Проектирование участка ферментации бензилпенициллина. Проведение материальных и тепловых расчетов, расчет и выбор основного оборудования по каталогу. Обеспечение безопасности жизнедеятельности на производстве, предложение мер по защите окружающей среды.
Аннотация к работе
Основной целью курсового проекта является рассчитать участок ферментации бензилпенициллина. В проекте предусмотрены материальные, тепловые, энергетические, экономические расчеты, а также расчет и подбор оборудования. В ходе расчетов необходимо определить количество полупродукта, а именно культуральной жидкости бензилпенициллина, используемой для выделения бензилпенициллина натриевой соли, которая в свою очередь является сырьем для получения 6-амминопенициллиновой кислоты.Впервые пенициллин был открыт в 1929 году английским бактериологом Флемингом. Позднее в 1940 году Флори и Чейтн получили пенициллин в чистом виде и установили его молекулярную формулу. Ермольевой в 1942 году был получен первый отечественный пенициллин-крустозин, сыгравший огромную роль в спасении раненных в годы Великой Отечественной войны.Процесс выращивания посевного материала в инокуляторе состоит из следующих операций: ТП.1.1.1 Подготовка инокулятора к загрузке. По окончании ремонта закрывают люк и проводят проверку аппарата и воздушного фильтра на герметичность, для чего в аппарате и фильтре создают сжатым воздухом давление от 1,2 до 1,5 кгс /см2. давление на фильтре должно быть больше, чем на аппарате. Питательную среду центробежным насосом передают по заранее простерилизованной загрузочной линии в инокулятор, отбирают пробу для определения РН, загружают жир. После этого аппарат со средой стерилизуют в течении 20-30 минут при температуре от 120 до 125?С и давлении 1,0 - 1,4 кгс/см2 при непрерывно работающей мешалке. Среду в посевном аппарате охлаждают путем подачи воды в змеевики до температуры (25±1) ?С, поддерживая при этом стерильным сжатым воздухом давление в аппарате от 0,4 до 0,5 кгс/см2.Таблица 1 - Характеристика применяемого сырья и материаловна Т.П.3
Рисунок 1 - Процессуальная схема производства1.6.1.1.1 Определяем суточную мощность производства по готовому продукту, Gcyt. г. п.; млрд. 1.6.1.1.2 Определяем суточную мощность наработки культуральной жидкости: Gk. ж. 1.6.1.1.3 Определяем суточный объем культуральной жидкости 1.6.1.1.5 Определяем количество ферментаторов к установке nф. 1.6.1.2.2 Определяем рабочую вместимость посевного аппарата.1.6.2.1 Определяем объем питательной среды для инокулятора. 1.6.2.2 Определяем массу рабочей загрузки инокулятора. мраб. загр. 1.6.2.4 Определяем массу компонентов питательной среды. Определим массу едкого натра на доведение РН от 6,0 до 6,4 на действующем производстве на 1000 л среды - 5 л 42% NAOH, в проецируемом на2019,68л среды - x л 42% NAOH, х = 10 л m 42% NAOH = 42% NAOH х ?42% NAOH (кг), где ?42% NAOH = 1,450 кг/л [6]; Наименование компонента Содержание компонета в сырье, % Содержание компонета в среде, С,% Масса на одну загрузку, кг Масса на сутки, кг Масса на год, кг1.6.3.1 Определяем объем питательной среды для посевного аппарата. 1.6.3.2 Определяем массу компонентов питательной среды На действующем производстве на 6000 л среды - 13,8 л 42% NAOH, В проектируемом на 5743,365 л среды - х л 42% NAOH. 1.6.3.5 Определяем массу воды на разбавление компонентов среды. мводы на разб. 1.6.3.8 Определяем массу вегетативного посевного материала. мвег. пос. мат.Определяем массу едкого натра на доведение РН от 5,7 до 6,3. на действующем производстве на 32320 кг - 65 кг 100% NAOH; в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 115,2696 кг. m 42% NAOH = 115,2696 • = 274,4514 кг. Определяем массу 12% раствора сернокислого аммония на действующем производстве на 31307,125 кг - 310 кг сернокислого аммония (техническая масса), в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 567,53 кг (техническая масса) m12% раствора сернок. амм. Определяем массу 8% раствора фенилуксусной кислоты на действующем производстве на 31307,125 кг - 510 кг ФУК, в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 933,6838 кг (техническая масса) m8% раствора ФУК = кг. мводы = 24171,0475 - 933,6838 = 23237,3637 кг. Определяем массу 32% раствора глюкозы на действующем производстве на 31307,125 кг - 5600 кг глюкозы (т. м.), в проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 10252 кг. m32% раствора глюкозы = кг. мводы = 29154,125 - 10252 = 18902,125 кг. Определяем массу 10% раствора ортофосфорной кислоты на действующем производстве на 31307,125 кг - 17,8 кг ортофосфорной кислоты, на проектируемом на 57315,5998 кг - х кг. х = 32,58 кг (т. м.). m10% раствора ортофосфорной кислоты = кг. мводы = 237,834 - 32,58 = 205,254 кг.Z - запас сырья, принимаем равным 2 дням; = = 4 м3,По [5] принимаем аппарат вместимостью 4 м3 Принимаем к установке 2 сборник аммиака. По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 25 м3, (d =2,2 м) = = 17м3,По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 20 м3.Vcyt = Vна 1 опер. Vна 1 опер. По [5] принимаем к установке аппарат вместимостью 0,25 м3, (d =0,7 м). 2.6.1 Расчет количества аппаратов к установке, n ап.Vcyt = Vна 1 опер. По [5] принимаем к установке 2 аппарата вместимостью 30 м3, (Спецификация представлена в таблице 1Тепловой расчет стадии выращивания вегетативного посевного материала в инокулятореРасчет теп
План
Содержание
Введение
Раздел 1. Анализ технологического процесса получения бензилпенициллина
1.1 Технико - экономическое обоснование выбранного метода ферментации
1.2 Описание технологического процесса
1.3 Характеристика применяемого сырья и вспомогательных материалов
1.5 Процессуальная схема производства
Раздел 2. Материальные расчеты
2.1 Материальный баланс стадии выращивания посевного материала в инокуляторе
2.2 Материальный баланс стадии выращивания посевного материала в посевном аппарате
2.3 Материальный баланс стадии биосинтеза бензилпенициллина в ферментаторе
2.4 Расчет и подбор основного технологического оборудования
2.5 Расчет вместимости реактора фенилуксусной кислоты, м3
2.6 Расчет реактора ортофосфорной кислоты
2.7 Расчет реактора подсолнечного масла
Раздел 3. Тепловые и энергетические расчеты
3.1 Тепловой расчет стерилизации пустого аппарата
3.2 Тепловой расчет стерилизации инокулятора со щелочью
3.3 Тепловой расчет стерилизации питательной среды в инокуляторе
3.4 Тепловой расчет стерилизации пустого аппарата
3.5 Тепловой расчет стерилизации посевного аппарата со щелочью
3.7 Тепловой расчет стерилизации ферментатора со щелочью
3.8 Тепловой расчет процесса биосинтеза
3.9 Энергетические расчеты
Заключение
Библиографический список
Введение
Основной целью курсового проекта является рассчитать участок ферментации бензилпенициллина. В проекте предусмотрены материальные, тепловые, энергетические, экономические расчеты, а также расчет и подбор оборудования. В ходе расчетов необходимо определить количество полупродукта, а именно культуральной жидкости бензилпенициллина, используемой для выделения бензилпенициллина натриевой соли, которая в свою очередь является сырьем для получения 6-амминопенициллиновой кислоты.
Бензилпенициллина натриевая соль представляет собой белый порошок, горького вкуса, легко растворимого в воде, в этиловом и метиловом спиртах. Легко разрушается под действием кислот и щелочей, а также при нагревании [1].
Препарат при внесении в пламя окрашивает его в фиолетовый цвет. При взаимодействии с соляной кислотой образуется осадок, растворимый в избытке кислоты. Оптическая плотность 0,18% раствора при длине волны 264 нм должна быть от 0,75 до 0,95. удельное вращение 2% раствора препарата не менее 270?С. Удельное поглощение, при длине волны 320 нм - не более 0,40 [2].
Препарат оказывает антимикробное действие на грамоположительные и некоторые грамотрицательные микробы, стафиллококи, пневмококки и другие. Препарат применяют при пневмонии, септических заболеваниях, остэомиллите и др. [1].