регистрация / вход

Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей. Мощность производства 80,3 кг год Курсовая

Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Российской Федерации РХТУ имени Д. И. Менделеева Кафедра Приомышленной Биотехнологии Курсовая работа

Министерство Высшего и Среднего Специального Образования

Российской Федерации

РХТУ имени Д. И. Менделеева

Кафедра Приомышленной Биотехнологии

Курсовая работа

по технологическому проектированию

Тема: “Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей”

Мощность производства 80,3 кг/год

Выполнила: студентка группы Э-64 Гришина Д,С,

Руководитель работы: к. х. н. асс. Красноштанова А.А.

Москва - 2000

Содержание

Раздел стр.

Введение 1

Раздел 1. Характеристика

изготовляемого препарата. 4

Раздел 2. Характеристика исходного сырья,

химикатов. 5

Раздел 3. Технологическая схема получения

белковой фракции из автолизных

дрожжей. 6

Раздел 4. Аппаратурно-технологическая

схема получения препарата РНК-азы

из автолизных дрожжей,

спецификация оборудования,

контрольно-измерительных

приборов. 10

Раздел 5. Изложение технологического

процесса.

Материальный баланс стадий. 13

Раздел 6. Отходы процесса, их использование

и обезвреживание. 16

Раздел 7. Техника безопасности, пожарная

безопасность и санитария. 17

Список литературы. 18

Введение

Раздел 1.

Характеристика изготовляемого препарата.

Раздел 2.

Характеристика исходного сырья, х имикатов.

Перечень исходного сырья, химикатов, применяемых для получения РНК из биомассы нативных парафинутилизирующих дрожжей Candida maltosa ВСБ-899 промышленного штамма кормовых дрожжей. Требования к их качеству.

Таблица 1.

п/п

Наименование сырья, химикатов

№ ГОСТа им ОСТа

Квалифи-кация

Сорт, марка, артикул

% содержания основного вещества

Примечания

1

2

3

4

5

6

7

1.

Дрожжи

ОСТ 59.03.045

37-84

Высшая или 1-ая категория

Белка 8,18

СВ 25

Дрожжи БВК или любого завода

2.

Натрия гидроксид

ГОСТ 4328-77

чда

Не менее 98

Магазин “Химреактивы”

3.

Этанол

ТУ 6-09-4512-77

ОСЧ-20-5

ОП-2

Не менее 96

Магазин “Химреактивы”

4.

Вода дистиллиро-ванная

ГОСТ 6709-72

Местного изготовления

5.

Серная кислота

ГОСТ 3118-77

чда

Не менее 98

Местного изготовления

Раздел 3.

Технологическая схема получения белковой фракции из автолизных дрожжей.

Технологическая схема получения белковой фракции из автолизных дрожжей предусматривает проведение следующих основных стадий:

ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы дрожжей.

ТП-1.1. Получение суспензии дрожжей.

ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием.

ТП-3. Осаждение белковой фракции в изоэлектрической точке.

ТП-3.1. Получение сырого осадка белковой фракции и декантирование надосадочной жидкости.

ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК из дрожжей.

ТП-4.1. Обезвоживание и очистка сырого осадка дрожжевой РНК этанолом.

ТП-5. Сушка сырого осадка РНК и упаковка готового продукта.

Кроме стадий технологического процесса (ТП), схема предусматривает проведение следующих вспомогательных работ (ВР):

ВР-1.1. Приготовление концентрированной серной кислоты. Используется 98%-ная серная кислота. Применяется для коррекции рН среды экстрагента на стадии ТП-1.

ВР-3.2. Приготовление водного раствора гидроксида натрия. Используется 40%-ный гидроксид натрия. Применяют для коррекции рН среды осадка на стадии ТП-3.

ВР-4.3. Приготовление 96%-ного этилового спирта.

Среди подготовительных операций (ПО) предусматривается стадия регенерации этанола из образующегося на стадиях ТП-4 и ТП-5. Её введение позволяет снизить расходный коэффициент по этанолу.

ВР-1.1. Концентрированная серная кислота

Вода дистиллированная





ТП-5. Сушка сырого осадка РНК и упаковка готового продукта

На регенерацию

На регенерацию

Раздел 4.

Аппаратурно-технологическая схема получения препарата РНК-азы

из автолизных дрожжей, спецификация оборудования,

контрольно-измерительных приборов.

Таблица 2.

п/п

Наименование оборудования, контрольно-измерительных и регистрирующих приборов

Количество единиц оборудова-ния

Материал рабочей части оборудования, датчиков

Характеристики оборудования, КИП и регистрирующих приборов

1

2

3

4

5

1

Стадия ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы дрожжей.

