Бета-каротин: принцип застосування, культивування мікроорганізмів, аналіз становища і перспектив у виробництві

2.7.4 Сепаратор спиртодрожжевий Г9-ВСБ-М

Призначений для розділення дріжджової суспензії на бражку і дріжджовий концентрат, що містить масу дріжджових клітин. Складається сепаратор з станини, приводного механізму з електродвигуном, барабана, кришки сепаратора, приймально-відвідного пристрою. Напівзакритого типу, брага відводиться під тиском, дріжджовий концентрат відводиться відкритим потоком. Через приймальний пристрій молоко потрапляє в обертовий барабан і заповнює міжтарілочний простір, де відбувається його поділ. Більш важкі частки-дріжджові клітини, відходять до переферії барабана, потім через мундштуки потрапляють в приймач дріжджового концентрату. Бражка, як більш легка, під тиском, створюваним напірним диском надходить в відводять комунікацію.

Технічна характеристика:

Продуктивність 20000 л / год;

Частота обертання барабана 5100об/мін;

Потужність електродвигуна 11кВт;

Напруга електродвигуна 380В;

Частота обертання електродвигуна 1500об/хв;

Тиск на виході від сепарований бражки 2х105 Па (2атм);

Розміри: Довжина 1070 мм; Ширина 825 мм; Висота 1356 мм;

Відвантажувальні дані:

Вага нетто 733кг;

Вага брутто 910кг.



2.7.5 Промислова сушила HGW100/18

Промислова сушарка HGW (параметри наведені в таблиці 3. ) застосовується для сушіння різних механічних компонентів. Можливе регулювання швидкості передачі стрічкового фільтру і температури сушіння. Застосовуються горизонтально встановлені електронагрівальні трубки, які легко замінити і не вимагають спеціального обслуговування.

Таблиця 2.6 - Основні показники промислової сушили HGW100/18

Тип	Робочі розміри ШхДхВ(мм)	Номінальна потужність нагрівання(кВт)	Довідковий виробіток(кг/г)
HGW100/18	1000Ч1800Ч150	30	1000

2.7.6 Фасувально-упаковочна лінія для сухих дрібнодисперсних пиляних продуктів

Напівавтоматична лінія фасування і пакування сухих пилять дрібнодисперсних продуктів (борошно, крохмаль, сухе молоко і т.д.). Доза - 25кг, продуктивність - 50 уп. / Год.

Призначення: фасування й упакування будь-якого сухого дрібнодисперсного порошить продукту (борошна, крохмалю, сухого молока і т.д.) на готову споживчу тару.

Комплектація лінії фасування пилять продутов:

Дозатор ваговий з шнекової подачею

Транспортер стрічковий

Зварювач вкладиша з відкачуванням повітря

Мішкозашивальна машина

Стіл-тічка

Контрольні електронні ваги

Технічні характеристики лінії

a) Дозатор

Продукт - сухе знежирене молоко (СОМ)

Тара - крафт мішок з поліетиленовим вкладишем

Доза - 25 кг

Продуктивність (25 кг) - 60 мішків на годину

Межа допустимої похибки - ± 0,5%

Електроживлення від мережі змінного струму - 50 Гц, 220В

Завантажувальний бункер з ворошителем - 150 л.

Тип дозатора - ваговий (тензометричний)

Живильник - шнековий

Привід - електромеханічний

Кріплення мішка до горловини дозатора - притиск

Обнуління ваги тари - автоматичне

Перемикання швидкості обертання живильника при досягненні 70% ваги дози ndash; автоматичне

Відключення дозування - автоматичне

Оператор - 1 людина

Деталі та вузли, що контактують з продуктом, - з нержавіючої сталі марки 12Х18Н10Т

b) Транспортер стрічковий-2 шт.

Вид - стрічковий

Ширина - 250 мм

Довжина - 2500 мм

Висота - 250 мм

Висота заднього відбійника - 800 мм

Швидкість - не більше швидкості мішкозашивочні машини

Управління приводом - педаль

c) Відкачування повітря - 2 шт.

Затиск поліетиленового вкладиша - губки гумові м'які

Відкачування повітря - через фільтр-папір

Управління приводом - педаль

Виконання - вертикальне на рамі

d) Запаювання вкладиша - 2 шт.

Кількість швів - 2 шт.

Ширина кожного шва - 3 мм

Відстань між швами - 10 мм

Довжина зварювача - 900 мм

Управління приводом - педаль

Виконання - вертикальне на рамі

e) Мішкозашивальна машина - 2 шт.

Управління приводом - педаль

Виконання - вертикальне на рамі

Стіл-тічка - 2 шт.

Розміри - 500х600 мм

Висота - 250 мм

f) Контрольні електронні ваги - 2 шт.

Розміри платформи - 600х600 мм

Табло індикації - рідкокристалічне на стійці

2.7.7 Вибір основного технологічного обладнання за об'ємом та продуктивністю виробництва

Існує два способи культивації Dunaliella salina:

культивування у фотобіореакторах;

культивування у біологічних ставках.

Фотобіореактор представляє собою прозору ємність яка заповняється живильним середовищем, та заселяється культура водоростей для їх культивації. В таких установках, як правило, використовується пневматичне перемішування за допомого повітря або вуглекислого газу, для стимуляції росту. Такі установки в першу чергу розраховані на виробництво біомаси водоростей, а не для максимального ступня очищення стічних вод, і через це мають високу собівартість, тому для проекту був обраний другий спосіб культивації.

Періодичне культивування у біологічних ставках проводиться у ставках невеликої глибини, для кращого проникнення у товщу води сонячної енергії. Вихід біомаси за таких ставків нижче на одиницю площі, нижче ніж у фотобіореакторів, але вони дешевші у виконанні і більш придатні для промислового культивування, тому такий спосіб було обрано для цього проекту.

За основу установки було взято радіальний відстійник в який було внесено такі зміни:

дно з конусного було перероблено на рівне;

спрощена подача води;

видалена мулова труба;

добавлено другий міст, симетрично першому;

ферма зі скребками була замінена на лопаті, які закріплені на мостах.

Розрахунок резервуару установки.

Резервуар установки представляє собою радіальну ємність з робочим

об'ємом 100 м3. В середині ємності міститься циліндрична опірна колона для перемішуючого пристрою, яка має радіус 1 м.

Об`єму резервуару знаходиться за формулою:

V=S•h	(3.1)

де S - площа кола в основі резервуару, м.

h - робоча висота резервуару, м.

Площа кола знаходиться за формулою:

S=	(2.2)

де - математична константа, 3,14.

r - радіус кола.

Робоча висота резервуару була прийнята 1м, для кращого освітлення

всього об'єму води сонячними променями.[8] Глибина резервуару була прийнята 1,6 м, для запобігання проливанню води у разі дощів та непередбачених ситуацій.

Оскільки опірна колона знаходиться в центрі резервуару, вона зменшує

його об`єм на величну рівну своєму об`єму. Тому формула для об`єму резервуару разом з колоною має вигляд:

Vз =V р +Vк	(2.3)

де Vз - об`єм резервуару разом з об`ємом колони, м3

Vр - об`єм резервуару, м3.

Vк - об`єм резервуару, м3

Для проектування резервуару, необхідно знайти його радіус. Радіус

резервуару можна знайти Підставивши формули 2.1 і 2.2 у формулу 2.3 отримаємо:

=V р +Vк	(2.4)

З формули 2.4 можна виразити радіус резервуару:

	(2.5)



Для розрахунку резервуару необхідно знайти об`єм колони. Оскільки колона циліндрична, її об`єм можна знайти за формулою 2. Отримаємо:

Vк=3,14•12•1=3,14 м3

Підставивши робочий об`єм резервуару і об`єм колони у формулу 5, можна знайти радіус резервуару:

Для спрощення будівництва резервуару, радіус вирішено прийняти 6м

Оскільки резервуар має об`єм 100 м3, а процес культивування 6 діб, то для досягнення проектної потужності, необхідно 13 таких установок.

2.7.2 Специфікація обладнання

Спеціальне обладнання наведено в таблиці 2.7.

