- •Реферат
- •Перелік умовних позначень
- •1.2. Переваги пробіотиків
- •Розділ 2. Характеристика цільового продукту
- •Аналітично-нормативна документація
- •Специфікація колібактерин
- •Методи контролю Колібактерину:
- •Розділ 3. Техніко-економічне обґрунтування
- •Розділ 4. Обґрунтування вибору біологічного агента і його характеристика Обгрунтування вибору біологічного агента
- •Різним вмістом ампіцеліну
- •Характеристика біологічного агента
- •Морфолого-культуральні ознаки
- •Фізіолого-біохімічні ознаки
- •Таксономічний статус біологічного агента
- •Розділ 5. Обґрунтування вибору поживного середовища і його перевірочний розрахунок
- •Порівняльна таблиця вартості компонентів поживного середовища
- •Розділ 6. Схема біосинтезу цільового продукту
- •Розділ 7. Обґрунтування вибору технологічної схеми Обґрунтування способу проведення біосинтезу
- •Обгрунтування вибору ферментаційного обладнання
- •Загальна характеристика ферментера:
- •Обгрунтування вибору миючого засобу
- •Обгрунтування вибору ліофільного висушування біомаси
- •Ліофільну сушку напівпродукту здійснюють в установці ліофільної сушки марки тг – 50 (рис 6.4.), а попередню заморозку проводять в установці глибокого заморожування.
- •Розрахунок кількості стадій підготовки посівного матеріалу
- •Розділ 8. Розрахунок обладнання
- •Розділ 9. Опис технологічної схеми
- •5.1.2. Приготування та стерилізація розчину 2
- •5.2.3. Приготування та стерилізація розчину 3.
- •5.2.2. Приготування та стерилізація розчину 2
- •Розділ 10. Технологічна і апаратурна схеми
- •Розділ 11. Специфікація обладнання
- •Відомість специфікації обладнання
- •Розділ 12. Матеріальний баланс
- •Розділ 13. Контроль виробництва Контрольні точки виробництва
- •Методи контролю Визначення сторонньої мікрофлори
- •Визначення кількості життєздатних колібактерій
- •Визначення концентрації біомаси
- •Специфічна нешкідливість.
- •Визначення антагостичної активності методом агарових блоків
- •Мікробна чистота
- •Шкідливі фактори в цеху по виробництву пробіотиків
- •14.2. Мікроклімат
- •14.3.Виробничий шум
- •14.4. Виробничі вібрації
- •14.5. Природне освітлення
- •14.6. Штучне освітлення
- •Розрахунок штучної освітленості для сушильного відділення виробництва «Колібактерину»
- •14.7. Склад повітря робочої зони
- •Розділ 15. Охорона навколишнього природного середовища
- •Список використаної літератури
Розділ 12. Матеріальний баланс
|
|
Вихідні дані до проекту: |
|
|
| |
|
|
Біологічний агент (штам-продуцент) Escherichia colі |
| |||
|
|
Кількість робочих днів виробництва на рік |
Tрд = |
60,00 |
| |
|
|
Склад поживного середовища: (г/л) |
|
|
| |
|
|
- Сульфат амонію |
|
5,00 |
| |
|
|
- Фосфат калію |
|
13,00 |
| |
|
|
- Гідрофосфат натрію |
|
13,00 |
| |
|
|
- Хлорид магнію |
|
3,00 |
| |
|
|
- Хлорид кальцію |
|
0,30 |
| |
|
|
- Дріжджі |
|
10,00 |
| |
|
|
- Соєвий відвар |
|
10,00 |
| |
|
|
- Глюкоза |
|
5,00 |
| |
|
|
Титр клітин у готовому продукті, кл/г |
Тст = |
6*109 |
| |
|
|
Титр клітин в культуральній рідині, кл/мл |
Ткр = |
1*1011 |
| |
|
|
Концентрація біомаси в культуральній рідині, г/л; |
Хкр = |
8,00 |
| |
|
|
Вміст сухих речовин в культуральній рідині (концентрація цільового продукту + концентрація біомаси): |