Химический реактор (экстрактор) для проведения горячей экстракции (90°С) компонентов белка из биомассы дрожжей кислым раствором

1

Нержавеющая сталь марки Х18Н9Т

Металлический или цельностеклянный аппарат с рубашкой, обогреваемый паром. Снабжен термометром, обратным хол-ком, перемешивающим устройством. Вместимость 0,5 л.

2

Аппарат оснащён :

Мешалкой пропеллерной.

1

Стекло или нержавеющая сталь марки Х18Н9Т

Цельная или цельнометаллическая конструкция.

3

Перемешивающим устройством.

1

-

Электродвигатель с регулируемым числом оборотов, мощность не менее 40 Вт, снабжен патроном для зажима вала мешалки

4

Термометром

1

Стекло, ртуть.

Термометр со шкалой от 0°С до 100°С, цена деления 0,5°С, имеет керн НШ14,5, вставляется в металлическую муфту, в которой крепится накидной гайкой.

5

Сборник промежуточный для хранения суспензии дрожжей.

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 5 л, ГОСТ 25336-82Е

Таблица 2(Продолжение).

1

2

3

4

5

6

Стадия ВР-1.1. Приготовление концентрированной серной кислоты.

Сборник промежуточный для приготовления 98%-ного раствора серной кислоты

1

Стекло. Может быть заменено на любое другое герметично закрываемое оборудование , изготовленное из коррозийно-стойких материалов.

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 125 мл, ГОСТ 25336-82Е

7

Сборник промежуточный для хранения дистиллированной воды

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2,8 л, ГОСТ 25336-82Е

8

Стадия ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием.

Центрифуга

1

-

Центрифуга марки Т 52.1 пр-ва ФРГ с фактором разделения не ниже 2750

9

Сборник промежуточный для хранения бесклеточного экстракта белковых веществ

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2,8 л, ГОСТ 25336-82Е

10

Сборник промежуточный для хранения сырого осадка клеточных оболочек

1

Стекло

Стеклотара с плотно закрывающейся крышкой вместимостью 2 л

11

Стадия ТП-3.

Осаждение дрожжевой РНК в изоэлектрической точке, отделение осадка.

Химический реактор для проведения реакции осаждения бесклеточного экстракта белковых веществ

1

Нержавеющая сталь марки Х18Н9Т

Металлический аппарат, снабженный мешалкой. Вместимость 2,8 л.

12

Аппарат снабжен:

Мешалкой пропеллерной

1

Стекло или ержавеющая сталь марки Х18Н9Т

Цельная или цельнометаллическая конструкция

13

Перемешивающим устройством

1

-

Электродвигатель с регулируемым числом оборотов, мощность не менее 40 Вт, снабжен патроном для зажима вала мешалки

Таблица 2(Продолжение).

1

2

3

4

5

14

Сборник промежуточный для хранения сырого осадка РНК

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость

500 мл, ГОСТ 25336-82Е

15

Сборник промежуточный для хранения кислого супернантанта

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость

2,8 л, ГОСТ 25336-82Е

16

Стадия ВР-3.2. Приготовление 40%-ного водного раствора гидроксида натрия.

Сборник промежуточный для приготовления 40%-ного водного раствора гидроксида натрия

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость

2 л, ГОСТ 25336-82Е

17

Стадия ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК.

Центрифуга

1

-

Центрифуга марки Т 52.1 пр-ва ФРГ с фактором разделения не ниже 2750

18

Сборник промежуточный для хранения обезвоженного осадка РНК

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 250 мл

19

Сборник промежуточный для хранения водно-спиртового раствора, содержащего этанол

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2 л

20

Стадия ВР-4.3. Приготовление 96%-ного р-ра этанола.

Сборник промежуточный для хранения этанола

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2 л

21

Стадия ТП-5. Сушка сырого осадка РНК.

Сушка происходит на воздухе

22

Сборник промежуточный для хранения препарата РНК-азы

1

Стекло

Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 125 мл

Раздел 5. Изложение технологического процесс.

Материальный баланс стадий.

Стадия ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы клеток.

Целью проведения стадии является полное извлечение нуклеиновых кислот из биомассы дрожжей (БВК) в водный экстрагент. Обработка клеток производится при оптимальных температуре (90°С), рН среды (1,7) и времени экстракции (24 часа), обеспечивающих 90-95%-ную экстракцию. По завершении стадии получают суспензию клеток дрожжей, которую перерабатывают на последующих стадиях.

Материальный баланс стадии ТП-1.

Таблица 3.