Таблиця 2.7 - Специфікація обладнання

Поз.	Найменування	Кількість	Примітка
1	Резервуар	13
2	модифікований ілоскреб	13
3	решітка з ланцюговими граблями GVCC	1
4	насос 1Д1600-90	1
5	насос Дренажник 255/11 ФН	13
6	сепаратор спиртодріжджовий Г9-ВСБ-М	2
7	промислова сушила HGW100/18	2
8	фасувально-упаковочна лінія для сухих дрібнодисперсних пиляних продуктів	1



3. АВТОМАТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ І КЕРУВАННЯ

В резервуарі нанесені відмітки для контролю за рівнем води. Зелена відмітка знаходиться на висоті 1м від дна резервуару, і свідчить про безпечний рівень вод для процесу. Перевищення цього рівня не має негативних наслідків для процесу, але є не бажаним. Червона відмітка знаходиться на висоті 1,3 м від дна і свідчить про необхідність зниження рівня води у резервуарі оскільки перевищення цього рівня може призвести до заповнення труби постачання і привести до небажаних наслідків.

3.1 Особливості контролю біотехнологічних підприємств

Сучасні біотехнологічні процеси вважаються керованими, хоча рівень керованості на різних виробництвах відрізняється. Особливостями мікробіологічних процесів, що враховують при розробці системи контролю виробництва є такі:

1) необхідність забезпечення стерильності у біореакторі, включно з комунікаціями, датчиками, усіх матеріальні потоки, що йдуть до реактора;

2) проведення культивування мікроорганізмів у системах „газ-рідина-тверде тіло” або „рідина-тверде тіло” за низької швидкості біохімічних процесів та багатокомпонентності складу поживних середовищ;

3) виключно складне регулювання біосинтезу БАВ (або вирощування біомаси клітин) за постійної зміни фізико-хімічних показників культуральної рідини;

4) велика чутливість біооб'єктів до впливу фізико-хімічних факторів під час перемішування та інших операціях Виключно важливим є контроль якості продуктів біосинтезу.

З метою організації якісного проведення передклінічних випробувань лікарських та інших біоактивних речовин у світі діє єдина уніфікована система GLP (Good Laboratory Practice). На систему GLP базуються дослідження пов'язані з випробуванням речовин: на мікробну зараженість (МАФАМ), на пірогенність; гастру і хронічну токсичність, на специфічну токсичність (канцерогенність, антигенність, фармацевтичну залежність, пошкодження зародкових клітин; алергенність; мутагенність тератогенність, цитотоксичність), на безпеку для макроорганізмів при введенні in vivo; проводять дослідження фармакокінетики та фармакодинаміки.

Для забезпечення високої якості продуктів виготовлених на основі промислового мікробіологічного синтезу Всесвітня Організація Охорони Здоров'я (ВООЗ) ще у 1968 році затвердила „Вимоги щодо практики якісного виробництва при виготовленні та контролі якості ліків і щодо спеціалістів у області фармацеї”.

У 1969 році ці вимоги ввійшли до правил системи GMP (Good Manufacturing Practice), для сфери міжнародної торгівлі. Тоді GMP була єдиною система вимог по контролю якості засобів з початку переробки сировини до виробництва готових препаратів, включаючи загальні вимоги до приміщень, устаткування і персоналу.

З 1975 р. правила GMP розширені, і вони стосуються різних хімічних і біологічних речовин у готовому вигляді, ветеринарних препаратів, вживаних у тваринництві; вихідних матеріалів для використання у дозованих формах, якщо вони включені законодавства країн-експортерів і країн-імпортерів; і, нарешті, інформації про безпеку і ефективність перерахованих речовин, матеріалів і препаратів.

З урахуванням видання в 1987 р. керівництва Міжнародної Організації Стандартизації (ISO) серії ISO 9000-9004 по системах якості, виникла необхідність переглянути існуючі вимоги GMP. У вересні 1991 р. на спеціальній конференції з GMP в м. Москві представлений переглянутий проект вимог GMP, що включає три частини:

1) "Управління якістю в промисловому виробництві лікарських засобів: філософія і основні складові";

2) "Практика якісного виробництва і контроль якості";

3) "Додаткові і допоміжні напрями".

Згідно системи GMP операції з різними продуктами не повинні виконуватися одночасно і послідовно в одному і тому ж приміщенні поки не усунений ризик перемішування або перехресного забруднення.

