Курсовая работа: Аналіз процесу отримання ергостерину шляхом мікробіологічного синтезу
Опромінення ергостерину і отримання концентрату вітаміну D 2 . Рядом досліджень було доведено, що в ефірному розчині процес активації ергостерину протікає не так інтенсивно, як в спирті. Якщо в спирті максимум активації досягається через 30 – 40 хв, то в середовищі ефіра через 150 – 200 хв, що дозволяє уникнути переопромінення розчину. Це особливо важливо у разі виробництва кристалічного ергокальциферолу, оскільки продукти переопромінення ергостерину утримують ергокальциферол в розчині, перешкоджаючи його кристалізації. Сухий ергостерин І опромінюють в розчині сірчаного ефіру. Вважають, що ергостерин спочатку ізомерується в прекальциферол, який під час нагрівання переходить в ергокальциферол і частково в люмістерин. В реактор 50 із сушарки подають ергостерина, а із збірника 51 – ефір. Отриманий розчин фільтрують через друк-фільтр 52, фільтрат через мірник 53 подають в збірник 54, звідки він безперервно протікає через опромінювач 55. Опромінений розчин потрапляє в збірник 56, потім в перегонний апарат 57 для відгонки ефіру і виділення непрореагованого ергостерину, який відфільтровують в друк-фільтрі 58 і подають на перекристалізацію. Фільтрат стандартизується по активності олією в змішувачі 59, фільтрується через нутч-фільтр 60 в збірник 61, звідки подається на розфасовку [2].
3. Розрахунок Ферментера марки Б-50
3.1 Розрахунок габаритних розмірів ферментера
Продуктивність ферментера: P = 200 кг/год (за вологою біомасою);
Коефіцієнт заповнення ферментера: 0,7 ;
Концентрація дріжджових клітин в культуральній рідині: C = 20 кг/м3 (за вологою біомасою);
Тривалість одного циклу культивування: Т = 12 год;
Кількість секцій ферментера: n = 12.
Культивування проводиться в два етапи: ріст біомаси та витримка біомаси, т.з. «голодування», протягом якого дріжджами споживаються залишки вуглеводнів, отриманих із поживного середовища. Етап росту триває 9 год, витримка біомаси триває 3 год. Процес розраховано таким чином, що в секціях 1 – 9 відбувається ріст біомаси, а в секціях 10 – 12 – дозрівання. Тож тривалість одного циклу в кожній секції становить 1 год.
Запуск ферментера відбувається із заповненням секції 1 поживним середовищем та внесенням посівного матеріалу. По завершенню 1-го циклу (1 год) вміст секції 1 перекачується в секцію 2, а секція 1 знову заповнюється поживним середовищем та інокулятом. Через 12 год після початку процесу, із секції 12 відбирається культуральна рідина і направляється на виділення біомаси, а в звільнену секцію 1 знову подається свіже поживне середовище та вноситься культура продуцента. Тож продуктивність ферментера кількісно дорівнюватиме об’єму культуральної рідини, яка зливається із секції 12. Оскільки продуктивність ферментера нам відома – P = 200 кг/год (за вологою біомасою), а концентрація дріжджових клітин в культуральній рідині становить C = 20 кг/м3 , то об’єм культуральної рідини в одній секції становитиме:
м3 ,
деt – тривалість одного циклу культивування, год.
Об’єм однієї секції, враховуючи коефіцієнт заповнення 0,7, становитиме:
м3 ,
Габаритні розміри ферментера являють собою висоту секцій (h), зовнішній (R) та внутрішній (r) радіуси тороїда . Висота, при чому, дорівнює різниці зовнішнього та внутрішнього радіусів (R – r).
Об’єм однієї секції становитиме:
.
Значення зовнішнього та внутрішнього радіусів R та rвизначаються із розрахункової таблиці (див. додаток 3) за відомим значенням об’єму ферментера V`S .
У додатку 3 найближче значення об’єму секції ферментера (14,33 м3 ) лежить на перетині значень зовнішнього та внутрішнього радіусів 4,4 м та 1,3 м, відповідно. Тож для конструювання даного ферментера приймемо наступні габаритні розміри:
3.2 Розрахунок товщини стінки ферментера
Розрахунок проводять за формулою:
де δ – товщина стінки, м;
р – розрахунковий тиск, МПа (стерилізація ведеться за тиску гострої пари 0,3039 МПа);
D – діаметр апарата, м. В даному випадку, коли розрахунок товщини стінки ведеться для однієї секції, неможливо виділити значення діаметру, оскільки основа секції має форму трапеції. Тому, замість діаметру використаємо розрахунковий розмір А, що чисельно дорівнює середньому арифметичному висоти та середньої лінії трапеції. За габаритних розмірів тороїда (див. п. 3.1.) R = 4,4 м та r = 1,3 м, значення А становитиме: