Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей. Мощность производства 80,3 кгВведение 1 Раздел 1. Характеристика изготовляемого препарата. 4 Раздел 2. Характеристика исходного сырья, химикатов. 5 Раздел 3. Технологическая схема получения белковой фракции из автолизных дрожжей. 6 Раздел 4. Аппаратурно-технологическая схема получения препарата РНК-азы из автолизных дрожжей, спецификация оборудования, контрольно-измерительных приборов. 10 Раздел 5. Изложение технологического процесса.
Материальный баланс стадий. 13 Раздел 6. Отходы процесса, их использование и обезвреживание. 16 Раздел 7. Техника безопасности, пожарная безопасность и санитария. 17 Список литературы. 18 Введение Раздел 1. Характеристика изготовляемого препарата.
Раздел 2. Характеристика исходного сырья, х имикатов.
Перечень исходного сырья, химикатов, применяемых для получения РНК из биомассы нативных парафинутилизирующих дрожжей Candida maltosa ВСБ-899 промышленного штамма кормовых дрожжей.
Требования к их качеству.
Таблица 1. № п/п | Наименование сырья, химикатов | № ГОСТа им ОСТа | Квалифи-кация | Сорт, марка, артикул | % содержания основного вещества | Примечания | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1. | Дрожжи | ОСТ 59.03.045 37-84 | Высшая или 1-ая категория | | Белка 8,18 СВ 25 | Дрожжи БВК или любого завода | 2. | Натрия гидроксид | ГОСТ 4328-77 | чда | | Не менее 98 | Магазин “ Химреактивы ” | 3. | Этанол | ТУ 6-09-4512-77 | ОСЧ-20-5 | ОП-2 | Не менее 96 | Магазин “ Химреактивы ” | 4. | Вода дистиллиро-ванная | ГОСТ 6709-72 | | | | Местного изготовления | 5. | Серная кислота | ГОСТ 3118-77 | чда | | Не менее 98 | Местного изготовления | Раздел 3. Технологическая схема получения белковой фракции из автолизных дрожжей.
Технологическая схема получения белковой фракции из автолизных дрожжей предусматривает проведение следующих основных стадий: ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы дрожжей. ТП-1.1. Получение суспензии дрожжей. ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием. ТП-3. Осаждение белковой фракции в изоэлектрической точке. ТП-3.1. Получение сырого осадка белковой фракции и декантирование надосадочной жидкости. ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК из дрожжей. ТП-4.1. Обезвоживание и очистка сырого осадка дрожжевой РНК этанолом. ТП-5. Сушка сырого осадка РНК и упаковка готового продукта. Кроме стадий технологического процесса (ТП), схема предусматривает проведение следующих вспомогательных работ (ВР) : ВР-1.1. Приготовление концентрированной серной кислоты.
Используется 98%-ная серная кислота.
Применяется для коррекции рН среды экстрагента на стадии ТП-1. ВР-3.2. Приготовление водного раствора гидроксида натрия.
Используется 40%-ный гидроксид натрия.
Применяют для коррекции рН среды осадка на стадии ТП-3. ВР-4.3. Приготовление 96%-ного этилового спирта. Среди подготовительных операций (ПО) предусматривается стадия регенерации этанола из образующегося на стадиях ТП-4 и ТП-5. Её введение позволяет снизить расходный коэффициент по этанолу. | | | | | ВР-1.1. Концентрированная серная кислота | | | | ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы дрожжей | Кислая суспензия дрожжей. | ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием | Бесклеточный кислый экстракт белковых веществ | Сырой осадок клеточных оболочек | ВР-3.2. Приготовление 40%-ного водного раствора гидроксида натрия | ТП-3. Осаждение РНК в изоэлектрической точке | Сырой осадок дрожжевой РНК | На производство ростовых факторов в производстве | Сырой осадок дрожжевой РНК | ВР-4.3. 96%-ный раствор этилового спирта | ТП-4. Обезвоживание сырого осадка белка | ТП-5. Сушка сырого осадка РНК и упаковка готового продукта | | На регенерацию Испаренная влага, содержащая этанол | На регенерацию Раздел 4. Аппаратурно-технологическая схема получения препарата РНК-азы из автолизных дрожжей, спецификация оборудования, контрольно-измерительных приборов.
Таблица 2. № п/п | Наименование оборудования, контрольно-измерительных и регистрирующих приборов | Количество единиц оборудова-ния | Материал рабочей части оборудования, датчиков | Характеристики оборудования, КИП и регистрирующих приборов | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | Стадия ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы дрожжей.
Химический реактор (экстрактор) для проведения горячей экстракции (90 ° С) компонентов белка из биомассы дрожжей кислым раствором | 1 | Нержавеющая сталь марки Х18Н9Т | Металлический или цельностеклянный аппарат с рубашкой, обогреваемый паром.