Доступ у виробничі приміщення повинен бути обмежений лише певним коло, зайнятих у виробництві осіб. Уникати виготовлення немедичної продукції в зонах і на устаткуванні, призначених для виготовлення фармацевтичної продукції. При роботі з сухими матеріалами і продуктами необхідні запобіжні засоби для попередження виникнення, накопичення і розповсюдження пилу, що може привести до перехресного забруднення продуктів, що виготовляються, або до їх мікробного забруднення. Мікроби можуть потрапляти в повітря і на частинки пилу з забрудненням ними матеріалів і продуктів при виготовленні, із забруднених устаткування і одягу, шкіри працюючих людей. Перехресне забруднення може запобігти виготовленням кожного цільового продукту в роздільних зонах (пеніциліни, живі вакцини і інші біологічно активні речовини) або, принаймні, розділенням виготовлення їх за часом; забезпеченням відповідних повітряних шлюзів; носінням захисного технологічного одягу; використанням засобів ефективної деконтамінації устаткування, стін, та інше.; використанням "закритих систем" виробництва і т.д.

Необхідно перевіряти правильність і надійність з'єднань трубопроводів і інше устаткування, використовуване для транспортування продуктів (матеріалів) з однієї зони в іншу. Що дистилює або деіонізована вода, що поступає по трубах, повинна відповідати санітарно-мікробіологічним нормативам. Операції по технічному обслуговуванню або ремонту не повинні позначатися на якості продукції.

Контроль якості продукції стосується процесу забору проб, проведення досліджень, документації і ін. Всі дослідження повинні проводитися згідно затвердженим інструкціям для кожного матеріалу або продукту.

Забір проб здійснюють так, щоб не забруднити їх або не піддати небажаній дії, що позначається на якості продукту або, навпаки, щоб відібраний матеріал не був токсичним (шкідливим) для здоров'я оператора.

Для кожної партії продукту до випуску повинна бути лабораторна документація з підтвердженням відповідності кінцевого продукту специфікаціям.

З кожної партії цільового продукту залишають проби на зберігання за рекомендованих умов терміном не менше року, що перевищує термін придатності. Проби повинні зберігатися в такій кількості, щоб можна було при необхідності провести як мінімум два повторні дослідження.

Необхідно пам'ятати про те, що особи, що мають підвищену чутливістю до конкретної речовини, що діє або допоміжному, не повинні включатися в групу виконавців. Для них допустима робота у відділенні або цеху упаковки, де виключений контакт з алергеном.

Складність біологічних систем обумовлює необхідність всебічного багатопрофільного контролю за ними. Контроль та керування реалізують у безперервному та періодичному режимах в залежності від технологічних умов конкретного виробництва.

3.2 Основні групи показників якості продукції

Основними групами показників якості продукції є такі:

а) показники складу речовини;

б) показники функціональної ефективності.

Показники складу речовини:

- вміст основної речовини;

- вміст сторонніх домішок;

- показники структури і фізико-хімічні характеристики.

Показники вмісту основної речовини:

вміст (%) вологого протеїну у кормовому препараті у перерахунку на абсолютно суху речовину (АСР);

вміст (%) білку у перерахунку на АСР;

вміст антибіотиків на 1кг препарату;

вміст вітамінів у 1кг препарату;

тітр препарату;

активність ферментних препаратів;

коефіцієнт біологічної активності;

інші показники.

Показники вмісту сторонніх домішок:

вміст (%) вуглеводів;

вміст металомагнітних домішок;

вміст у продукції речовин, що знижують якість продукції;

вміст (%) золи у перерахунку на АСР та інше.

Показники структури і фізико-хімічні характеристики:

розмір частинок;

вологість (%);

насипна маса (г/л);

розчинність;

густина (г/см3) та інше.

3.3 Контроль за технологією виробництва в-каротину

У процесі мікробіологічного синтезу в-каротину на основі культивування продуцента Blacheslea trispora повинні здійснюватися слідуючи види робіт по контролю якості виробництва:

1)біологічна та хімічна перевірка сировини;

2)визначення біохімічного складу поживних середовищ та культуральної рідини у процесі ферментації, величина pH;

3) перевірка поживних середовищ на стерильність;

4) контроль вирощування посівного матеріалу у колбах;

5) контроль ведення процесу культивування у ферментері;

6) контроль вирощування посівног8о матеріалу у посівному апараті;

7) контроль процесу відділення міцелію та сушки;

8) аналіз готової продукції;

9) систематична перевірка стиснутого повітря та води на стерильність.



4. ОХОРОНА ПРАЦІ

4.1 Характеристика негативних факторів проектованого об'єкта

На даному виробництві присутні наступні шкідливі виробничі чинники: фізичні, хімічні, біологічні.

