Проектирование предприятия по производству ферментного препарата Протосубтилин Г20Х мощностью 100 т/год - Курсовая работа

Ферментные препараты очень ускоряют ряд технологических процессов обработки сельскохозяйственного сырья, повышают выход и улучшают качество продукции в пищевой, мясной, молочной и легкой промышленности, значительно увеличивают производительность труда. Ферментные препараты применяются также в химической промышленности (выпуск моющих средств высокого качества), перспективно использование их в черной металлургии (удаление жира с тонкокатаного стального листа), в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод. Применение ферментов для обработки мяса основано на ферментативном гидролизе белков, изменении на этой основе структурных элементов мяса, улучшении биохимических и физико-химических показателей его качества. Препарат получают путем глубинного культивирования штамма продуцента Bacillus subtilis на питательной среде, содержащей кукурузный крахмал, сухие пивные дрожжи, кукурузный экстракт и соли. Схема выделения препарата включает в себя: отделение биомассы, стерилизующую фильтрацию раствора фермента, концентрирование его методом ультрафильтрации с последующим высушиванием концентрата на распыли тельной сушилке.Наименование сырья, материалов и полупродуктов ГОСТ, ОСТ. Экстракт кукурузный сгущенный ОСТ 18-005-94 Густая непрозрачная жидкость темно-коричневого цвета с массовой долей сухих веществ не менее 48% Соль поваренная пищевая (NACI) ГОСТ Р 52574-2000 Массовая доля основного вещества не менее 99.7% Калия хлорид ГОСТ 4234-48 Массовая доля основного вещества не менее 98% Мешки бумажные ГОСТ 2226-88 Марка ВМ, открытые, трехслойные, размер 96x51,5 смВ смеситель заливают 2,0 м3 воды и загружают расчетное количество фильтроперлита (расход на фильтрование культуральной жидкости от одной ферментации - 220 кг).раствор тщательно перемешивают и передают на барабанный вакуум-фильтр. Фильтрат из сборника с помощью насоса подают на ультрафильтрационную установку, поверхность фильтрации установки 10 м2. В циркуляционную емкость заливают 0,5 м3 дистиллированной воды, подогревают воду до 40 - 45° С и промывают установку в течение 40 - 60 минут, подавая воду на установку через циркуляционный насос. Затем воду с установки и циркуляционной емкости сливают в канализацию, а установку еще раз промывают 0,1 м дистиллированной воды, которая после промывки направляется в канализацию. Затем в циркуляционную емкость подают 0,1-0,15 м3 моющего раствора и промывают этим раствором установку в замкнутом цикле в течение 30 - 40 минут, затем моющий раствор сливают и установку промывают дистиллированной водой до нейтрального значения РН.4.2 на стадии фильтрации: - потери по объему - потери от инактивации 8,5% 5 % 4.3 на стадии ультрафильтрации: - степень концентрирования - потери с ультрафильтратом - потери по массе 10 раз 5,3% 4,9% 4.4 на стадии стерилизующей фильтрации: - потери по объему - потери от инактивации 6,2% 3,4% 4.6 на стадии сушки: - потери по массе - потери от инактивации 1,8% 1,5% Количество готовой культуральной жидкости (КЖ)-(G) составит - 1 м3.Для расчета оборудования принимаем: коэффициент для заполнения смесителей отделения приготовления питательной среды и реакторов для обработки культуральной жидкости - 0.7; сборников фильтратов и концентратов - 0.8; ферментеров - 0.5; посевных аппаратов - 0.6. Для рассчитанного количества культуральной жидкости в сутки целесообразно выбрать ферментер фирмы “Нордон ”с механическим перемешиванием объемом 10 м3. Количество культуральной жидкости с одной ферментации при учете потерь во время ферментации (7,2%) составит: Q4=V*0.5*0.872 = 10*0.5*0.872= 4.36 м3, Где Q4 - количество культуральной жидкости с 1-ой ферментации; На фильтрацию поступает Q2=3,75 м3/сутки. Расчет насосов: 2.1 Насос для подачи КЖ на фильтр: Количество КЖ, поступающей на фильтрацию в сутки - Q = 3,75 м3 (так как фильтрация КЖ продолжается в течение 20 часов, то Q’=0,1875 м3/час).Н-1 Насос для подачи культуральной жидкости на фильтр 1 Сталь 12х18Н10Т Центробежный насос ХМ2/25 производительностью 2 м3/час, Н=25м Н-2 Насос для подачи фильтрата в циркуляционную емкость 1 Сталь 12х18Н10Т Центробежный насос ХМ2/25 производительностью 2 м3/час, Н=25м Н-3 Насос для подачи фильтрата на стадию ультрафильтрации 1 Сталь 12х18Н10Т Центробежный насос ХМ2/25 производительностью 2 м3/час, Н=25м Н-4 Насос для подачи ультраконцентрата в сборник 1 Сталь 12х18Н10Т Центробежный насос ХМ2/25 производительностью 2 м3/час, Н=25м Н-5 Насос для подачи ультраконцентрата на стадию стерилизующей фильтрации 1 Сталь 12х18Н10Т Центробежный насос ХМ2/25 производительностью 2 м3/час, Н=25мПроизводственный корпус представляет собой двухэтажное каркасное здание с самонесущими стенами и габаритами в плане 24x60 м, с сеткой колонн 6x6 м и высотой этажа 3,6 м (высота второго этажа равна 3,6 м). Фундаменты под колонны применяются сборные железобетонные стаканного типа. Под самонесущие стены применяют фундаментные балки таврового сечения. В качестве выравнивающего слоя применяется цементный раствор толщиной 20 мм. Гидроизоляция - кровля рулонная, выпо

