13.13. |
Вода |
|
19 329 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього |
|
20 600 |
Всього |
|
20 600 |
|
|
|
|
|
||
14. |
СТЕРИЛІЗАЦІЯ ПОЖИВНОГО СЕРЕДОВИЩА ДЛЯ ВИРОБНИЧОГО |
|||||
|
|
|
БІОСИНТЕЗУ |
|
||
14.1. |
Нестерильне ПС |
|
20 600 |
Стерильне ПС |
|
25 800 |
|
|
|
|
|
|
|
14.2. |
Конденсат - 20% |
|
5 200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього |
|
25 800 |
Всього |
|
25 800 |
|
|
|
|
|
|
|
15. |
|
ВИРОБНИЧИЙ БІОСИНТЕЗ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
15.1. |
Стерильне ПС |
|
25 800 |
КР на фільтрацію |
|
25 561 |
|
|
|
|
|
|
|
15.2. |
Посівний матеріал |
|
2 601 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15.3. |
Втрати (частка) |
|
0,1 |
Втрати (кількість) |
|
2 840 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього |
|
28 401 |
Всього |
|
28 401 |
|
|
|
|
|
|
|
16. |
ФІЛЬТРУВАННЯ КУЛЬТУРАЛЬНОЇ РІДИНИ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
16.1. |
КР на фільтрацію, м3 |
|
25 600 |
Нативний розчин |
|
23 530 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вологий осад |
|
278 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Втрати (частка) |
|
0,07 |
Втрати |
|
1 792 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього: |
|
25 600 |
Всього: |
|
25 600 |
|
|
|
|
|
||
17. |
КОНЦЕНТРУВАННЯ РОЗЧИНУ ФЕРМЕНТУ МЕТОДОМ |
|||||
|
|
|
УЛЬТРАФІЛЬТРАЦІЇ |
|
||
|
Фільтрат, дм3 |
|
23 530 |
Концентрат |
|
11 530 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермеат |
|
11 529 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Втрати |
|
0,02 |
Втрати |
|
471 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього |
|
23 530 |
Всього |
|
23 530 |
|
|
|
|
|
|
|
18. |
|
СУШІННЯ КОНЦЕНТРАТУ |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
Концентрат, кг |
|
12107 |
Сухий фермент |
|
213 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Видалена волога, кг |
|
10 683 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Втрати |
|
0,10 |
Втрати |
|
1 211 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього: |
|
12107 |
Всього: |
|
12 107 |
|
|
|
|
|
|
|
19. |
СТАНДАРТИЗАЦІЯ ГОТОВОГО ПРОДУКТУ |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
Сухий готовий продукт |
|
213 |
Готовий продукт |
|
703 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наповнювач (NaCl) |
|
490 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього: |
|
703 |
Всього: |
|
703 |
|
|
|
|
|
|
|
20. |
ФАСУВАННЯ, УПАКУВАННЯ ГОТОВОГО ПРОДУКТУ |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
Готовий продукт |
|
703 |
Упакований продукт |
|
696 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Краф-мішки (10 кг) |
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Втрати |
|
0,01 |
Втрати |
|
7,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всього: |
|
703 |
Всього: |
|
703 |
|
|
|
|
|
|
|
Похибка розрахунку балансу = (Gуп – Gцкгп)*100/ Gцкгп = (696 – 679)*100/696 = 2,4%
Оскільки відносна похибка розрахунку матеріального балансу не перевищує 10% , вважаємо що матеріальний баланс партії зроблено вірно.
46
6.Розрахунок обладнання
6.1.Розрахунок ферментаційної та ємнісної апаратури
За результатами продуктового розрахунку та матеріального балансу здійснюють розрахунок ферментаційної та ємнісної апаратури для приготування та стерилізації компонентів поживного середовища. Приймають наступні коефіцієнти заповнення апаратури К:
Kф - коефіціент заповнення ферментера, посівного апарата, інокулятора, частка:
−барботажного - 0,45 - 0,55
−комбінованого (з механічним перемішуванням) - 0,5 - 0,65. Коефіцієнт заповнення качалочних колб Ккол = 0,18-0,2
Коефіцієнт заповнення збірників - 0,7- 0,85.