1. Израсходовано на стадии:

Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов

Содержа-ние ОВ, %

Загружено (получено)

По массе, кг

По объёму, л

технической

В 100%-ном исчислении ОВ

-Осадок денуклеинезированных дрожжей

-СВ

-белок

-Вода технологическая

-Серная кислота, r=1,36 г/мл

25

8,18

100

98

1005

2199,208

112,56

251,25

82,21

2199,208

110,31

773,07

2199,208

82,76

Итого:

3316,76

3055,04

2. Получено на стадии:

-Суспензия депротеинезированных дрожжей

3250,42

2993,94

Всего:

3250,42

2993,94

Потери: 2%.

Время проведения стадии ТП-1 – 24 часа.

Стадия ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием.

Целью проведения стадии является полное извлечение белковых веществ.

Материальный баланс стадии ТП-2.

Таблица 4.

1. Израсходовано на стадии:

Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов

Содержа-ние ОВ, %

Загружено (получено)

По массе, кг

По объёму, л

технической

В 100%-ном исчислении ОВ

-Суспензия депроитеинезированных клеток

-белок

3,51

3250,42

114,09

2993,94

Итого:

3250,42

2993,94

Таблица 4(Продолжение).

2. Получено на стадии:

-Сырой осадок клеточных оболочек

-СВ

-белок

-Бесклеточный экстракт белковых веществ

-белок

20

3,84

3,34

1103,52

2049,39

220,70

42,38

68,45

1003,20

1863,08

Всего:

3152,91

2904,12

Потери: 3%

Время проведения стадии ТП-2 – 0,3 часа.

Стадия ТП-3. Осаждение дрожжевой РНК в ИЭТ, отделение осадка.

Материальный баланс стадии ТП-3.

Таблица 5.

1. Израсходовано на стадии:

Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов

Содержа-ние ОВ, %

Загружено (получено)

По массе, кг

По объёму, л

технической

В 100%-ном исчислении ОВ

-Бесклеточный экстракт белковых веществ

-белок

-Гидроксид натрия,

r=1,2 г/мл

3,34

40

2049,39

21,038

68,45

8,42

1863,08

17,53

Итого:

2070,43

1880,61

2. Получено на стадии:

-Сырой осадок РНК

-белок

-Надосадочная жидкость

-белок

17

1,54

299,21

1729,81

50,86

26,64

296,25

1546,74

Всего:

2029,02

1842,99

Потери: 2%.

Время проведения стадии ТП-3 – 24 часа.

Стадия ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК.

Материальный баланс стадии ТП-4.

Таблица 6.

1. Израсходовано на стадии:

Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов

Содержа-ние ОВ, %

Загружено (получено)

По массе, кг

По объёму, л

технической

В 100%-ном исчислении ОВ

-Сырой осадок РНК

-белок

-Спирт этиловый,

r=0,8 г/мл

17

96

299,21

366,49

50,86

351,83

296,25

458,11

Итого:

665,70

754,36

2. Получено на стадии:

-Обезвоженный осадок РНК

-белок

-Водно-спиртовой раствор

45

104,72

547,67

47,13

322,16

101,66

637,61

Всего:

652,39

739,27

Потери: 2%.

Время проведения стадии ТП-4 – 6 часов.

Стадия ТП-5. Сушка сырого осадка РНК.

Материальный баланс стадии ТП-5.

Таблица 7.

1. Израсходовано на стадии:

Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов

Содержа-ние ОВ, %

Загружено (получено)

По массе, кг

По объёму, л

технической

В 100%-ном исчислении ОВ

-Обезвоженный осадок РНК

-белок

45

104,72

47,13

101,66

Итого:

104,72

101,66

2. Получено на стадии:

-Препарат

РНК-азы

-белок

-испареная влага

85

79

53,6

49,03

45,56

38,73

48,73

50,90

Всего:

102,63

99,63

Потери: 2%.

Время проведения стадии ТП-4 – 8 часов.

Раздел 6. Отходы процесса получения препарата дрожжевой РНК, их использование и обезвреживание.

Все жидкие и твёрдые отходы, образующиеся при получении дрожжевой РНК, подлежат утилизации либо на стадии биосинтеза дрожжей, либо на стадиях комплексной переработки.

К числу примесей в кислотном гидролизате, требующих обязательного удаления, относятся анионы гидролизующего агента (сульфат-ионы серной кислоты), окрашенные соединения или пигменты (продукты конденсации аммиачного азота с углеводами), гемозы, свободные амины и аммиак. Для удаления аниона минеральной кислоты применяют стадии образования соли малорастворимого соединения, легко отделяемую в дальнейшем фильтрованием. В качестве осаждаемого агента выбирают гидроксид кальция. Осадок гипса удаляется промывкой осадка дистиллированной водой.

Значительное количество этанола, расходуемое на обезвоживание осадка РНК должно быть сокращено за счёт включения в технологический процесс стадии регенерации отработанного спирта.

Регенерация этанола.

Целью проведения стадии переработки водно-спиртового раствора является улучшение технико-экономических показателей разрабатываемой технологии и улучшение экологической обстановки в регионе будущего предприятия. Регенерированный спирт должен представлять собой прозрачную неокрашенную жидкость, иметь плотность 0,80 г/мл и содержать основного вещества не менее 95% мас. Схема процесса получения регенерированного спирта предусматривает его выделение из водно-органического раствора путём традиционной дистилляции двух взаиморастворимых жидкостей, имеющих азеотроп при 96% об. этанола в среде. При этом, как более летучая жидкость, спирт переходит в дистиллят, а менее летучая – вода – остаётся в кубе вместе с другими нелетучими примесями. Помимо отхода водно-спиртового раствора, перерабатываемого на стадиях технологического процесса получения дрожжевой РНК предусматривается переработка других отходов, в частности, на стадиях биосинтеза кормовых дрожжей. К ним относятся прежде всего нейтрализованные водно-солевые стоки, образующиеся при получении дрожжевой РНК, а также денуклеинизированная биомасса дрожжей. При этом последняя может перерабатываться по разным технологиям с получением продуктов кормового, пищевого и медицинского назначения.

Нейтрализация водно-солевого раствора.

Цель стадии – провести нейтрализацию стоков, образующихся при получении дрожжевой РНК и получить водно-солевой раствор, пригодный для использования на стадиях биосинтеза кормовых дрожжей. Нейтрализованный водно-солевой раствор содержит низкомолекулярные продукты дрожжевого экстракта, а также фосфаты, хлорид и сульфаты аммония.

Твёрдые остатки могут являться сырьём для производства кормового продукта 1-ой группы качества или перерабатываться с получением соединений белковой природы.

Раздел 7. Техника безопасности, пожарная безопасность и санитария.

При проведении всех технологических операций по получению белковой РНК в одном цехе, производство должно быть отнесено к IV-ой группе по санитарной классификации (токсичности) и к группе “А” по пожарной безопасности. Последнее обусловлено использованием ЛВЖ (этанола).

Всё применяемое электрооборудование должно быть выполнено во взрыво- и искро-безопасном исполнении. Для предупреждения накопления опасных потенциалов статического электричества все металлические и токопроводящие конструкции, аппараты, вспомогательные механизмы должны быть заземлены строго в соответствии с правилами и требованиями по их эксплуатации.

Перечень наиболее опасных мест на стадиях технологического процесса получения препарата РНК-азы.

Таблица 8.

Наименование мест особой опасности

Возможная опасность

Важнейшие меры предосторожности

1. Все виды электрооборудования, используемые на отдельных стадиях и во всём прцессе в целом.

Поражение электрическим током.

Еженедельная проверка наличия заземления у каждого вида электрооборудования.

2. На стадии ТП-1. Приготовление конц. серной кислоты для подкисления.

Химический ожог при попадании конц. серной кислоты на открытые участки кожных покровов и в глаза.

Строгое соблюдение правил ТБ при работе с агрессивными веществами и жидкостями, знание мер по оказанию мед. помощи.

3. На стадии ТП-3. Приготовление водного раствора гидроксида натрия.

Химический ожог при попадании на открытые участки кожных покровов и в глаза.

Строгое соблюдение правил ТБ при работе с агрессивными веществами и жидкостями, знание мер по оказанию мед. помощи.

4. На стадии ТП-4. Обезвоживание осадка этанолом.

Химический ожог при попадании спирта в глаза, токсичность паров, возгорание этанола.

Строгое соблюдение правил ТБ при работе с ЛВЖ, знание мер по оказанию первой мед. помощи. Все виды работ проводить под тягой. Наличие средств пожаротушеняю

Список использованной литературы.

1. Быков В.А. Проблемы и перспективы промышленной биотехнологии. //Биотехнология. –1987. - №6 – С. 692-700.

2. Быков В.А., Манаков М.И. и др. Производство белковых веществ. //Биотехнология. –1987. - №5.

3. Грачёва И.М. и др. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. – М. 1980.

4. Бортников И.И., Босенко А.М. Машины и аппараты микробиологических производств. – Минск. 1982.

5. Разработка малоотходной технологии получения и переработки микробной биомассы. //Отчёт по научно-исследовательской работе. – Москва. 1992.

6. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. //Справочное пособие под рук. Комарского Б.Д. – Ленинград. 1976.

7. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты //Пособие по проектированию. – М. 1991.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

Комментариев на модерации: 1.

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий