- •Реферат
- •Перелік умовних позначень
- •Розділ 1. Аналіз стану проблеми
- •Розділ 2. Технологічна частина проекту Розділ 2.1. Характеристика кінцевої продукції виробництва
- •Розділ 2.2. Обґрунтування вибору технологічної схеми
- •2.2.1. Порівняльний аналіз біологічних агентів
- •2.2.2. Обґрунтування вибору складу поживного середовища
- •2.2.3. Розрахунок складу поживного середовища
- •2.2.4. Обґрунтування вибору способу культивування
- •2.2.5. Обґрунтування вибору ферментаційного обладнання
- •2.2.6. Обґрунтування способу концентрування біомаси
- •2.2.7. Обґрунтування вибору способу руйнування клітинної стінки
- •2.3. Характеристика біологічного агенту
- •2.3.1. Таксономічне положення
- •2.3.2. Морфолого – культуральні ознаки
- •2.3.3. Фізіолого – біохімічні ознаки
- •2.4. Опис технологічного процесу біосинтезу
- •2.5. Матеріальний баланс
- •2.5.1. Розрахунок обладнання
- •1.Розрахунок основного обладнання
- •Фільтрувальне обладнання вибираємо за поверхнею фільтрації і за питомою швидкістю фільтрації.
- •2.Розрахунок допоміжного обладнання
- •2.6. Контроль виробництва
- •Розділ 3. Охорона праці
- •Мікроклімат
- •Склад повітря робочої зони
- •Природне та штучне освітлення
- •Природне освітлення
- •Штучне освітлення
- •Виробничий шум
- •Виробничі вібрації
- •Виробничі випромінювання
- •Висновки
- •Розділ 4. Охорона навколишнього природного середовища
- •Список літератури
2.5. Матеріальний баланс
Матеріальний баланс виробництва антибіотиків авермектинів при потужності виробництва 10,9 т/рік на крохмале – соєвому середовищі.
Ферментація
Центрифугування
Ультразвукова руйнація
Первинна екстракція
Центрифугування
Вторинна екстракція
1. Добова потужність підприємства із розрахунку 340 робочих днів на рік складе:
Gда=10,9: 340=0,032 т авермектинів
2. Визначаємо втрати авермектинів по стадіях виробництва:
Рф=5%; Рц=3%; Рпе=2%; Рц=3%; Рве=1%
Загальні втрати складуть 5+3+2+3+1=14%.
3. Річні втрати авермектинів:
Gр=10,9×0,14=1,526 т/рік
4. Добові втрати авермектинів:
Gдв=0,032×0,14=0,0044 т/добу
5. З урахуванням втрат річна потужність фактична становитиме:
Gрф=10,9+1,526=12,426 т
6. Добова потужність фактична:
Gдф=0,032+0,0044=0,0364 т
7. Річна кількість культуральної рідини з розрахунку того, що кінцева концентрація авермектинів в культуральній рідині 1,2 г/л (1,2 кг/м3):
Vр= =10,355×103 м3
Vд==0,0303×103=30,3 м3
8. Розрахунок ферментаційних апаратів. Виробничий ферментер об’ємом 63 м3, коефіцієнт заповнення 0,5; коефіцієнт запасу потужності 1,1.