СРкр = |
0,80 |
| |
|
|
Вміст сухих речовин в кінцевому продукті, (90-94 %) |
СРпр = |
94,00 |
| |
|
|
Тривалість вирощування посівного матеріалу в інокуляторі, год |
Тін = |
70,00 |
| |
|
|
Тривалість вирощування посівного матеріалу в посівному апараті, год |
Tпа = |
24,00 |
| |
|
|
Тривалість виробничого біосинтезу, год |
Tф = |
8,00 |
| |
|
|
Тривалість сублімаційного сушіння, год |
Тс = |
20,00 |
| |
|
|
Тривалість виробничого циклу, год |
Тц= |
85,00 |
| |
|
|
Концентрація посівного матеріалу для вирощування в колбах, частка (0,02-0,1) |
Х кол = |
0,10 |
| |
|
|
Концентрація посівного матеріалу для вирощування в інокуляторі, частка (0,02-0,1) |
Хін = |
0,10 |
| |
|
|
Концентрація посівного матеріалу для вирощування в посівних апаратах, частка (0,02-0,1) |
Хпа = |
0,10 |
| |||||||||||||||||
|
|
Концентрація посівного матеріалу для виробничого біосинтезу (культивування у виробничих ферментерах), частка (0,05-0,1) |
Хвф= |
0,10 |
| |||||||||||||||||
|
|
Втрати посівного матеріалу при вирощуванні в колбах, частка (0,01- 0,02) |
Екол = |
0,01 |
| |||||||||||||||||
|
|
Втрати посівного матеріалу при вирощуванні в інокуляторах, частка (0,05- 0,1) |
Еін = |
0,05 |
| |||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||
|
|
Втрати посівного матеріалу при вирощуванні в посівних апаратах, частка (0,05- 0,1) |
Епа = |
0,05 |
| |||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||
|
|
Втрати культуральної рідини при біосинтезі, частка (0,1-0,2) |
Еф = |
0,10 |
| |||||||||||||||||
|
|
Сумарні втрати цільового продукту при біосинтезі та на усіх стадіях виділення цільового продукту , частка (0,25 – 0, 48) |
Eсв = |
0,25 |
| |||||||||||||||||
|
|
Коефіцієнт запасу ферментера, посівного апарату, інокулятора |
K1 = |
1,10 |
| |||||||||||||||||
|
|
Коефіціент заповнення ферментера, частка: |
Kз = |
0,60 |
| |||||||||||||||||
|
|
Коефіціент заповнення посівного апарата, частка (0,5 - 0,65) |
Kп = |
0,60 |
| |||||||||||||||||
|
|
Коефіціент заповнення інокулятора, частка (0,5 - 0,65) |
Kін = |
0,60 |
| |||||||||||||||||
|
|
Коефіціент заповнення збірника культуральної рідини, частка (0,7-0,8) |
Kзб = |
0,70 |
| |||||||||||||||||
|
|
Виробнича потужність кг/рік |
Gнт = |
35,00 |
| |||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||
|
|
1. Розрахунок кількості партій продукту (виробничих циклів) | ||||||||||||||||||||
|
|
1.1. Кількість продукту на добу г/добу |
Gнтд = Gнт/Трд |
583,33 |
| |||||||||||||||||
|
|
1.2. Кількість продукту на добу з урахуванням витрат за виробничий цикл (Есв),г |
Gпд = Gнтд/(1-Есв) |
777,78 |
| |||||||||||||||||
|
|
1.3. Кількість продукту за цикл ферментації,г/цикл |
Gцк = Gпд*Тцф/24 |
2754,63 |
| |||||||||||||||||
|
1.4. Кількість ферментацій (циклів) на рік |
Nцк = Gтд/Gцк |
12,71 |
13,00 | ||||||||||||||||||
|
|
1.5. Об'єм КР, що заливається за одну ферментацію (цикл), кг |
Vкр = (Gцк*СРкр)/qнат |
356 |
| |||||||||||||||||
|
|
1.6. Вихід пробіотика з 1 л культуральної рідини, г/л |
qнат = Gцк/Vкр |
7,737 |
| |||||||||||||||||
|
|
2. Розрахунок складу поживного середовища для виробничих ферментерів, посівних апаратів та колб | ||||||||||||||||||||
