Получение инвертаз

с.в.Влажность до промывки 50%.Потери на стадии оставляют 0,05 %.Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на промывку:1,79 – 99,95%х – 100%, следовательно,х = 1,8 кг/ч Расчет вещества, поступившего на промывку:1,8 – 50%х – 100%, следовательно,х = 3,6 кг/чРасчет влаги, поступившей на промывку:3,6 – 1,79 = 1,81 кг/чПотери абсолютно сухого вещества:1,81 – 1,79 = 0,02 кг/чПотери влаги: 1,81 – 1,78 = 0,03 кг/ч Приход, кг/чРасход кг/чПромывка Продукт3,97Продукт3,6А.С.В.1,81А.С.В.1,79Влага1,81Влага1,78Потери: А.С.В.0,02Влага0,03Итого3,97Итого3,97Таблица 1 - Материальный баланс Приход, кг/чРасход кг/чФасовкаПродукт086Продукт0,85А.С.В.0,77А.С.В.0,765Влага0,09Влага0,085Потери: А.С.В.0,005Влага0,005Итого0,86Итого0,86ИзмельчениеПродукт0,86Продукт0,86А.С.В.0,774А.С.В.0,77Влага0,086Влага0,09Потери: А.С.В.0,004Влага0,004Итого0,86Итого0,86СушкаПродукт0,11Продукт0,86А.С.В.0,774А.С.В.0,774Влага0,66Влага0,086Потери:Влага0,06Итого0,11Итого0,11ФильтрованиеПродукт1,45Продукт0,11А.С.В.0,8А.С.В.0,774Спирт0,32Влага0,086Влага0,62Потери: А.С.В.0,026Влага0,01Итого1,45Итого1,45ЦентрифугированиеПродукт1,6Продукт1,45А.С.В.0,8А.С.В.0,8Ацетон0,4Влага0,32Влага0,4Потери: А.С.В.0,001Влага0,48Итого1,6Итого1,6ДекантацияПродукт3,68Продукт1,6А.С.В.1,65А.С.В.0,8Влага2,03Влага0,4Потери: А.С.В.0,05Влага1,63Итого3,68Итого1,68ОсаждениеПродукт2,93Продукт3,68А.С.В.1,65А.С.В.1,65Ацетон0,64Влага2,03Сок1,28Итого3,68Итого3,68СтабилизацияПродукт2,94Продукт2,93А.С.В.1,66А.С.В.1,65Глицерин0,5Влага1,28Уксуснокислый магний0,04Потери: Уксуснокислый кальций0,04А.С.В.0,01Влага1,28Влага0,00Итого2,94Итого2,94ФильтрованиеПродукт3,88Продукт2,94А.С.В.1,75А.С.В.1,66Влага2,13Влага1,28Потери: А.С.В.,09Влага0,85Итого3,88Итого2,88ПрессованиеПродукт3,97Продукт3,88А.С.В.1,78А.С.В.1,75Влага2,19Влага2,13Потери: А.С.В.0,03Влага0,06Итого3,97Итого3,97ИзмельчениеПродукт4,48Продукт3,97А.С.В.1,79А.С.В.1,78Влага1,78Влага2,19Пищевой лед0,896Потери: А.С.В.0,01Влага0,5Итого4,48Итого4,48Промывка Продукт3,97Продукт3,6А.С.В.1,81А.С.В.1,79Влага1,81Влага1,78Потери: А.С.В.0,02Влага0,03Итого3,97Итого3,97Итого31,48Итого31,486. Подбор основного оборудованияКконструкцияферментаторов предъявляются высокие требования в отношении обеспечения герметичности. Аппараты изготовляют в соответствии с требованиями Госгортехнадзора. Сварка швов должна быть прочно-плотная. Выделения влаги на сварных швах при гидравлическом испытании не допускается, так как это может привести к попаданию инфекции в культуральную среду. Необходимо также обеспечить плотность сальника рабочего вала ферментатора, прокладок люков и фланцевых соединений. Аппарат изготовляют из нержавеющей или двухслойной стали.Во избежание попадания в аппарат инфекции во время выращивания культуры в процессе работы под крышкой аппарата избыточное давление должно составлять 0,15-0,25 кГ/см2. Это обстоятельство следует учитывать при выборе воздуходувной машины для подачи воздуха на аэрирование культуры.Корпус ферментатора вертикальный цилиндрический с эллиптическим днищами. В корпусе 1 вращается вал 4 со скоростью 180 об/мин с двуступенчатой турбинной мешалкой. Вал приводится во вращение от электродвигателя.Для подачи воздуха в среду в нижней части сосуда установлен барботер 5 кольцевого типа с 12 лучевыми патрубками. По периферии внутренней стенки корпуса расположены четыре отбойные пластины, предназначенные для турбулизации жидкости и предотвращения кругового вращения жидкости с образованием воронки.С наружной стороны корпус снабжен рубашкой, в которую подают воду для отвода тепла, выделяемого развивающейся культурой микроорганизмов. Контроль и регулирование температуры среды осуществляются датчиком температуры вставленным в гильзу 14.Рассчитаемрабочийобъемцентрифуги:Тогда номинальный объем центрифуги составит:Выбераем вертикальную малолитражную центрифугу с фильтрующим ротором (ФВБ-403К-04) (рис. 1).Рисунок 1 - Вертикальная малолитражная центрифуга с фильтрующим роторомТехническая характеристика центрифуги:Ротор: внутренний диаметр – 400 мм внутренняя высота – 200 мм фактор разделения при частоте вращения 1500 об/мин – 500 рабочий объем - 10 лПродолжительность: разгона – 90 с торможения - 90±30 сЭлектродвигатель: тип – В90L2 мощность – 3 кВт частота вращения вала – 2875 об/мин масса – 62 кгГабаритные размеры центрифуги, мм – 1160х700х810Масса центрифуги – 500 кгРассчитаем рабочий объем емкости для слива ацетона:Тогда номинальный объем емкости составит:Выбираем сборник СЭнв 0,010-1-02-01 (рис. 2).Рисунок 2 – Сборник СЭнв 0,010-1-02-01Техническая характеристикаОбъем – 10лОстаточное давление – 4 кПаУсловное давление – 0,6 МПаМасса – не более 45 кг3. Рассчитаем рабочий объем емкости для фугата.Тогда номинальный объем емкости составит: Выбираем сборник СЭнв 0,025-1-02-01 (рис. 3).Техническая характеристикаОбъем – 25лОстаточное давление – 4 кПаУсловное давление – 0,6 МПаМасса – не более 45 кгРисунок 3 – Сборник СЭнв 0,025-1-02-01Рассчитаем рабочий объем нутч-фильтра.Тогда номинальный объем составит: Выбираем нутч-фильтр фирмы Rosenmund. Он представляет собой нутч-фильтр цилиндрической формы, с ручным донным клапаном DN 50. Оснащен ножами для выравнивания осадка, а также лифтом для удобства выгрузки продукта. Установка на колесиках делает аппарат мобильным и удобным в эксплуатации. Крышка – DN300.Техническая характеристикаНоминальный объем – 25 лГабариты – 966х800х1784 ммТемпературный диапазон – от -50 до +180 оСРассчитаем рабочий объем емкости для слива этанола.Тогда номинальный объем составит: Выбираем сборник СЭнв 0,010-1-02-01 (рис. 4).Техническая характеристикаОбъем – 10лОстаточное давление – 4 кПаУсловное давление – 0,6 МПаМасса – не более 45 кгисунок 4 – Сборник СЭнв 0,010-1-02-01Рассчитаем объем емкости для фильтрата:Тогданоминальныйобъемсоставит: Выбираем сборник СЭнв 0,025-1-02-01 (рис. 5).Техническая характретистикаОбъем – 25лОстаточное давление – 4 кПаУсловное давление – 0,6 МПаМасса – не более 45 кгРисунок 5 – Сборник СЭнв 0,025-1-02-017. Подберем вакуум-сушильный шкаф.Рассчитаем рабочий объем:Тогда номинальный объем составит:Выбираем Вакуумный шкаф Binder VD 23.Техническая характеристикаВнешние габариты – 515х1271х500 ммВысота с ножками – 649 ммВысота с вакуумным модулем – 622 ммВнутренние габариты – 285х285х285 ммОбъем – 23 лМаксимальная загрузка – 35 кгДополнительные полки ( станд./ макс.) – 2/4Температурный диапазон – 200 оСМощность – 800 ВтРассчитаем рабочий объем емкости для сбора высушенного препарата.Тогда номинальный объем составит: Выбираем сборник СЭнв 0,015-1-02-01 (рис. 6) [6].Техническая характретистикаОбъем – 15лОстаточное давление – 4 кПаУсловное давление – 0,6 МПаМасса – не более 45 кгРисунок 6 – Сборник СЭнв 0,015-1-02-01Подберем дозатор.Рабочий объем дозатора составляет: Тогда номинальный объем составит: Выбираем дозатор MD15 (рис. 7).Техническая характеристикаОбъем – 15 лМощность – 24 ВтТочность подачи вещества – 5 г/секРисунок 7 –Дозатор MD15Подборшаровоймельницы. Рабочий объем:Тогда номинальный объем составит: Выбираем щаровую мельницу 75М-МЛ (рис. 8).Техническая характеристикаОбъем – 14 лИсходный материал – до 6 ммКрупность готового продукта – 0,074 ммДиаметр шаров – 15-20 ммРисунок 8 - Шаровая мельница 75М-МЛ Подбор сита.Рабочий объем:Тогда номинальный объем составит:Выбираем металлическое сито (рис. 9) со следующей технической характеристикой:Габариты полотна – 3000х1500 ммМаксимальная толщина полотна – 5 ммПерфорация круглая – 0,08 ммРисунок 9 – Металлическое сито В качестве тары используются стеклянные пузырьки, которые заполняются по 0,4 кг.