Снабжен термометром, обратным хол-ком, перемешивающим устройством.
Вместимость 0,5 л. | 2 | Аппарат оснащён : М ешалкой пропеллерной. | 1 | Стекло или нержавеющая сталь марки Х18Н9Т | Цельная или цельнометаллическая конструкция. | 3 | Перемешивающим устройством. | 1 | - | Электродвигатель с регулируемым числом оборотов, мощность не менее 40 Вт, снабжен патроном для зажима вала мешалки | 4 | Термометром | 1 | Стекло, ртуть. | Термометр со шкалой от 0 ° С до 100 ° С, цена деления 0,5 ° С, имеет керн НШ14,5, вставляется в металлическую муфту, в которой крепится накидной гайкой. | 5 | Сборник промежуточный для хранения суспензии дрожжей. | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 5 л, ГОСТ 25336-82Е | Таблица 2(Продолжение). 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Стадия ВР-1.1. Приготовление концентрированной серной кислоты.
Сборник промежуточный для приготовления 98%-ного раствора серной кислоты | 1 | Стекло. Может быть заменено на любое другое герметично закрываемое оборудование , изготовленное из коррозийно-стойких материалов. | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 125 мл, ГОСТ 25336-82Е | 7 | Сборник промежуточный для хранения дистиллированной воды | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2,8 л, ГОСТ 25336-82Е | 8 | Стадия ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием.
Центрифуга | 1 | - | Центрифуга марки Т 52.1 пр-ва ФРГ с фактором разделения не ниже 2750 | 9 | Сборник промежуточный для хранения бесклеточного экстракта белковых веществ | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2,8 л, ГОСТ 25336-82Е | 10 | Сборник промежуточный для хранения сырого осадка клеточных оболочек | 1 | Стекло | Стеклотара с плотно закрывающейся крышкой вместимостью 2 л | 11 | Стадия ТП-3. Осаждение дрожжевой РНК в изоэлектрической точке, отделение осадка.
Химический реактор для проведения реакции осаждения бесклеточного экстракта белковых веществ | 1 | Нержавеющая сталь марки Х18Н9Т | Металлический аппарат, снабженный мешалкой.
Вместимость 2,8 л. | 12 | Аппарат снабжен: Мешалкой пропеллерной | 1 | Стекло или ержавеющая сталь марки Х18Н9Т | Цельная или цельнометаллическая конструкция | 13 | Перемешивающим устройством | 1 | - | Электродвигатель с регулируемым числом оборотов, мощность не менее 40 Вт, снабжен патроном для зажима вала мешалки | Таблица 2(Продолжение). 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 14 | Сборник промежуточный для хранения сырого осадка РНК | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 500 мл, ГОСТ 25336-82Е | 15 | Сборник промежуточный для хранения кислого супернантанта | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2,8 л, ГОСТ 25336-82Е | 16 | Стадия ВР-3.2. Приготовление 40%-ного водного раствора гидроксида натрия.
Сборник промежуточный для приготовления 40%-ного водного раствора гидроксида натрия | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2 л, ГОСТ 25336-82Е | 17 | Стадия ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК. Центрифуга | 1 | - | Центрифуга марки Т 52.1 пр-ва ФРГ с фактором разделения не ниже 2750 | 18 | Сборник промежуточный для хранения обезвоженного осадка РНК | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 250 мл | 19 | Сборник промежуточный для хранения водно-спиртового раствора, содержащего этанол | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2 л | 20 | Стадия ВР-4.3. Приготовление 96%-ного р-ра этанола.
Сборник промежуточный для хранения этанола | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 2 л | 21 | Стадия ТП-5. Сушка сырого осадка РНК. Сушка происходит на воздухе | | | | 22 | Сборник промежуточный для хранения препарата РНК-азы | 1 | Стекло | Колба Эрленмейера одногорловая с притёртой крышкой, вместимость 125 мл | Раздел 5. Изложение технологического процесс.
Материальный баланс стадий.
Стадия ТП-1. Кислотная экстракция белка из биомассы клеток. Целью проведения стадии является полное извлечение нуклеиновых кислот из биомассы дрожжей (БВК) в водный экстрагент.
Обработка клеток производится при оптимальных температуре (90 ° С), рН среды (1,7) и времени экстракции (24 часа), обеспечивающих 90-95%-ную экстракцию. По завершении стадии получают суспензию клеток дрожжей, которую перерабатывают на последующих стадиях.