Содержание

Введение

1. Характеристика препарата

2. Характеристика исходного сырья и материалов

3. Изложение стадий технологического процесса

4. Переработка и обезвреживание отходов

5. Контроль производства

6. Материальный баланс

7. Расчет и подбор оборудования

8. Спецификация оборудования

9. Строительная часть

Список литературы

ферментный препарат протосубтилин

Производство ферментных препаратов занимает одно из самых ведущих мест в современной биотехнологии и относится к отраслям, объем продукции которых постоянно растет, а сфера применения неуклонно расширяется. Такое быстрое развитие связано с тем, что ферменты являются высокоактивными, нетоксичными биокатализаторами белкового происхождения, которые широко распространены в природе, без них невозможно существование многих биохимических процессов и жизнь в целом.

Ферментные препараты очень ускоряют ряд технологических процессов обработки сельскохозяйственного сырья, повышают выход и улучшают качество продукции в пищевой, мясной, молочной и легкой промышленности, значительно увеличивают производительность труда. Ферментные препараты применяются также в химической промышленности (выпуск моющих средств высокого качества), перспективно использование их в черной металлургии (удаление жира с тонкокатаного стального листа), в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод.

Продуцентом Протосубтилина Г20Х является Bacillus subtilis - грамположительная, спорообразуюшая аэробная почвенная бактерия. Первоначально была описана в 1835 Эренбергом как Vibrio subtilis, в 1872 были переименованы Коном в Bacillus subtilis. Название "сенная палочка" вид получил изза того, что накопительные культуры этого микроорганизма получают из сенного экстракта. Является продуцентом некоторых антибиотиков, а также ферментов (амилазы, протеазы) получаемых промышленно.

Это палочковидная бактерия, размер 3,5x0,6 мкм. Споры овальные, не превышающие размер клетки, расположены центрально. Перитрихиальное расположение жгутиков, подвижная. Колонии сухие, мелкоморщинистые, бархатистые, бесцветные или бледно-розовые. Край колонии волнистый. Растет на МПА, МПБ, а также на средах, содержащих растительные остатки, простых синтетических питательных средах для гетеротрофов. Хемоорганогетеротроф, аммонифицирует белки, расщепляет крахмал, гликоген. Условно патогенна для человека.

Применение препаратов протеолитических ферментов для обработки мяса является одним из путей интенсификации технологических процессов на предприятиях мясной промышленности, повышения технико-экономических показателей работы предприятий, улучшения качества вырабатываемых продуктов.

Опыт практического применения ферментов для обработки мяса свидетельствует о том, что этот способ обработки эффективен для следующих целей: -размягчение жесткого мяса и увеличение на этой основе объема выработки натуральных мясных полуфабрикатов (бифштекс);

-улучшение качества соленых мясных изделий;

-выработка мясных паст, эмульсий, гидролизатов, применяемых в качестве белковых обогатителей разнообразных пищевых продуктов и в лечебном питании. Наряду с этим проводятся исследования по применению препаратов протеолитических ферментов для ускорения послеубойного созревания мяса, улучшению качества некоторых видов колбас, консервов.

В области биохимии ферменты применяются для анализа мяса и мясопродуктов.