Рассчитаем объем каждой тары:7. Утилизация отходовВ данном технологическом процессе проводятся четыре стадии утилизации:1) Слив промывной жидкости после первой стадии производства - промывки;2) Слив остаточной промывной жидкости после второй стадии производства – сушке на решетках для стекания;3) Утилизация твердых отходов после стадии прессования;4) Утилизация твердых отходов после фильтрования на фильтр-прессе.Твердые отходы отправляются на компостирование, либо на корм скоту.ЗаключениеВ процессе курсового проектирования была рассчитанферментатор для производства инвертазы. Был подобран наиболее подходящий для данных условий ферментатор. Помимо расчетов, курсовой проект содержит чертежи ферментатора. Приведен материальный баланс производства инвертазы.Для промышленного использования инвертазы обычно получают с помощью дрожжей. Также инвертаза синтезируется пчелами, которые используют ее для приготовления меда из нектара. Оптимальная температура для реакции 60 °C, а оптимальная кислотность pH 4.5. Инвертаза была впервые получена из культуры дрожжей в виде водного раствора Дёберейнером и Мичерлихом в 1830 году, которые описывали её как «растворяющий материал». В 1860 Бертло выделил инвертазу в чистом виде и дал ей названиеИнвертаза наиболее используемый в пищевой промышленности фермент, особенно при приготовлении джемов и конфет, а также при производстве молочной кислоты с помощью ферментации мелассы. Также инвертаза используется при производстве этанола из сахарозы как источник углерода. Использование инвертазы в данном случае помогает избежать присутствия сорбитола во время ферментационного процесса.Список использованных источников1. Биотехнология: Учеб. Пособие для вузов. В 8 кн./Под Б 63 ред. Н. С. Егорова. В. Д. Самуилова. Кн. 6: Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов/Быков В. А., Крылов И. А., Манаков М. Н. и др. – М.: Высш. шк., 1987. – 143 с.: ил.2. Бекер М. Е., Лиепиньш Г. К., Райпулис Е. П. Биотехнология, М., ВО Агропромиздат. 1990.3. Биотехнология // Под ред. А. А. Баева. – М.: Наука, 1984. С. 3114. Федосеев К.Г. Физические основы и аппаратура микробного синтеза биологически активных соединений. – М.: Медицина, 1977. – 304 с.5. Виестур У.Э., Кристапсон М.Ж., Былинкина Е.С. Культивирование микроорганизмов. – М.: Пищ. пром-сть, 1980. – 232 с.6. Быков В.А., Винаров А.Ю., Шерстобитов В.В. Расчет процессов микробиологчиеских производств. – Киев. : Техника, 1985. – 245 с.7. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии / Ю.И. Дытнерский. – М.: Колос, 2009. – С. 14 - 17.8. Кавецкий, Г.Д. Технологические процессы производства / Г.Д. Кавецкий. – М. 2001. – 426 с.9. Роздин, И.А. Безопасность производства и труда на химических производствах / И.А. Роздин. – Москва: Издательство Колос, 2005. – 427 с. 10. Тутельян, В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека: Справочное руководство по витаминам и минеральным веществам / В.А. Тутельян, Б.П. Спиричев – М.: Колос, 2001. – 424 с.11.  Е.А. Строев. Биологическая химия. М., Высшая школа, 1986.12.  М.Е. Беккер, Г.К. Лиепинын, Е.П. Райпулис. Биотехнология. М., ВО Агропромиздат, 1990.13.  У.Э. Виестур, И.А. Шмите, А.В. Жилевич. Биотехнология. Био технологические агенты, технология, аппаратура. Рига, Зинатне, 1987.14.  Г.К. Лиепинын, М.Э. Дунцэ. Сырье и питательные субстраты для промышленной биотехнологии. Рига, Зинатне, 1986.15.  Н.П. Блинов. Основы биотехнологии. СПБ., Наука, 1995.16.  Л.И. Воробьев. Промышленная микробиология. М., МГУ, 1989.17.  С.Д. Варфоломеев, С.В. Калюжный. Биотехнология. Кинетические основы микробиологических процессов. М., Высшая школа, 1990.18.  В.М. Беликов. Аминокислоты, их химический синтез и применение. Вестн. АН СССР, 1973.19.  Дж.   Бейли, Д. Оллис. Основы биохимической инженерии, т. 1. М„ Мир, 1989.20.  Г.С. Муровцев, Р.Г. Бутенко, Т.Н. Тихоненко, М.И. Прокофьев. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. М., ВО Агропромиздат, 1990.21.  Биотехнология: принципы и применение. Под ред. И. Хиггинса, Д.Беста, Дж. Джонса. М., Мир, 1988.