При виборі геометричного об’єму ферментаційної та ємнісної апаратури керуються даними виробника або стандартними таблицями (див.Таблиця 11.1. [1]).
Якщо перевірочний коефіцієнт не вкладається у вибрані межі, то змінють кількість апаратів і відповідно їх сумарний геометричний об’єм.
6.1.1 Уточнюючий розрахунок кількості ферментерів
Приблизний загальний геометричний об’єм ферментерів при заданому Кз = 0,6:
Vгф = Vф/Кз = 28,4/0,6 = 47,3 м3.
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом ферментер: Vнф = 50 м3.
Кількість виробничих ферментерів при заданому Кз: Nфр = Vгф/ Vнф = 47,3/50 = 0,95 – приймаємо 1
Уточнюємо коефіцієнт заповнення вибраних з таблиці ферментерів:
Кзф = Vф/(VнфNфр) = 28,4/50·1 = 0,57.
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення не перевищує заданих меж (0,5 – 0,65), то приймаємо до установки ферментерів Nфр + 1 запасний.
6.1.2. Уточнюючий розрахунок кількості інокуляторів для отримння інокуляту об’ємом 2 89 м3
Приблизний загальний геометричний об’єм посівного апарата при заданому Кз = 0,6:
Vгпа = Vпа/Кз = 2,89/0,6 = 4,82 м3.
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом апарат: Vнпа = 5,0 м3. Кількість посівних апаратів при заданому Кз:
Nпар = Vгпа /Vнпа = 4,82/5,0 = 0,9 – приймаємо 1
Уточнюємо коефіцієнт заповнення вибраних з таблиці посівних апаратів:
Кзпа = Vпа/ (Vнпа Nпар) = 2,89/(5,0·1) = 0,58.
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення не перевищує заданих меж (0,5 – 0,65), то приймаємо до установки посівних апаратів Nпар + 1 запасний.
6.1.3. Уточнюючий розрахунок кількості інокуляторів для отримння інокуляту об’ємом 292 л
Приблизний загальний геометричний об’єм інокулятора при заданому Кз = 0,6:
Vгін1 = Vін/Кз = 292/0,6 = 487 л.
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом інокулятор: 630 л.
Кількість інокуляторів при заданому Кзін:
Nінр = Vгін/ Vнін = 488/630 = 0,78 – приймаємо 1
Уточнюємо коефіцієнт заповнення вибраних з таблиці інокуляторів:
Кзін = Vін/ (VнінNінр) = 292/(630) = 0,5.
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення не перевищує задані межі (0,5 – 0,65),
Vнін1 =
47
приймаємо до установки інокуляторів Nінр + 1 запасний.
6.1.4. Уточнюючий розрахунок кількості інокуляторів для отримння інокуляту об’ємом 29,6 л
Приблизний загальний геометричний об’єм інокулятора при заданому Кз = 0,6:
Vгін = Vін/Кз = 29,6/0,6 = 49,3 л.
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом інокулятор:
Vнін = 40 л.
Кількість інокуляторів при заданому Кз:
Nінр = Vгін/ Vнін = 49,3/40 = 1,2 – приймаємо 1
Уточнюємо коефіцієнт заповнення вибраних з таблиці інокуляторів:
Кзін = Vін/ (Vнін Nінр) = 29,6/(40·1) = 0,74.