Применение ферментов для обработки мяса основано на ферментативном гидролизе белков, изменении на этой основе структурных элементов мяса, улучшении биохимических и физико-химических показателей его качества. Для повышения стойкости пиво обрабатывают ферментными препаратами химическими веществами, адсорбентами или пастеризуют.

Препарат Протосубтилин Г20Х представляет собой препарат, содержащий в своем составе протеазу, и предназначен для переработки белоксодержащего сырья в мясной и пивоваренной промышленности, который необходим для получения мясных продуктов и пива высокого качества.

Препарат получают путем глубинного культивирования штамма продуцента Bacillus subtilis на питательной среде, содержащей кукурузный крахмал, сухие пивные дрожжи, кукурузный экстракт и соли. Схема выделения препарата включает в себя: отделение биомассы, стерилизующую фильтрацию раствора фермента, концентрирование его методом ультрафильтрации с последующим высушиванием концентрата на распыли тельной сушилке.

По органолептическим показателям препарат Протосубтилин Г20Х должен соответствовать указанным ниже требованиям: Наименование показателя Характеристика

Внешний вид Мелкий порошок

Цвет От коричневатого до светло-бежевого

1.4. По физико-химическим и биохимическим показателям препарат Протосубтилин Г20Х должен соответствовать нормам: Наименование показателя Значение

Массовая доля остатка после просеивания на сите из проволочной сетки №067, %, не более 5,0

Массовая доля влаги,%, не более 8,0

Протеолитическая ативность, АС, ед/г 1500

1.5. По микробиологическим показателям препарат Протосубтилин Г20Х должен соответствовать следующим требованиям: Наименование показателя Характеристика

Количество мезофильных аэробных и факультативноа- наэробных микроорганизмов, КОЕ (количестао колониеобразующих единицы) в 1 г продукта, не более 1х104

Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25 г продукта* Не допускается

Бактерии группы кишечной палочки (колиформы), в 1г продукта* Не допускается

Споры грибов в 1г продукта* Не допускается

E.coli, в 25 г продукта Не допускается

Содержание афлотоксина В1, мк/кг* Не допускается

Содержание токсичных элементов, мк/кг*, не более: Свинца Мышьяка 10 3

*- определяется в каждой десятой партии препарата.

Содержание токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов соответствует допустимым нормам (САНПИН 2.3.2-560-96, п. 6Л0.1.1.)

Препарат относится к 4 классу опасности (малоопасное вещество по ГОСТ 12.1.007- 76). Не обладает аллергическим воздействием на кожу, слизистую оболочку глаз.

Ориентировочный безопасный уровень веществ (ОБУВ) препарата в воздухе рабочей зоны - 2 мг/м3, в атмосфере населенных мест-0.02 мг/м3.

Маркировка, упаковка

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение препарата Протосубтилин Г20Х производится по ГОСТ 26142-84. Ферментный препарат фасуют в сухие, чистые полиэтиленовые мешки по ГОСТ 17811-78 или мешки из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354-82 массой нетто 12 кг с последующей упаковкой в мешки бумажные по ГОСТ 2226-88. Допустимые отклонения массы нетто ± 1,5%. Швы полиэтиленовых мешков должны быть сварными, включая шов загрузочного отверстия. Бумажные мешки сшиваются хлопчатобумажными нитками машинным способом по ГОСТ 14961-91 или по ГОСТ 6309-93 с оставлением гребня по всей ширине мешка не более 3 см. Зашивание и сваривание мешков должны обеспечить их прочность и герметичность.

Транспортную маркировку производят по ГОСТ 14192-96 на бумажный мешок с нанесением знака «Беречь от влаги» и маркировки, характеризующей продукцию: Наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

Наименование препарата;

Номер партии;

Масса нетто;

Дата изготовления;

Массовая доля влаги;

Ферментативная активность;

Наименование наполнителя;

Гарантийный срок хранения;

Обозначение нормативно-технической документации на продукцию. Ферментный препарат Протосубтилин Г20Х транспортируется любым видом транспорта, кроме морского, в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующих на данном виде транспорта и п. 3.3. ГОСТ 26142-84. Препарат хранят в сухом помещении при температуре не выше 25°С и не ниже минус 40°С в закрытой неповрежденной таре.

Срок хранения препарата 12 месяцев со дня его изготовления. В процессе хранения свыше указанного срока препарат годен к употреблению, но допускается снижение ферментативной активности, что необходимо учитывать при расчете дозировок при его применении.