BIOTEKhNOLOGIYa_DLYa_STUDENTOV / ТЕХНОЛОГИЧ.ЧАСТЬ КП / Баланс

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Продуктовый расчет получения биотехнологических препаратов и составление материального баланса

1. Количество ферментоционной среды с учетом потерь (10%) засчет уноса среды с отходящими от ферментера газами.

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

Потери с уносом – 10%.

Количество засеянной питательной среды составит:

G₁= G×1,1м³

2. Расход компонентов питательной среды для приготовления 1,1 м³ (G₁) ферментационной среды, и содержание абсолютно сухих веществ в ней.

   1. Общий расход (в кг) компонентов для ферментационной среды

G₂=g₁+g₂ и т.д., где g₁, g₂ и т.д. – расход отдельного компонента среды.

2. Содержание абсолютно сухих веществ в ферментационной среде:

G₃=c₁+c₂+c₃ и т.д., где с₁,с₂ и т.д. – содержание абсолютно сухих веществ каждого компонента среды, которая определяется путем умножения расхода компонента на содержание a, c, b в компоненте в соответствии с ГОСТом.

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

G₄=G₁×0,02 м³.

Потери при выращивании посевного материала – 5%.

Количество готового посевного материала составит:

G₅= G₄×0,95м³.

4. Расход компонентов питательной среды для получения посевного материала:

   1. Общий расход компонентов для посевной среды:

G₆=g₁+g₂+ и т.д.,где g₁, g₂ и т.д. – расход отдельного компонента посевной среды.

2. Содержание абсолютно сухих веществ в посевной среде:

G₇= c₁+с₂+с₃ и т.д. (расчет аналогичен п. 2.2.).

5. Количество среды, поступившей в ферментер (среда для ферментации + посевной материал):

G₈= G₁+G₅ м³.

1. Содержание абсолютно сухих веществ при этом составит:

G₉=G₃+G₇ кг.

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

G₁₀=G₈×0,9 м³.

1. Потери к.ж. с отходящими газами составят 10%:

G₁₁=G₈×0,1 м³.

При этом потери абсолютно сухих веществ с отходящими газами составит 10%:

G₁₂=G₉×0,1 кг.

2. Активность культуральной жидкости: А₁.

Общая активность в культуральной жидкости:

А₂=А₁×G₁₀ ед.

3. Затраты абсолютно сухих веществ на энергию биосинтеза 15%

G₁₃=G₉×0,15 кг.

4. Количество абсолютно сухих веществ в культуральной жидкости, поступившей на обработку:

G₁₄=G₉-(G₁₂+G₁₃) кг.

7. Фильтрация культуральной жидкости.

   1. Расход воды на промывку осадка при гидромодуле 1:0,5:

G₁₅=G₁₀×0,5 дм³

2. Количество полученного фильтрата с учетом 10% потерь на фильтрации:

G₁₆=(G₁₀+G₁₅)×(1–0,1) см³

3. Активность фильтрата с учетом потерь от инактивации 5%:

A₃= ед/см³.

4. Общая активность фильтрата:

A₄=G₁₆×A₃ ед.

Потери активности на стадии составят: a₁=A₂-A₄. из них:

- потери активности с биомассой (а₂) составляют 7%:

а₂=а×0,07,

- потери от инактивации а₃=а₁-а₂.

5. Количество абсолютно сухого остатка, отделенного при фильтрации.

При фильтрации в к.ж. в осадке остается 40% от содержания абсолютно сухих веществ, содержащихся в к.ж.:

G₁₇=G₁₄×0.4 кг.

При влажности осадка 85%, его количество составляет:

G₁₈= кг, или

G₁₉= дм³, где 1,2 – плотность осадка.

6. Содержание абсолютно схих веществ в фильтрате:

G₂₀=G₁₄-G₁₇ кг.

8. Концентрирование ферментного раствора методом ультрафильтрации:

   1. Количество ультраконцентрата при степени концентрирования – 10:

G₂₁=G₁₆:10 дм³.

2. Активность ксиланазы в ультраконцентрате с учетом 10% потерь:

А₅= ед/см³.

3. Общая активность концентрата:

А₆=А₅×G₂₁ ед.

