- •Содержание
- •Тема: Превращение крахмала в низкомолекулярные углеводы.
- •3.Цель самоподготовки:
- •3.Цель самоподготовки:
- •3.Цель самоподготовки:
- •3.Цель самоподготовки.
- •Тема «Выделение и количественное определение пектиновых веществ»
- •3.Цель самоподготовки:
- •4.Исходный уровень знаний:
- •6.Основная литература:
- •7.Вопросы для самоконтроля:
- •8.Контрольные задания:
- •9.Методика определения.
- •Расчетная часть к курсовому проекту
- •1 Продуктовый расчет получения биотехнологических препаратов и составление материального баланса
- •2 Технологическая блок-схема производства
- •3 Расчет и выбор основного технологического оборудования
2 Технологическая блок-схема производства
ВР- 1.1. |
Прием и хранение сырья |
ВР-1.2. |
Размол, просеивание, подсушивание и др. |
ВР-1.3. |
Биологическая проверка сырья |
ВР-1 |
Подготовка сырья для ферментации |
ВР-2 |
Подготовка пеногасителя |
ВР-2.1 |
Приготовление эмульсии пеногасителя |
ВР-2.2 |
Стерилизация пеногасителя |
К поз. ТП-6, ТП-7
ВР-3 |
Подготовка стерильного воздуха |
ВР-3.1 |
Предварительная очистка воздуха |
ВР-3.2 |
Стерилизация головных фильтров |
К поз. ТП-6, ТП-7
ВР-4 |
Подготовка растворов для регулирования pH |
ВР-4.1 |
Приготовление раствора щелочи |
ВР-4.2. |
Приготовление раствора кислоты |
ТП-9,ТП-11
ВР-5.1. |
Приготовление питательной среды для колб |
ВР-5.2. |
Стерилизация питательной среды |
ВР-5 |
Засев и выращивание посевного материала в лаборатории |
воздух вода
ТП-6 |
Засев и выращивание посевного материала в инокуляторе |
ВР-6.1. |
Приготовление питательной среды |
ВР-6.2 |
Стерилизация питательной среды |
Промывные воды в сборник - усреднитель
ТП-7 |
Производственная ферментация
|
ТП-7.1 |
Приготовление питательной среды |
ТП-7.2 |
Стерилизация питательной среды в УНС |
ТП-7.3. |
Охлаждение и засев ферментера |
Воздух на ОБВ
Промывные воды в сборник - усреднитель
ТП-8 |
Отделение биомассы |
ТП-8.1 |
Стерилизация пеногасителя
|
Промывные воды в сборник- усреднитель
ТП-9 |
Промывные воды в сборник - усреднитель |
ТП-9.1 |
Стабилизация фильтра
|
ТП-9.2. |
Регенерация УФ - установки |
Регенерирующий раствор, промывные воды в нейтрализатор
ТП-10 |
Стерилизующая фильтрация |
Промывные воды в
нейтрализатор
ТП-11.1 |
Приготовление наполнителя |
ТП-11 |
Жидкостная стандартизация |
ТП-12 |
Сушка |
Конденсат в котельную
ТП-13 |
Стандартизация базового препарата |
ТП-13.1 |
Просеивание базового перпарата |
ТП-13.2 |
Подготовка наполнителя |
Пыль продукта на ОБВ
ТП-14 |
Упаковка, маркировка и отгрузка |
Готовый препарат на склад
3 Расчет и выбор основного технологического оборудования
Расчет и выбор оборудования для принятой в проекте технологической схемы производителя 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 – t дней
3.Выход препарата с 1 м3 культуральной жидкости – q г/м3.
Для расчета оборудования принимаем: коэффициент заполнения для смесителей отделения приготовления питательной среды и среды и реакторов для обработки культуральной жидкости - 0,7, сборников фильтратов и концентратов 0,8; ферментеров – 0,5, посевных аппаратов – 0,6.
Расчет основного оборудования.
1.Производственные ферментеры.
1.1Объем производства препарата в сутки (Q1)
Q1= т/сутки,
где Q – объем производства в год;
t – количество рабочих дней в году.
1.2Необходимое количество культуральной жидкости в сутки (Q2)
Q3= м3,
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.
1.3Количество культуральной жидкости с одной ферментации при учете потерь во время ферментации (10%) составит:
Q4=V×0,5×0,9 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.
1.4Количество ферментации в сутки (n):
n=,
где Q2 – необходимое количество культуральной жидкости в сутки;
Q4- количество к.ж. с 1-ой ферментации.
1.5Количество культуральной жидкости в год (Q5)
Q5= м3,
где Q – объем производства препарата, т/год
q – выход препарата с 1 м3 культуральной жидкости, т/м3
1.6Продолжительность оборачиваемости одного ферментера (r1).
Полный цикл работы одного ферментера складывается из следующих величин, которые определены в задании индивидуально:
- длительность ферментера;
- слив к.ж.;
- мойка ферментера ч;
- проверка ферментера на герметичность;
- стерилизация ферментера;
- заполнение ферментера питательной средой;
- засев
1.7Количество рабочих часов в году (t2);
t2=t×24ч,
где t- количество рабочих дней в году.
1.8Необходимое количество ферментеров (N):
N= ,
где Q5- количество к.ж. в год, м3;
t1- продолжительность оборачиваемости ферментера, ч;
t2 – количество рабочих часов в году, ч;
Q4- количество к.ж. с 1-ой ферментации.
Принимаем N ферментеров и 1 запасной.
2Посевные 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 ферментации в сутки и времени оборачиваемости посевного аппарата. В последнем случае посевной материал из одного посевного аппарата может поступать в группу ферментеров.
2.1Полный цикл работы одного посевного аппарата (t3) 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.
2.2Количество посевного материала на загрузку одного производственного ферментера:
Q6=V×0,5×c, м3,
где V- полный объем ферментера, м3,
0,5- коэффициент заполнения;
с- количество посевного материала в %.
2.3Полный объем объем посевного аппарата при коэффициенте заполнения 0,6:
Q7= м3,
где Q6- количество посевного материала на одну загрузку, м3,
0,6- коэффициент заполнения посевного аппарата.
Выбираем аппарат в соответствии с расчетом.
2.4Количество посевных аппаратов:
n= ,
где n- количество ферментации в сутки;
t3- полный цикл работы посевного аппарата.
Принимаем к установке n1 посевных аппаратов и один запасной. Всего устанавливаем – (n1 + 1) посевных аппаратов.
3.Расчет оборудования для пригоовления 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.
3.1Объем среды, который необходимо приготовить, равен полезному объему ферментера (V1):
V1=V×0,5 м3,
где V- полный объем ферментера;
0,5- коэффициент заполнения.
3.2Во 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=V1×0,2м3,
где V1- полезный объем ферментера;
0,2 – коэффициент, учитывающий разбавление среды конденсатом;
3.3Объем воды для приготовления 1 партии среды (V3) составляет 65-70% от общего объема воды:
V3=V2×0,7м3,
а для приготовления II партии среды объем воды (V4) составит:
V4=V2×0,3м3,
Полный объем реактора (V5) для I партии среды при коэффициенте заполнения составит:
V5= м3,
а для партии среды:
V6= м3.
Выбираем реакторы с мешалкой согласно полученным объемам и устанавливаем расчетное количество реакторов и 1 запасной.
3.4Стерилизация питательной среды в установке непрерывной стерилизации (УНС).
Количество среды, поступающей на стерилизацию в сутки (Q8):
Q8=V2 м3,
Время стерилизации среды не должно превышать 3ч. В соответствии с этим, производительность (q1) УНС должна составлять:
q1= м3/ч.
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 – 1ч
Ревизии арматуры – 1,5ч
Проверки на герметичность – 1,0ч
Стерилизации УНС – 1,5ч
Устанавливают УНС нужной производительности и 1 запасную.
4Сборника культуральной жидкости.
Количество культуральной жидкости в сутки Q2 м3
Необходимый объем сборником при коэффициенте заполнения – 0,8.
Q9= м3,
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 (Vп):
Vп=Vполн×0,8,
где Vполн – полный объем сборника
0,8 – коэффициент заполнения.
Количество сборников:
n2= ,
где Q9 – необходимый объем сборников к.ж.;
Vп – полезный объем сборника.
Принимаем n2 сборника и один запасной. Всего сборников культуральной жидкости – (n2+1) штуки.
5Отделение биомассы.
5.1На отделение поступает Q2 м3/сутки.
Фильтрующее оборудование выбираем по поверхности фильтрации.
S=м2.