Обрахуємо виробничий цикл ферментера:
Таблиця 2.5.1
№ |
Стадія циклу |
Час, год |
1 |
Мийка і перевірка апарату на герметичність |
3,5 |
2 |
Стерилізація та охолодження апарату |
4 |
3 |
Заповнення поживним середовищем |
4 |
4 |
Передача посівного матеріалу |
0,5 |
5 |
Ферментація |
76 |
6 |
Злив культуральної рідини |
2 |
Всього (τ цикла) |
90 |
9. Кількість ферментерів:
nф====3,96=4 шт
10. Кількість зливів за добу:
Nзл====0,96
11. Розрахунок завантаження сировини на виробничу ферментацію:
11.1 Розрахунок об’єму посівного матеріалу:
Vп.м.= Vф×Кз ×0,1= 630,50,1=3,15 м3
11.2 Об’єм поживного середовища складе: Vп.с.=63×0,5 – 3,15=28,35 м3
11.3 Витрати сировини на одну виробничу ферментацію:
Таблиця 2.5.2
Компоненти поживного середовища |
Вміст у поживному середовищі, г/л |
Витрати на ферментацію, кг |
Крохмаль |
13,818 |
391,74 |
Соєве борошно |
10,46 |
296,541 |
Сухі дріжджі |
4,0 |
113,4 |
Ca(OH)2 |
0,06175 |
1,75 |
K2HPO4 |
1,21 |
34,30 |
Всього |
837,731=0,83т=0,83 м3 |
11.4 Кількість води, яку необхідно внести в поживне середовище:
Vв=56,7 – 1,86=54,84 м3
Враховуючи те, що ми використовуємо глуху пару, то втрат води на конденсацію не буде, отже це і є фактична кількість води, яку вносять у ферментер.
12. Розрахунок посівної ферментації:
12.1 Приймаємо посівний апарат ємністю 6,3 м3 ( в 10 разів менше ферментера):
Vпа=6,3 м3,
КЗ=0,5
Кзап=1,1
Таблиця 2.5.3
№ |
Стадія циклу |
Тривалість,год |
1 |
Миття та перевірка герметичності |
1 |
2 |
Стерилізація та охолодження апарату |
2 |
3 |
Заповнення поживним середовищем |
0,5 |
4 |
Стерилізація і охолодження поживного середовища |
2,5 |
5 |
Внесення посівного матеріалу |
0,5 |
6 |
Ферментація( посівна) |
20 |
7 |
Передача посівного матеріалу у виробничий ферментер |
0,5 |
Всього |
27 |
12.2 Розрахунок кількості посівних апаратів:
Об’єм посівного матеріалу 10% від добового об’єму культуральної рідини:
Vпм=Vд0,1=30,30,1=3,03 м3
n па===1,19=2
Отже встановлюємо 2 посівних та 1 запасний посівний апарат
13. Розрахунок завантаження сировини на одну посівну ферментацію:
13.1 Корисний об’єм посівного апарата з урахуванням коефіцієнта запасу складе:
Vкор=6,30,5=3,15 м3
Vпм=3,15 0,1=0,315 м3
Vпс=3,15-0,315=2,835 м3
13.2 Витрати сировини на одну посівну ферментацію:
Таблиця 2.5.4
Компоненти поживного середовища |
Вміст у поживному середовищі, г/л |
Витрати на ферментацію, кг |
Крохмаль |
13,818 |
39,174 |
Продовження таблиці 2.5.4
Соєве борошно |
10,46 |
29,654 | |
Сухі дріжджі |
4,0 |
11,34 | |
Ca(OH)2 |
0,06175 |
0,175 | |
K2HPO4 |
1,21 |
3,42 | |
Піногасник |
0,29 |
0,822 | |
Всього |
84,585=0,085т=0,085 м3 |
13.3 Кількість води, яку необхідно внести у поживне середовище:
Vвпа=2,835 - 0,085=2,75 м3.
Враховуючи те, що ми використовуємо глуху пару, то втрат води на конденсацію не буде, отже це і є фактична кількість води, яку вносять у посівний апарат.
14. Розрахунок виходу авермектинів з однієї ферментації:
Ga=630,51,26=39,69 кг,
Gaф=39,69 – 39,69 0,05=39,69 – 1,9845=37,7 кг
15. Розрахунок стадії центрифугування
15.1. Розрахунок втрат на стадії центрифугування
Х= 37,7 × 0,03 = 1,131 кг.
15.2. Кількість авермектинів після центрифугування
Gц= 37,3 – 1,131 = 36,169 кг.
16. Розрахунок стадії первинної екстракції
16.1. Розрахунок втрат на стадії первинної екстракції
Х= 36,169× 0,02 = 0,723 кг.
