30⁰С температураға дейін салқындатылады. Сығылған ауаны салқындатқанда атмосферадағы ылғал ауа конденсирленіп 4 – ылғал бөлгіште бөлінеді. Су бөлінгеннен кейін 5 – қыздырғыш – жылу алмастырғышта қыздырылады. Одан әрмен қарай ауа 6 – басты фильтрге келіп түседі, оның оптимальды ылғалдылығын және температурасын ұстап тұрады. Осы фильтрде ауаны салқын зарарсыздайды. Микроорганизм жасушалары және шаңның бөлшектері бөлінеді.

Үшінші сатыда 7 – жеке фильтрде ауаны соңына дейін тазалау және зарарсыздау іске асырылады.

Ауаны алдын ала тазарту фильтрі. Ауаны алдын ала тазарту фильтрі компрессордың алдында сорғыш жолда орнатылады. Фильтрдің жұмыс істеу принципі ірі бөлшектердің размері 5 мкм – көлемді инерционда тұнумен жасалынады. Фильтрлеу жылдамдығы 1,5-3,0 м/с. Құрғақ бөлшектер тұнғаннан кейін фильтрден шығарылмайды, оның шаң қабаты майланады. Сондықтан мұндай фильтрді майлы фильтр деп атайды. Фильтрлеу алдын ала тазарту периодты немесе үздіксіз болуы мүмкін. Периодты фильтрге майлы фильтрді таспалы регенерлеуші және құрғау типті таспалы фильтрді жатқызуға болады.

Таспалы регенерлеуші майлы фильтрлер көлеміне және ортаны фильтрлеуші түріне қарап ажыратылады. Кеңінен тараған ФЯР типті тор-торлы фильтр. Таспалы регенрелеуші майлы фильтр. Таспалы регенерлеуші майлы фильтр конструкциясы бойынша қарапайым, эксплуатацияда сенімді, микроорганизмді және көлемі 5 мКм-нан үлкен емес шаңды ұстайды. Мұндай фильтрлер насадканың бетінде 92-99% ауадағы шаңды ұстайды. Регенерациясыз ауаның ластану дәрежесіне қарай, жұмыс істеу уақытының ұзақтығы 80-800 сағатты құщрайды.

Құрғақ типті таспалы фильтр 10-15 қабаттан құралған, перфорирленген материалдан және винипласт қабатынан тұрады. Ауаны тазарту эффективтілігі 70-85 пайызды құрайды. Фильтрлеуші материал ретінде таспалы фильтр қолданылады, шыны немесе химиялық талшықты материалдар қолданылады. Майлы фильтрмен құрғақ типті таспалы фильтрді салыстырғанда майды, иісті алып кетпейді.

Үздіксіз жұмыс істейтін фильтрлер үш түрде болады: майлы өздігінен тазартатын, талшықты, рулонды немесе катушкалы.

Майлы өздігінен тазартатын фильтрлер үздіксіз фильтрлеуші лентадан тұрады, ол маймен бірге ванна арқылы келеді. Бұл кезде шаңмен ластанған жуылады және майланады. Осының арқасында майланған жаңадан тазартылған фильтр арқылы ауа сорғыш компрессорға өтеді. Ауаның тазартылу дәрежесі 90-98 пайыз құрайды.

Рулонды (катушкалы) фильтрдің конструкциясы қарапайым, ол таза фильтрлеуші материал бір катушкадан екінші катушкадан үздіксіз жылдамдықпен оралуымен ауаны тазарту іске асырылады. Фильтрлешуі материал химиялық талшықтан немесе шыныдан жасалынған материал қолданылады. Бір рулонның үздыксіз жұмыс істеуі бір жыл.

Талшықты фильтр форсункадағы сумен жуылған полимре талшықтан алынған көлемді мата болып келеді. Электростатиаклық тартылыстың нәтижесінде талшық майда шаң бөлшектерді ұстайды.