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення перевищує задані межі (0,5 – 0,65), то
обираємо інший геометричний об’єм інокулятора, який замовляємо у виробника, |
Vнін = 50 |
л. Тоді уточнений коефіцієнт заповнення буде |
|
Кзін = Vін/Vнін = 29,6/50 = 0,59. |
|
Отже, приймаємо до установки інокуляторів Nінр + 1 запасний. |
|
6.1.5. Уточнюючий розрахунок кількості качалочних колб |
|
Приблизний загальний необхідний об’єм качалочних колб при заданому |
Кколб = 0,2: |
Vгколб = Vколб/Кколб = 2,7/0,2 = 13,5 л |
|
Об’єм 1 качалочної колби Vнколб = 0,750 л. |
|
Кількість качалочних колб при заданому Кколб |
|
Nколб = Vгколб/ Vнколб = 13,5/0,75 = 18 – приймаємо 18 колб. |
|
6.2. Розрахунок кількості реакторів-змішувачів для |
|
приготування та стерилізації поживного середовища |
|
Для вибору реакторів-змішувачів, збірників користуються таблицями композицій (Табл. 5.1; 5.2.; 5.3.; 5.4.; 5.5.) та таблицею Технічних характеристик ферментерів (Таблиця 11.1. [1])
6.2.1. Уточнюючий розрахунок кількості реакторів-змішувачів для приготування середовища для виробничого біосинтезу в ферментері об’ємом 50 м3
Для приготування композиції А пшеничні висівки попередньо подрібнюють та розварюють в окремому реакторі з сорочкою і після цього подають в реактор-змішувач УБС. Композицію Б готують в окремому реакторі і після приготування подають в реакторзмішувач УБС. Стерилізацію компонентів поживного середовища в об’ємі Vст = Vпс – Vкон = 25,8 – 5,2 = 20,6 м3 проводять в УБС потужністю 20 м3/год. Час стерилізації становить t = 20,6/20 = 1,03 год. Стерильне поживне середовище з УБС передається в попередньо простерилізований ферментер.
а) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача УБС. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
VУБС = Vст/Кзб = 20,6/0,8 = 25,7 м3
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор: Vнр = 25 м3. Кількість реакторів при заданому Кзб становить: Nр = VУБС/Vнр = 25,7/25 = 1,02.
Приймаємо до установки 1 реактор.
Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора: |
Кзр = Vст/ (Vнр Nр) = 20,6/(25·1) = 0,82 |
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення |
лежить в заданих межах (0,7 – 0,85), то |
приймаємо до установки кількість реакторів УБС – 1.
б) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції А. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
VАг = VА/Кзб = 12,55 /0,8 = 15,7 м3
48
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор: Vнр = 16 м3. Кількість реакторів при заданому Кзб становить:
NАр = VАг/Vнр = 15,7/16 = 0,98. Приймаємо - 1 од.
Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора:
Кзр = VА/(VнрNАр) = 12,55/(16·1) = 0,78
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення лежить в заданих межах (0,7 – 0,85), приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції А – 1 + 1 запасний.
в) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції Б. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
VБг = VБ/Кзб = 8,05/0,8 = 10,0 м3
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор:
Vнр = 10 м3
Кількість реакторів при заданому Кзб становить:
NР = VБг/Vнр = 10,0/10,0 = 1,0. Приймаємо – 1 од.
Оскільки номінальний об’єм реактора співпадає з геометричним об’ємом реактора приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції Б – 1 + 1 запасний.
Для корегування рН в процесі приготування та після стерилізації поживного середовища для виробничого біосинтезу вибираємо ємності для розчинів кислоти та лугу із розрахунку 2 л на 1м3 поживного середовища.
Кількість кислоти для підкислення композиції Б становить = 16,1 л.
Підбираємо геометричний об’єм реактора для кислоти. Приблизний геометричний об’єм мірника при заданому Кзб = 0,8 складе
Vгрк = Vрк/ Кзб = 16,1/0,8 = 20,1 л
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор-мірник: Vнрк = 20 л. Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора:
Кзр = Vрк/(Vнр Nр) = 16,1/(20·1) = 0,81, що допустимо. Приймаємо до використання 1 реактор – мірник для розчину кислоти .
Підбираємо геометричний об’єм реактора-мірника для розчину лугу. Кількість 0,6 н розчину гідроксиду натрію становить 52 л.
Приблизний геометричний об’єм мірника при заданому Кзб = 0,8 складе
Vгрк = Vрл/ Кзб = 52/0,8 = 65 л
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор-мірник: Vнрк = 60 л. Уточнюємо коефіцієнт заповнення мірника:
Кзр = Vрк/(Vнр Nр) = 52/(60·1) = 0,86, що допустимо. Приймаємо до використання 1 реактор –мірник для приготування та стерилізації розчину лугу.