|
|
Склад поживного середовища: |
|
% |
частка | |||||||||||||||||
|
|
- Сульфат амонію |
C1= |
5,00 |
0,05 | |||||||||||||||||
|
|
- Фосфат калію |
C2= |
13,00 |
0,13 | |||||||||||||||||
|
|
- Гідрофосфат натрію |
C3= |
13,00 |
0,13 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид магнію |
С4= |
3,00 |
0,03 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид кальцію |
C5= |
0,30 |
0,003 | |||||||||||||||||
|
|
- Дріжджі |
C6= |
10,00 |
0,1 | |||||||||||||||||
|
|
- Соєвий відвар |
C7= |
10,00 |
0,1 | |||||||||||||||||
|
|
- Глюкоза |
C8= |
5,00 |
0,05 | |||||||||||||||||
|
|
|
СΣ= |
59,30 |
0,593 | |||||||||||||||||
|
|
2.1. Розрахунок складу поживного середовища для ферментера | ||||||||||||||||||||
|
|
Об'єм КР, л |
|
Vкр= |
356 | |||||||||||||||||
|
|
Об'єм готового поживного середовища та посівного матеріалу у виробничих ферментерах з врахуванням витрат при біосинтезі, л |
Vф=Vкр/(1-Еф) |
Vф= |
395,60 | |||||||||||||||||
|
|
Витрати посівного матеріалу на засів виробничих ферментерів, (Хвф), л |
Vпмф= Vф· Хвф |
Vпмф= |
39,56 | |||||||||||||||||
|
|
Об’єм готового поживного середовища для виробничих ферментерів, л |
Vпсф= Vф-Vпмф |
Vпсф= |
356,04 | |||||||||||||||||
|
|
Розрахунок вихідної сировини на приготування поживного середовища для виробничої ферментації. |
G= Vпсф· С∑, кг |
G= |
211,13 | |||||||||||||||||
|
|
у тому числі, г: |
|
G= |
211129,28 | |||||||||||||||||
|
|
- Сульфат амонію |
G01=G*(C1/CΣ) |
G01= |
17801,79 | |||||||||||||||||
|
|
- Фосфат калію |
G02=G*(C2/CΣ) |
G02= |
46284,66 | |||||||||||||||||
|
|
- Гідрофосфат натрію |
G03=G*(C3/CΣ) |
G03= |
46284,66 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид магнію |
G04=G*(C4/CΣ) |
G04= |
10681,08 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид кальцію |
G05=G*(C5/CΣ) |
G05= |
1068,11 | |||||||||||||||||
|
|
- Дріжджі |
G06=G*(C6/CΣ) |
G06= |
35603,59 | |||||||||||||||||
|
|
- Соєвий відвар |
G07=G*(C7/CΣ) |
G07= |
35603,59 | |||||||||||||||||
|
|
- Глюкоза |
G08=G*(C8/CΣ) |
G08= |
17801,79 | |||||||||||||||||
|
|
|
|
GΣ= |
211129,28 | |||||||||||||||||
|
|
Розбавлення поживного середовища у виробничих ферментерах конденсатом пари при його стерилізації (15%),л |
Vфк= Vпсф·0,15 |
Vфк= |
53,41 | |||||||||||||||||
|
|
Витрати води на приготування поживного середовища у виробничих ферментерах з врахуванням конденсату пари при стерилізації (15%), л |
Vвф= Vпсф-(G/1000)-Vфк |
Vвф= |
91,50 | |||||||||||||||||
|
|
2.2. Розрахунок складу поживного середовища для посівного апарата | ||||||||||||||||||||
|
|
Об’єм готового поживного середовища та посівного матеріалу у посівних апаратах з врахуванням втрат при культивуванні, л |
Vпа= Vпмф/(1- Епа) |
Vпа= |
41,64 | |||||||||||||||||
|
|
Витрати посівного матеріалу на засів посівних апаратів (Хпа), л |
Vпмп= Vпа· Хпа |
Vпмп= |
4,16 | |||||||||||||||||
|
|
Об’єм готового поживного середовища для посівних апаратів, л |
Vпсп= Vпа-Vпмп |
Vпсп= |
37,48 | |||||||||||||||||
|
|
Розрахунок вихідної сировини на приготування поживного середовища для посівних апаратів. |
G1= Vпсп· С∑, кг |
G1= |
22,22 | |||||||||||||||||
|
|
у тому числі, г: |