Материальный баланс стадии ТП-1. Таблица 3. 1. Израсходовано на стадии : | Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов | Содержа-ние ОВ, % | Загружено (получено) | По массе, кг | По объёму, л | технической | В 100%-ном исчислении ОВ | -Осадок денуклеинезированных дрожжей -СВ -белок -Вода технологическая -Серная кислота, r =1,36 г/мл | 25 8,18 100 98 | 1005 2199,208 112,56 | 251,25 82,21 2199,208 110,31 | 773,07 2199,208 82,76 | Итого : | | 3316,76 | | 3055,04 | 2. Получено на стадии : | -Суспензия депротеинезированных дрожжей | | 3250,42 | | 2993,94 | Всего : | | 3250,42 | | 2993,94 | | | | | | | | | | Потери : 2% . Время проведения стадии ТП-1 – 24 часа.
Стадия ТП-2. Отделение белкового экстракта центрифугированием. Целью проведения стадии является полное извлечение белковых веществ.
Материальный баланс стадии ТП-2. Таблица 4. 1. Израсходовано на стадии : | Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов | Содержа-ние ОВ, % | Загружено (получено) | По массе, кг | По объёму, л | технической | В 100%-ном исчислении ОВ | -Суспензия депроитеинезированных клеток -белок | 3,51 | 3250,42 | 114,09 | 2993,94 | Итого : | | 3250,42 | | 2993,94 | Таблица 4(Продолжение). 2. Получено на стадии : | -Сырой осадок клеточных оболочек -СВ -белок -Бесклеточный экстракт белковых веществ -белок | 20 3,84 3,34 | 1103,52 2049,39 | 220,70 42,38 68,45 | 1003,20 1863,08 | Всего : | | 3152,91 | | 2904,12 | Потери: 3% Время проведения стадии ТП-2 – 0,3 часа.
Стадия ТП-3. Осаждение дрожжевой РНК в ИЭТ, отделение осадка.
Материальный баланс стадии ТП-3. Таблица 5. 1. Израсходовано на стадии : | Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов | Содержа-ние ОВ, % | Загружено (получено) | По массе, кг | По объёму, л | технической | В 100%-ном исчислении ОВ | -Бесклеточный экстракт белковых веществ -белок -Гидроксид натрия, r =1,2 г/мл | 3,34 40 | 2049,39 21,038 | 68,45 8,42 | 1863,08 17,53 | Итого : | | 2070,43 | | 1880,61 | 2. Получено на стадии : | -Сырой осадок РНК -белок -Надосадочная жидкость -белок | 17 1,54 | 299,21 1729,81 | 50,86 26,64 | 296,25 1546,74 | Всего : | | 2029,02 | | 1842,99 | | | | | | | | | | Потери : 2% . Время проведения стадии ТП-3 – 24 часа.
Стадия ТП-4. Обезвоживание сырого осадка РНК. Материальный баланс стадии ТП-4. Таблица 6. 1. Израсходовано на стадии : | Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов | Содержа-ние ОВ, % | Загружено (получено) | По массе, кг | По объёму, л | технической | В 100%-ном исчислении ОВ | -Сырой осадок РНК -белок -Спирт этиловый, r =0,8 г/мл | 17 96 | 299,21 366,49 | 50,86 351,83 | 296,25 458,11 | Итого : | | 665,70 | | 754,36 | 2. Получено на стадии : | -Обезвоженный осадок РНК -белок -Водно-спиртовой раствор | 45 | 104,72 547,67 | 47,13 322,16 | 101,66 637,61 | Всего : | | 652,39 | | 739,27 | | | | | | | | | | Потери : 2% . Время проведения стадии ТП-4 – 6 часов.
Стадия ТП-5. Сушка сырого осадка РНК. Материальный баланс стадии ТП-5. Таблица 7. 1. Израсходовано на стадии : | Наименование исходных продуктов, промежуточных продуктов | Содержа-ние ОВ, % | Загружено (получено) | По массе, кг | По объёму, л | технической | В 100%-ном исчислении ОВ | -Обезвоженный осадок РНК -белок | 45 | 104,72 | 47,13 | 101,66 | Итого : | | 104,72 | | 101,66 | 2. Получено на стадии : | -Препарат РНК-азы -белок -испареная влага | 85 79 | 53,6 49,03 | 45,56 38,73 | 48,73 50,90 | Всего : | | 102,63 | | 99,63 | | | | | | | | | | Потери : 2% . Время проведения стадии ТП-4 – 8 часов.