Хімічно небезпечні фактори (аміак, сірководень, натрій хлорид).

На проектованому виробництві присутні наступні хімічно небезпечні фактори:

Аміак (NH3), який може випаровуватись зі стічних вод у невеликих кількостях.

За фізіологічною дією на організм відноситься до групи речовин задушливої і нейротропної дії, здатних при інгаляційному ураженні викликати токсичний набряк легенів і важке ураження нервової системи. Аміак володіє як місцевим, так і резорбтивною дією.

Пари аміаку сильно подразнюють слизові оболонки очей та органів дихання, а також шкірні покриви. Це ми й сприймаємо як різкий запах. Пари аміаку викликають рясну сльозотечу, біль в очах, хімічний опік кон'юнктиви і рогівки, втрату зору, напади кашлю, почервоніння і свербіння шкіри. При зіткненні зрідженого аміаку і його розчинів з шкірою виникає печіння, можливий хімічний опік з пухирями, виразками. Крім того, скраплений аміак при випаровуванні поглинає тепло, і при зіткненні зі шкірою виникає обмороження різного ступеня.

Сірководень (H2S) - безбарвний газ, дуже токсичний з різким запахом тухлих лих яєць. При невеликих концентраціях в повітрі, викликає запаморочення голову, головний біль, нудоту, а при великих концентраціях кому, судороги, набряк легень і навіть смерть. [1] Гранично допустимою концентрацією сірководню в повітрі складає 10 мл/.

Натрій хлорид (NaCl) - це речовина у вигляді кристаликів, яка містить 93-99 % хлористого натрію і солей кальцію, магнію, калію, які надають їй гігроскопічності, жорсткості і гіркуватого присмаку.[1][2] Чим менше в солі цих домішок, тим вища її якість.

Сіль являє собою кристалічний сипкий продукт без запаху з солоним смаком без присмаку, в якому не допускається присутність сторонніх домішок, що не пов'язані з методом добуванні солі. Колір екстра та вищого гатунків - білий, однак для першого та другого допускаються сірий, жовтуватий, рожевий та голубуватий відтінки в залежності від походження солі[2].

Підвищена концентрація солей в повітрі може викликати запиленість приміщенні, що в свою чергу приведе до погіршення здоров'я робітників: зневоднення організму, пошкодження шкірного покриву, пошкодження слизистих оболонок очей та дихальних шляхів.

Гранично допустима концентрація натрій хлориду в повітрі робочої зони складає 5 мл/. Клас небезпеки ІІІ.

Також на виробництві будуть присутні різноманітні дезінфікуючі речовини. Їх склад може змінюватись в залежності від вимог виробництва. Вони можуть викликати отруєння організму, враження слизистих оболонок очей та дихальних шляхів. Деякі з цих речовин можуть бути легкозаймистими, що підвищить пожежонебезпеку на підприємстві.

Розрахунок можливої концентрації токсичної речовини у повітрі робочої зони.

Згідно з індивідуальним завданням розраховуємо концентрацію сірководню в повітрі робочої зони. Дані для розрахунку наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Вихідні дані для розрахунку можливої концентрації речовини у повітрі робочої зони

Речовина	Розміри приміщення, м
Назва; густина,кг/м3	формула	ГДК, мг/м3	СL50, мг/м3	Об'єм, л	довжина	ширина	висота
Сірководень 1,538		10	1000	630	60	30	7,2

Концентрація сірководню в приміщенні знаходиться за формулою:

(4.1)

де m - маса сірководню, мг;

Vприм - об'єм приміщення, м3.

Маса речовини не відома, і знаходиться за формулою

m= V•с (4.2)

де V - об`єм сірководню, 630•10-3 м3;

с - густина сірководню, 1,538 кг/м3.

m= 630•10-3•1,538= 0,9689 кг = 96,89•104 мг

С==74,76 мг/м3

Розрахунок показав, що в разі аварії концентрація сірководню в повітрі буде перевищувати гранично допустиму концентрацію. Може викликати запаморочення голову, головний біль, нудоту, кому, судороги, набряк легень і навіть смерть.

Біологічно небезпечні об'єкт на даному виробництві може виступати мікроскопічної водорості Dunaliella salina. Патогенний вплив мікроскопічної водорості Dunaliella salina на організм людини не досліджений, але можна припустити що у людей з послабленим імунітетом вона буде викликати алергічні реакції. Гранично допустима концентрація органічного пилу в повітрі робочої зони 6 мл/. Клас небезпеки ІІІ.