6.2.2. Розрахунок кількості реакторів-змішувачів для приготування середовища для вирощування посівного матеріалу в інокуляторі об’ємом 5 м3
а) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції А. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
VАг = VА/Кзб = 1600/0,8 = 2 000 л = 2,0 м3
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор:
Vнр = 2,0 м3
Оскільки приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача дорівнює вибраному номінальному об’єму уточнення коефіцієнта заповнення реактора не проводимо.
Приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції А – 1. Після приготування композиція А передається до інокулятора, де стерилізується.
б) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції Б. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
49
VБг = VБ/Кзб = 1026/0,8 =1283 л
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор:
Vнр = 1250 л.
Кількість реакторів при заданому Кзб становить:
Nр = VБг/Vнр = 1283/1250 = 1,02. Приймаємо – 1 од.
Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора:
Кзр = VБ/(Vнр Nр) = 1026/(1250·1) = 0,82
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення лежить практично в заданих межах (0,7 – 0,85), то приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції Б – 1.
Після приготування композиція Б стерилізується в реакторі, а потім передається до інокулятора.
Для корегування рН в процесі приготування та після стерилізації поживного середовища для виробничого біосинтезу вибираємо ємності для розчинів кислоти та лугу із розрахунку 2 л на 1м3 поживного середовища.
Кількість розчину кислоти для для підкислення композиції Б становить 2,1 л, яка вноситься безпосередньо в реактор об’ємом 1250 л.
Підбираємо геометричний об’єм мірника для лугу. Кількість 0,6 н розчину гідроксиду натрію становить 5,2 л. Для стерилізації лугу в автоклаві використовуємо металевий балон геометричним об’ємом 10 л. Після стерилізації луг з балона асептично вносять в інокулятор за допомогою дозуючої системи.
6.2.3.Розрахунок кількості реакторів-змішувачів для приготування середовища для вирощування посівного матеріалу в інокуляторі об’ємом 630 л
Композиції для приготування поживного середовища готуються в реакторах-змішувачах для інокулятора об’ємом 630 л.
а) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції А. Приблизний геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому Кзб = 0,8:
VАг = VА/Кзб = 162/0,8 = 202 л
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор: Vнр = 250 л Кількість реакторів при заданому Кзб становить:
Nр = VАг/Vнр = 202/250 =0,8. Приймаємо -1 од.
Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора:
Кзр = VА/(Vнр Nр) = 162/(250) = 0,7
Оскільки уточнений коефіцієнт заповнення лежить в заданих межах (0,7 – 0,85), Отже, приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції А – 1 зап Після приготування композиція А передається в інокулятор, де стерилізується.
б) Підбираємо геометричний об’єм реактора-змішувача для композиції Б. Приблизний
геометричний об’єм реактора-змішувача при заданому |
Кзб = 0,8: |
|
VБг = VБ/Кзб = 104/ 0,8 = 130 л |
|
|
Вибираємо з Таблиці 11.1. [1] найближчий за номінальним об’ємом реактор: |
Vнр = 160 л |
|
Кількість реакторів при заданому Кзб становить: |
|
|
Nр = VБг/Vнр = 130/160 = 0,8. |
|
|
Уточнюємо коефіцієнт заповнення реактора: |
|
|
Кзр = VБ/(Vнр Nр)= 130/160 = 0,81, що допустимо. |
|
|
Приймаємо до установки кількість реакторів для приготування композиції Б – |
1 запасний. |
|
Після приготування композиція Б стерилізується в реакторі і передається до інокулятора для змішування.
Для корегування рН в процесі приготування та після стерилізації поживного середовища для виробничого біосинтезу вибираємо ємності для розчинів кислоти та лугу із розрахунку 2 мл на 1л поживного середовища.
Кількість розчину кислоти для для підкислення композиції Б становить 208 мл, яка вноситься безпосередньо в реактор об’ємом 20 л в процесі приготування композиції Б.
50