Ауаны қатаң және нәзік тазартатын фильтрлер. Қатаң тазартатын фильтр екінші сатыда ауаны зарарсыздауда және тазартуда қолданады. Негізгі қолданылатын жері фильтрден өткен қалдықтарды, жылу алмастырғыштағы және компрессордағы ластарды ұстау. Олар бірнеше ферменттерді тазартуда қолданады және басты ферменттер деп атайды. Сондықтан үлкен сиымдылықтағы ыдыс болып келеді. Басты фильтрдің құрылысы көлденең сосудта тіреуіш тордың түбінде орнатылған.

Торға шынымақта, содан соң 0,8-1,0 см майдаланған, активтелген көмір және тағы да мақта қабаты төселеді. Қазіргі заманға сай өнімділігі мол таспалы типті басты фильтр фильтрлеуші материал болып шыны талшық саналады, периодты түрде (айына бір рет) басты фильтр өткір бумен 4 сағат 0,1-0,15 кПа қысымды зарарсызданады, содан соң құрғақ ауада кептіріледі.

Нәзік тазарту фильтрде үшінші және тазартудың соңғы сатысы және ферменттерге баратын жолды зарарсыздайды. Сондықтан олардың жұмысы ерекше сенімді болады.

Нәзік тазартатын фильтрдің құрылысы қатаң тазартатын фильтрдің құрылысына ұқсас болады, олардың көлемі кішірек және фильтрлеуге эффективтілігі жоғары материал қолданылады.

Филтрлеуші материалдың түріне қарай құрылысы таспалы (фланцевті) немесе патронды (гильзалы) аппарат қолданылады (7 сурет). Таспалы фильтрдің құрылысы түбінде талшық метариалдан насадка жасалған, фигуралы фланц тесіктер арқылы болтпен тартылып бекітілген.

Патронды фильтрдің құрылысы кигізілетін материал ретінде дайын цилиндрлі филтрлеуші элемент қолданылады, жартылай металл перфорирленген фильтр элемент оған кигізіледі. Элемент штуцермен қосылған, тесік арқылы тазартылған ауа шығарылады. Ф1 мен Ф2 нәзік тазарту филтрдің құрылысы өте жіңішке талшықтан жасалған базальтты ауыстырылып тұратын фильтрлеуші элемент қолданылады. Ауаны нәзік тазартатын және зарасыздайтын тез ауыстырылатын дайын стандартты фильтрлеуші паторн кеңінен қолданылады. Биотехнологиялық өндірісте ҚТФ маркалы фильтрлердің әртүрлі ҚТФ-60 тан ҚТФ 1000 –ға дейін (сандардың саны ауаға байланысты өнімділігін білдіреді, м³/сағат) қолданылады.

Ферменттердің көлеміне қарай фильтрдің маркасын таңдайды. Фильтрлеуші элементті фильтр корпусынан алмай өткір фильтрмен зарарсыздандырады.

Ауаны тазартуды бақылау процесі. Ауаны тазарту және зарарсыздандыру жүйесіне бақылау және реттеу процесі үшін арнайы қондырғы орнатылады (25 сурет) ауаның температурасы 3 тоңазытқыштан шыққаннан, кіргенде бақыланады, 5 қыздырғаннан кейін ауаның ылғалдылығы мен температурасы анықталады. Автоматты бақылау және ауаның параметрлерін реттеу және жұмыс істеу принциптері келесіде. 6 басты фильтрге кіретін жерде температураның көрсеткішін тіркейтін аспап, арнайы реттегіш 5 қыздырғышта будың берілуін өзгертеді, олай болса ауаның температурасы регламент бойынша сәйкес келеді. Фильрдің жұмыс істеу принципін бақылау тиімді, АЗ-3 және АЗ-5 түрлері шаңданған ауаның тазарғанын анализ жасап жазып отырады. Аспап жоғары сезімділікке ие. (Өлшемі 0,3 мКм болатын 1 м³ те 2-3 мың бөлшектер).

Фильтрлер мен ауа өткізгіш құбырларды зарарсыздау үшін өткір бу қолданылады. Фильтрлеуші элементке будың қысымын төмендету үшін, фильтрге екі жағынан шығатын және кіретін ауа өткізгіш құбырға бу беріледі. 120⁰С температурада таза және құрғақ бу берілуі керек, қысымын тұрақты ұстап отыруы керек.