|
G1= |
22224,13 | |||||||||||||||||
|
|
- Сульфат амонію |
G'01=G1·( C1/С∑) |
G'01= |
1873,87 | |||||||||||||||||
|
|
- Фосфат калію |
G'02=G1·( C2/С∑) |
G'02= |
4872,07 | |||||||||||||||||
|
|
- Гідрофосфат натрію |
G'03=G1·( C3/С∑) |
G'03= |
4872,07 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид магнію |
G'04=G1·( C4/С∑) |
G'04= |
1124,32 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид кальцію |
G'05=G1·( C5/С∑) |
G'05= |
112,43 | |||||||||||||||||
|
|
- Дріжджі |
G'06=G1·( C6/С∑) |
G'06= |
3747,75 | |||||||||||||||||
|
|
- Соєвий відвар |
G'07=G1·( C7/С∑) |
G'07= |
3747,75 | |||||||||||||||||
|
|
- Глюкоза |
G'08=G1·( C8/С∑) |
G'08= |
1873,87 | |||||||||||||||||
|
|
|
|
GΣ= |
22224,13 | |||||||||||||||||
|
|
Розбавлення поживного середовища у посівних апаратах конденсатом пари при його стерилізації (15%), л |
Vпак= Vпсп·0,15 |
Vпак= |
5,62 | |||||||||||||||||
|
|
Витрати води на приготування поживного середовища у посівних апаратах з врахуванням конденсату пари при стерилізації (15%), л |
Vвпа= Vпсп-(G1/1000)-Vпак |
Vвпа= |
9,63 | |||||||||||||||||
|
|
2.3. Розрахунок складу поживного середовища для колб | ||||||||||||||||||||
|
|
Об’єм готового поживного середовища та посівного матеріалу в колбах з врахуванням втрат при культивуванні, л |
Vкол= Vінм/(1- Екол) |
Vкол= |
0,44 | |||||||||||||||||
|
|
Розрахунок вихідної сировини на приготування поживного середовища для колб. |
G3= Vкол· С∑, кг |
G3= |
0,26 | |||||||||||||||||
|
|
у тому числі, г: |
|
G3= |
262,56 | |||||||||||||||||
|
|
- Сульфат амонію |
G'''01=G3·( C1/С∑) |
G'''01= |
22,14 | |||||||||||||||||
|
|
- Фосфат калію |
G'''02=G3·( C2/С∑) |
G'''02= |
57,56 | |||||||||||||||||
|
|
- Гідрофосфат натрію |
G'''03=G3·( C3/С∑) |
G'''03= |
57,56 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид магнію |
G'''04=G3·( C4/С∑) |
G'''04= |
13,28 | |||||||||||||||||
|
|
- Хлорид кальцію |
G'''05=G3·( C5/С∑) |
G'''05= |
1,33 | |||||||||||||||||
|
|
- Дріжджі |
G'''06=G3·( C6/С∑) |
G'''06= |
44,28 | |||||||||||||||||
|
|
- Соєвий відвар |
G'''07=G3·( C7/С∑) |
G'''07= |
44,28 | |||||||||||||||||
|
|
- Глюкоза |
G'''08=G3·( C8/С∑) |
G'''08= |
22,14 | |||||||||||||||||
|
|
|
|
G∑= |
262,56 | |||||||||||||||||
|
|
Загальні витрати сировини на приготування поживного середовища для виробничих ферментерів, посівних апаратів, інокуляторів, качалочних колб, г |
G4= G+G1+G2+G3 |
G4= |
235955,35 | |||||||||||||||||
|
|
Загальна кількість води на приготування поживного середовища, л |
V∑= Vвф+Vвпа+Vві |
V∑= |
102,74 | |||||||||||||||||
|
|
|
Матеріальний баланс на одну ферментацію (партію) | |||||||||||||||||||
|
|
|
Використано |
Отримано | ||||||||||||||||||
|
|
|
Назва сировини і напівпродукту |
Кількість, г, л |
Назва кінцевого продукту, відходів та втрат |
Кількість, г, л | ||||||||||||||||
|
|
|
2 |
3 |
4 |
5 | ||||||||||||||||
|
|
|
Приготування поживного середовища для посівного апарата | |||||||||||||||||||
|
|
|
- Сульфат амонію |
1873,87 |
ПС (нестерильне) |
22233,77 | ||||||||||||||||
|
|
|
- Фосфат калію |
4872,07 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Гідрофосфат натрію |