Шкідливі фізичні фактори на виробництві представлені:

Рухомими частинами та механізмами - можуть спричиняти травми при неправильній експлуатації чи порушенні техніки безпеки.

Підвищена температура 100 °С поверхонь устаткування - при порушеннях норм експлуатації та техніки безпеки може призвести до опіків різної степені тяжкості.

Підвищена температура 60 °С повітря робочої зони - може викликати погіршення самопочуття, втрату свідомості.

Підвищений рівень шуму - виникає при неправильному експлуатуванні обладнання. Шум - це сукупність звуків різноманітної частоти та інтенсивності, що виникають у результаті коливального руху частинок у пружних середовищах. Викликає погіршення слуху, підвищену агресивність, нудоту, головні болі, дезорієнтацію в просторі, панічні атаки.

Підвищений рівень вібрації - виникає при неправильному експлуатуванні чи поломці обладнання. Вібрація - механічні коливання механізмів або машин. Може викликати травми, нудоту, головний біль, погіршується робота нервової системи, серцево-судинної системи, вестибулярного апарату.

Підвищена вологість повітря - виникає при надмірному вмісті водяної пари в повітрі робочої зони. Викликає алергічні реакції, астму, риніт.

Знижена вологість повітря - виникає при недостатньому вміст водяної пари в повітрі робочої зони. Викликає пересихання шкіри, подразнення слизистих оболонок, ангіну, проблеми с диханням.

Підвищенні значення напруги 380V - викликає опіки, враження струмом, погіршення самопочуття, при недотримання правил експлуатації та техніки безпеки.

Знижена рухливість повітря - виникає в приміщеннях з поганим рівним вентиляції. Призводить до погіршення самопочуття, головних болів, задухи, запаморочень.

Підвищений рівень статичної електрики - явище накопичення електричного заряду на поверхні тіл внаслідок електризації. Результатом збирання статичної електрики може бути іскровий розряд. Може призвести до ураження струмом.

4.2 Оцінка пожежовибухонебезпеки проектованого об'єкта

На об'єкті накопчується і зберігається висушена біомаса Dunaliella salina яка має гранично допустиму концентрацію в повітрі робочої зони 6 мл/. Клас небезпеки ІІІ. Та температуру самозаймання 380°С.

Дані для розрахунку наведені в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Вихідні дані для розрахунку пожежовибухонебезпеки проектованого об'єкта за індивідуальним завданням

Речовина	Формула	Склад вибухо-небезпечної суміші, % об.	Концентраційна межа вибуху, % об.
			нижня	верхня
Ацетон	С3Н6О	60	2,2	13,0
Етиловий спирт	С2Н6О	30	3,6	19,0
Бензол	С6Н6	5	1,4	7,1
Діхлоретан	С2Н4Cl2	3	6,2	16,0
Оцтова кислота	С2Н4О2	2	3,3	22,0

Для більшості речовин які не вступають між собою в хімічну реакцію, нижню(верхню) межу вибуховості їх суміші розраховують за правилом Ле Шательє, яке передбачає адитивність горючих властивостей складної суміші, % об.:

НКВМ (4.3)

ВКМВ (4.4)



де С1, С2, Сn - концентрація n-го горючого компонента у суміші, % об.

НКМ1, НКМ2, … , НКМn - нижня концентраційна межа вибуховості n-го горючого компонента, % об.

ВКМ1, ВКМ2, …, ВКМn - верхня концентраційна межа вибуховості n-го горючого компонента, % об.

НКВМ=2,483 % об.

ВКМВ=13,937 % об.

4.3 Профілактичні заходи з охорони праці

Для зменшення травматизму та поліпшення умов праці робітників на підприємстві будуть введені наступні заходи:

Автоматизація виробничих процесів - що зменшить участь людського фактору в виробництві і відповідно до зменшення травматизму.

Установлення засобів огородження - для зменшення доступу робітників в небезпечні зони.

Установка сигналізації

Використання колективних та індивідуальних засобів захисту працюючих.

Облаштування вентиляційної системи.

Модернізація штучного та природного освітлення.

Впровадження заходів боротьби з шумом та вібрацією.

Обладнання зон відпочинку.

Проведення планово-запобіжних ремонтних робіт.