Раздел 6. Отходы процесса получения препарата дрожжевой РНК, их использование и обезвреживание. Все жидкие и твёрдые отходы, образующиеся при получении дрожжевой РНК, подлежат утилизации либо на стадии биосинтеза дрожжей, либо на стадиях комплексной переработки. К числу примесей в кислотном гидролизате, требующих обязательного удаления, относятся анионы гидролизующего агента (сульфат-ионы серной кислоты), окрашенные соединения или пигменты (продукты конденсации аммиачного азота с углеводами), гемозы, свободные амины и аммиак. Для удаления аниона минеральной кислоты применяют стадии образования соли малорастворимого соединения, легко отделяемую в дальнейшем фильтрованием. В качестве осаждаемого агента выбирают гидроксид кальция.
Осадок гипса удаляется промывкой осадка дистиллированной водой.
Значительное количество этанола, расходуемое на обезвоживание осадка РНК должно быть сокращено за счёт включения в технологический процесс стадии регенерации отработанного спирта.
Регенерация этанола. Целью проведения стадии переработки водно-спиртового раствора является улучшение технико-экономических показателей разрабатываемой технологии и улучшение экологической обстановки в регионе будущего предприятия.
Регенерированный спирт должен представлять собой прозрачную неокрашенную жидкость, иметь плотность 0,80 г/мл и содержать основного вещества не менее 95% мас. Схема процесса получения регенерированного спирта предусматривает его выделение из водно-органического раствора путём традиционной дистилляции двух взаиморастворимых жидкостей, имеющих азеотроп при 96% об. этанола в среде. При этом, как более летучая жидкость, спирт переходит в дистиллят, а менее летучая – вода – остаётся в кубе вместе с другими нелетучими примесями.
Помимо отхода водно-спиртового раствора, перерабатываемого на стадиях технологического процесса получения дрожжевой РНК предусматривается переработка других отходов, в частности, на стадиях биосинтеза кормовых дрожжей. К ним относятся прежде всего нейтрализованные водно-солевые стоки, образующиеся при получении дрожжевой РНК, а также денуклеинизированная биомасса дрожжей. При этом последняя может перерабатываться по разным технологиям с получением продуктов кормового, пищевого и медицинского назначения.
Нейтрализация водно-солевого раствора. Цель стадии – провести нейтрализацию стоков, образующихся при получении дрожжевой РНК и получить водно-солевой раствор, пригодный для использования на стадиях биосинтеза кормовых дрожжей.
Нейтрализованный водно-солевой раствор содержит низкомолекулярные продукты дрожжевого экстракта, а также фосфаты, хлорид и сульфаты аммония. Твёрдые остатки могут являться сырьём для производства кормового продукта 1-ой группы качества или перерабатываться с получением соединений белковой природы.
Раздел 7. Техника безопасности, пожарная безопасность и санитария. При проведении всех технологических операций по получению белковой РНК в одном цехе, производство должно быть отнесено к IV -ой группе по санитарной классификации (токсичности) и к группе “ А ” по пожарной безопасности.
Последнее обусловлено использованием ЛВЖ (этанола). Всё применяемое электрооборудование должно быть выполнено во взрывои искро-безопасном исполнении. Для предупреждения накопления опасных потенциалов статического электричества все металлические и токопроводящие конструкции, аппараты, вспомогательные механизмы должны быть заземлены строго в соответствии с правилами и требованиями по их эксплуатации.
Перечень наиболее опасных мест на стадиях технологического процесса получения препарата РНК-азы.
Таблица 8. Наименование мест особой опасности | Возможная опасность | Важнейшие меры предосторожности | 1. Все виды электрооборудования, используемые на отдельных стадиях и во всём прцессе в целом. | Поражение электрическим током. | Еженедельная проверка наличия заземления у каждого вида электрооборудования. | 2. На стадии ТП-1. Приготовление конц. серной кислоты для подкисления. | Химический ожог при попадании конц. серной кислоты на открытые участки кожных покровов и в глаза. | Строгое соблюдение правил ТБ при работе с агрессивными веществами и жидкостями, знание мер по оказанию мед. помощи. | 3. На стадии ТП-3. Приготовление водного раствора гидроксида натрия. | Химический ожог при попадании на открытые участки кожных покровов и в глаза. | Строгое соблюдение правил ТБ при работе с агрессивными веществами и жидкостями, знание мер по оказанию мед. помощи. | 4. На стадии ТП-4. Обезвоживание осадка этанолом. | Химический ожог при попадании спирта в глаза, токсичность паров, возгорание этанола. | Строгое соблюдение правил ТБ при работе с ЛВЖ, знание мер по оказанию первой мед. помощи. Все виды работ проводить под тягой.
Наличие средств пожаротушеняю | Список использованной литературы. 1. Быков В.А. Пр о блемы и перспективы промышленной биотехнологии. //Биотехнология. –1987. - №6 – С. 692-700. 2. Быков В.А., Манаков М.И. и др.
Производство белковых веществ. //Биотехнология. –1987. - №5. 3. Грачёва И.М. и др.
|