4872,07 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Хлорид магнію |
1124,32 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Хлорид кальцію |
112,43 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Дріжджі |
3747,75 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Соєвий відвар |
3747,75 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Глюкоза |
1873,87 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Вода |
9,63 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
22233,77 |
Всього |
22233,77 | ||||||||||||||||
|
|
|
Стерилізація поживного середовища в посівному апараті | |||||||||||||||||||
|
|
|
Нестерильне поживне середовище |
22233,77 |
ПС стерилізоване в апараті |
22239,39 | ||||||||||||||||
|
|
|
Конденсат – 15% води |
5,62 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
22239,39 |
Всього |
22239,39 | ||||||||||||||||
|
|
|
Отримання посівного матеріалу в посівному апараті | |||||||||||||||||||
|
|
|
ПС стерилізоване в апараті |
22239,39 |
Посівний матеріал |
39,56 | ||||||||||||||||
|
|
|
Посівний матеріал з колб |
4,16 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Втрати (частка) |
0,05 |
Втрати |
22204,04 | ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
22243,60 |
Всього |
22243,60 | ||||||||||||||||
|
|
|
Приготування поживного середовища для ферментера | |||||||||||||||||||
|
|
|
- Сульфат амонію |
17801,79 |
ПС (нестерильне) |
211220,78 | ||||||||||||||||
|
|
|
- Фосфат калію |
46284,66 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Гідрофосфат натрію |
46284,66 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Хлорид магнію |
10681,08 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Хлорид кальцію |
1068,11 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Дріжджі |
35603,59 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Соєвий відвар |
35603,59 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Глюкоза |
17801,79 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
- Вода |
91,50 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
211220,78 |
Всього |
211220,78 | ||||||||||||||||
|
|
|
Стерилізація поживного середовища в ферментері | |||||||||||||||||||
|
|
|
Нестерильне поживне середовище |
211220,78 |
ПС стерилізоване в апараті |
211274,18 | ||||||||||||||||
|
|
|
Конденсат – 15% води |
53,41 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
211274,18 |
Всього |
211274,18 | ||||||||||||||||
|
|
|
Отримання посівного матеріалу в ферментері | |||||||||||||||||||
|
|
|
ПС стерилізоване в апараті |
211274,18 |
Посівний матеріал |
211274,18 | ||||||||||||||||
|
|
|
Посівний матеріал з посівних апаратів |
39,56 |
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
Втрати (частка) |
0,10 |
|
39,66 | ||||||||||||||||
|
|
|
Всього |
211313,84 |
Всього |
211313,84 | ||||||||||||||||
|
Отримання захисного середовища | |||||||||||||||||||||
|
Сахароза |
52,5 |
Стерилізоване ЗС |
80 | ||||||||||||||||||
|
Конденсат |
10% |
|
| ||||||||||||||||||
|
Желатин |
17,5 |
|
| ||||||||||||||||||
|
Конденсат |
10% |
|
| ||||||||||||||||||
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
|
Всього |
80 |
Всього |
80 | ||||||||||||||||||