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

G₂₂=G₂₁×0.075 кг.

5. Количество ультрафильтрата:

G₂₃=G₁₆-G₂₁ дм³.

6. Количество абсолютно сухих веществ в ультрафильтрате:

G₂₄=G₂₀-G₂₂ кг.

7. Общая активность ксиланазы в ультрафильтрате (потери с ультрафильтратом – 6,5% от общей активности фильтрата):

А₇=А₄×0,065 ед.

Потери от инактивации – 3,5%:

а₄=А₇:С₂₃ ед/мл.

9. Стерилизующая фильтрация концентрата.

   1. Количество стерильного концентрата с учетом потерь 3%:

G₂₅=G₂₁×(1-0,03) дм³

2. Активность ксиланазы стерильного концентрата с учетом инактивации 5 % от активности концентрата:

А₈=А₅(1-0,05) ед/см³.

3. Общая активность стерильного концентрата:

А₉=А₈:G₂₅ ед.

Потери от инактивации: а₆=А₆×0,05.

4. Количество осадка, полученного при стерилизующей фильтрации (удаляется 8% от абсолютно сухих веществ, содержащихся в концентрате):

G₂₆=G₂₂×0,08 кг.

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

G₂₇=G₂₆:(1-0,85) кг, или

G₂₈=G₂₇:1,1, где 1,1 – плотность осадка.

Потери активности с осадком: а₇=А₆-А₈.

6. Количество абсолютно сухих веществ в стерильном концентрате:

G₂₉=G₂₂-G₂₆ кг.

10. Жидкостная стандартизация стерильного концентрата.

    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%):

    2. Количество наполнителя – для жидкости стандартизации (потери по стадии 3%)

G₃₀=G₂₅×0,12-G₂₉ кг.

3. Количество абсолютно сухих веществ в стерильном концентрате:

G₃₁=G₂₉+G₃₀

4. Общая активность в стерильном концентрате с учетом потерь 1%:

А₁₁= А₈×(1-0,01) ед.

Потери активности а₇=А₈-А₁₁

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

G₃₂=G₂₅×(1+0,03) дм³

6. Активность фермента в стерильном концентрате:

А₁₂= ед/мл.

11. Сушка концентрата

    1. Количество высушенного препарата с учетом 10% потерь сухого вещества с отходящим воздухом, содержание влаги в препарате 8%:

G₁₃= кг (г).

2. Активность препарата с учетом потерь от инактивации 8%:

А₁₃= ед/г.

3. Содержание абсолютно сухого вещества в препарате при владности – 8%:

G₃₄= G₃₁×0,92 кг.

4. Потери а. с. b. при сушке с учетом влажности 8% составят:

G₃₅=(G₃₁-G₃₄)×(1+0,08)

5. Общая активность ксиланазы в сухом препарате с учетом потерь 8%:

A₁₄=А₁₃×G₃₃ ед.

Потери активности при сушке а₈=А₁₁-А₁₄

12. Стандартизация сухого препарата.

    1. Активность стандартного препарата в соответствии с ТУ:

А₁₅

2. Количество наполнителя для стандартизации:

G₃₆= кг.

3. Количество веществ, поступающих на стандартизацию:

G₃₇=G₃₃+G₃₅ кг.

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

G₃₈=G₃₇(1-0,2) кг, в том числе a.c.b. равны G₃₇×0,92

5. Общая активность препарата:

А₁₆=А₁₅×G₃₇ ед.

6. Потери количества препарата при стандартизации:

G₃₉=G₃₆-G₃₇ кг.

7. Потери активности на стадии стандартизации:

a₉=G₃₈×A₁₅

13. Фасовка, упаковка, маркировка.

    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:

G₄₀=G₃₇×(1-0,01) кг.

2. Механические потери: G₄₀=G₃₇-G₃₉

3. Общая активность препарата:

А₁₈=G₃₉×А₁₄ ед.

4. Потери активности на стадии:

а₁₀=G₄₀×A₁₅ Таким образом, выход препарата со стандартной активностью 1,0000 ед/г с 1м³ культуральной жидкости составляет А₁₈ кг, а общий выход по активности:

G₄₁= %.