16.2. Кількість авермектинів після стадії первинної екстракції
Gпе= 36,169 – 0,723 = 35,446 кг.
17. Розрахунок стадії центрифугування
17.1. Розрахунок втрат на стадії центрифугування
Х= 35,446× 0,03 = 1,06 кг.
17.2. Кількість авермектинів після стадії центрифугування
Gц= 35,446 – 1,06 = 34,386 кг.
18. Розрахунок стадії вторинної екстракції
18.1. Розрахунок втрат на стадії вторинної екстракції
Х= 34,386× 0,01 = 0,343 кг.
18.2. Кількість авермектинів після стадії вторинної екстракції
Gве= 34,386 – 0,343 = 34,043 кг.
Таблиця 2.5.5
Підготовка поживного середовища
Надійшло |
Кількість, кг |
Отримано |
Кількість, кг |
Крохмаль |
430,914 |
Стерильне ПС |
907,7 |
Соєве борошно |
326,195 |
Втрати :
(0,5 %) |
9,21
4,56 |
Сухі дріжджі |
124,74 | ||
Гідроксид кальцію |
1,915
| ||
Гідрофосфат калію |
37,72
| ||
Всього 921,484 |
Всього 921,484 |
Таблиця 2.5.6
Одержання інокуляту
Надійшло |
Кількість, м³ |
Отримано |
Кількість, м³ |
Культура з колб |
0,0000019 |
Інокулят |
0,00019 |
Стерильне ПС |
0,00019 |
Втрати 1 % |
0,0000019 |
Всього 0,0001919 |
Всього 0,0001919 |
Таблиця 2. 5.7
Одержання ПМ в інокуляторах
Надійшло |
Кількість, м³ |
Отримано |
Кількість, м³ |
Інокулят |
0,00019 |
Інокулят |
0,0198 |
Стерильне ПС |
0,0198 |
Втрати 1 % |
0,00019 |
Всього 0,0199 |
Всього 0,0199 |
Таблиця 2.5.8
Одержання ПМ в посівних апаратах
Надійшло |
Кількість, м³ |
Отримано |
Кількість, м³ |
Посівний матеріал |
0,0198 |
Посівний матеріал |
1,9845 |
Стерильне ПС |
1,9845 |
Втрати 10 % |
0,0198 |
Всього 2,0043 |
Всього 2,0043 |
Таблиця 2. 5.9
Виробниче культивування у ферментері
Надійшло |
Кількість, м³ |
Отримано |
Кількість, м³ |
Посівний матеріал |
1,9845 |
Культуральна рідина |
35,3 |
Стерильне ПС |
35,3 |
Втрати 5% |
1,9845 |
Всього 37,3 |
Всього 37,3 |
Таблиця 2.5.10
Стадія центрифугування
Надійшло |
Кількість, кг |
Отримано |
Кількість, кг |
Культуральна рідина
|
37,3 |
Культуральна рідина |
36,169 |
Втрати 3 % |
1,131 | ||
Всього 37,3 |
Всього 37,3 |
Таблиця 2.5.11
Стадія первинної екстракції
Надійшло |
Кількість, кг |
Отримано |
Кількість, кг |
Культуральна рідина |
36,169 |
Етанольний екстракт |
35,446 |
Втрати 2 % |
0,723 | ||
Всього 36,169 |
Всього 36,169 |
Таблиця 2.5.12
Стадія центрифугування
Надійшло |
Кількість, кг |
Отримано |
Кількість, кг |
Етанольний екстракт |
35,446 |
Етанольний екстракт |
34,386 |
Втрати 3 % |
1,06 | ||
Всього 35,446 |
Всього 35,446 |
Таблиця 2.5.13
Стадія вторинної екстракції
Надійшло |
Кількість, кг |
Отримано |
Кількість, кг |
Етанольний екстракт |
34,386 |
Етанольний екстракт |
34,043 |
Втрати 1 % |
0,343 | ||
Всього 34,386 |
Всього 34,386 |