Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей. Мощность производства 80,3 кг

Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей. Мощность производства 80,3 кг

Введение 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
Вода дистиллированная
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
Кислый супернатант
Сырой осадок дрожжевой РНК
На ТП-4.
На производство ростовых факторов в производстве
Сырой осадок дрожжевой РНК
ВР-4.3. 96%-ный раствор этилового спирта
ТП-4. Обезвоживание сырого осадка белка
Обезвоженный осадок РНК
Водно-спиртовой раствор
ТП-5. Сушка сырого осадка РНК и упаковка готового продукта
На регенерацию
Готовый препарат РНК-азы
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.