Курсовая с практикой на тему Рассчитать объем ферментера объемом 25м3; диаметр 2300мм

Содержание:

Введение. 3

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСЬ. 4

1.1.   Ферментеры, общие сведения. 4

2.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 7

2.1. Технологический расчет и выбор основного аппарата. 7

2.2 Расчет мощности потребляемой мешалкой на перемешивание. 7

2.3. Тепловой расчет ферментатора. 12

2.4. Материальный баланс на одну загрузку. 16

2.5. Расчет дозатора для пеногасителя. 18

2.6. Расчет дополнительного оборудования. 20

Заключение. 27

Список использованной литературы.. 28

Введение:

В
современном мире множество продуктов и веществ производится из других составов
с помощью микроорганизмов. Конечно же, это происходит не само собой, а в специальных,
микробиологических лабораториях. Процесс, который осуществляют в этом случае
микроорганизмы, называется ферментацией, а прибор, в котором они находятся
в это время, называется ферментер или биореактор.

Главная цель проекта — рассчитать и спроектировать
ферментатор для аэробного стерильного глубинного культивирования бактерий
продуцентов лизина, объемом 25 .

В ходе выполнения курсового проекта необходимо решить
следующие задачи:

· произвести расчет мощности, потребляемой
мешалкой на перемешивание, тепловой расчет аппарата;

· составить материальный баланс на 1 загрузку;

· рассчитать установки для пеногашения.

Заключение:

Получение
конечного продукта метаболизма в производственном ферментаторе составляет
основную и часто самую длительную стадию во всем технологическом цикле
выращивания. Одно из основных требований, которое предъявляется к ферментатору,
— сохранение стерильности при интенсивной аэрации питательной среды во время
всего периода культивирования.

Под
ферментацией понимают всю совокупность последовательных операций от внесения в
заранее приготовленную и нагретую до требуемой температуры среду посевного
материала и до завершения процесса роста клеток или биосинтеза целевого
продукта [49]. По окончании ферментации образуется сложная смесь, состоящая из
клеток продуцента, раствора непотребленных питательных компонентов и
накопившихся в среде продуктов биосинтеза. Такую смесь называют культуральной
жидкостью.

В
микробиологических производствах в зависимости от особенностей процесса
применяют разнообразные ферментеры, или биореакторы.

Аппараты для
аэробной поверхностной ферментации широко применяются для производства
органических кислот.

Фрагмент текста работы:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ
ЧАСЬ

1.1. Ферментеры,
общие сведения

Ферментеры,
или биореакторы, представляют собой камеры, в которых в жидкой или на твердой
среде выращивают микроорганизмы. Процесс, происходящий в ферментере, называется
ферментацией. Термин ферментация первоначально применялся только к анаэробным
процессам, однако сейчас он используется более широко и включает все процессы,
как аэробные, так и анаэробные.

Содержимое
ферментеров во время работы, как правило, тем или иным способом перемешивается.
Например, при производстве белка одноклеточных прутина компанией IC1
перемешивание достигается с помощью воздуха, подаваемого с высокой скоростью со
дна сосуда. Продуктом являются либо сами клетки (биомасса), либо какой-то
полезный клеточный метаболит. Все операции должны проводиться в стерильных
условиях, чтобы избежать загрязнения культуры. Кроме того, необходимо
обеспечить возможность поддержания в стерильном состоянии всех вводных и
выводных отверстий ферментера. Ферментер и среду стерилизуют перед
использованием вместе или раздельно.

Исходные
культуры организма, который должен использоваться в процессе ферментации,
хранят в неактивной форме (например, в замороженном состоянии). Пробу
активируют, наращивают в достаточном объеме с использованием асептических
методов (наращивание) и затем добавляют в ферментер (инокуляция). В ферментере
организм растет и размножается, используя питательную среду.

Обычно
ферментер изготавливают из высококачественной нержавеющей стали, так что он не
подвержен коррозии и не выделяет в среду токсичные соли металлов. Все
используемое оборудование, материалы и воздух должны быть стерильными.
Оборудование стерилизуют паром под давлением. Пар должен иметь доступ ко всем
поверхностям, которые в свою очередь должны быть гладкими и отполированными,
насколько это возможно, и не иметь трещин и неровностей, в которых могут
скапливаться микроорганизмы. Среду стерилизуют перед инокуляцией, пропуская пар
через систему охлаждения. Воздух стерилизуют путем фильтрации. Из соображений
безопасности воздух, который выходит из ферментера, тоже нужно стерилизовать,
хотя бы для того, чтобы избежать распространения микроорганизмов, сконструированных
методами генной инженерии.

Существуют
два основных типа ферментации, периодическая ферментация (или закрытая система)
и непрерывное культинирование (или открытая система).

При
периодической ферментации, все необходимые ингредиенты вносятся до начала
процесса, в ходе культивирования питательные вещества не добавляются и
параметры ферментации не меняются. Именно поэтому процесс называется закрытой
системой. Когда образуется достаточное количество продукта, процесс
останавливают. Затем содержимое ферментера выгружают, выделяют продукт,
выбрасывают использованные микроорганизмы, чистят ферментер и загружают его для
нового культивирования.