Проведення навчання та інструктажів працюючих.



5. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

Дана технологія являється перспективною, оскільки дозволяє отримувати готовий продукт достатньо високої якості, що дозволяє вивести продукцію на міжнародний ринок. Широкі можливості по модернізації виробництва дають можливість підвищити вихід готового продукту з мінімальними додатковими затратами.

Широкий спектр використання готового продукту дозволяє не зациклюватися на певному ринку збут, що в свою чергу дозволить збільшити ринок збуту.

Технологія очищення стічних вод охоплює комплекс процесів з метою поліпшення її природних властивостей та вилучення небажаних інгредієнтів. В основу вибору процесу очищення води покладено порівняння якості води джерела стічної води із даними державного стандарту.

Результати зіставлення визначають вибір процесу поліпшення якості води. При цьому можуть виявитись конкуренто здатними кілька процесів водопідготовки. Тоді вибір певного процесу здійснюють згідно з даними еколого-техніко-економічного аналізу з урахуванням мінімальних затрат і досягнення високих технологічного та економічного ефектів.

Розрахунок виробничої програми для проектованого цеху наведено в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Виробнича програма отримання в-каротину

Найменування продукції	Натуральна одиниця виміру	Річний випуск продукції в натуральному вираженні	Оптова ціна за натр. Одиницю продукції, грн.	Вартість річного обсягу товарної продукції, грн.
в-каротину	кг	1000	1,1	1100
Сіль з в-каротином	кг	1000	42,25	42250



Розрахунок виробничої потужності виробництва

Під виробничою потужністю виробництва розуміють максимально можливий річний випуск продукції при найбільш повному використанні обладнання, наукової організації труда та виробництва.

Зважаючи на те, що головним обладнанням виробництва є басейн і виробництво працює по восьмигодинному графіку, без зупинок у святкові дні та вихідні, виробнича потужність розраховується за формулою:

Пвир = Рпасп Ч Теф Ч n (5.1)

де Рпасп - паспортна продуктивність обладнання за одиницю часу, (од. продукції за годину).

Теф - ефективний фонд часу роботи обладнання протягом року (години). n - кількість однотипного основного обладнання

Знаходимо річний ефективний фонд часу роботи ведучого обладнання за формулою:

Теф = Ткал - Ттз - Трем(5.2)

де Ткал - календарний час, год;

Ттз - час передбачений на технологічні зупинки;

Трем - час простоїв обладнання в планово-попереджувальних ремонтах (за нормами підприємства), год.

Календарний фонд часу роботи басейну дорівнює:

Ткал = 365 днів = 8760 годин

Час зупинок басейну на планово-попереджувальні ремонти розраховуємо за формулою:



Тппр = ( nк*tк+ nс*tс+ nп*tп)/Трц(5.3)

де nк - кількість у ремонтному циклі капітальних ремонтів.

tк - тривалість проведення одного капітального ремонту, год.;

nс - кількість у ремонтному циклі середніх ремонтів;

tс - тривалість проведення одного середнього ремонту, год.;

nп - кількість у ремонтному циклі поточних ремонтів;

tп - тривалість проведення одного поточного ремонту, год.;

У відповідності з нормативними даними про періодичність та тривалість ремонтів.

Кількість ремонтів в міжремонтному періоді дорівнює:

1) кількість капітальних ремонтів nк =1

2) кількість поточних ремонтів nс =6

3) кількість технічних оглядів nп =12

Трц - тривалість ремонтного циклу

Тппр = (1*120+6*24+12*2) /1 = 288 годин

Технологічно неминучі зупинки передбачено в розмірі

Ттз = 552 години

Таким чином:

Теф = (365 *8*3) - 552 - 288 = 7920 годин

Знаходимо коефіцієнт екстенсивності, що характеризує обладнання за часом:

Кекс = Теф / Ткал (5.4)

Кекс = 7920 / 8760 = 0,90



Знаходимо коефіцієнт інтенсивності:

Кінт = Рфак / Рпас (5.5)

де Рпр - проектована годинна продуктивність басейну, т/год.

Рпасп - паспортна продуктивність басейну, т/год.

Зважаючи на те, що добова продуктивність установки 25000 м3/добу річна потужність складе 8250000 м3/рік.

Розрахунок планової продуктивності ведемо за формулою:

Рфак = Пцеху / п*Теф. (5.6)

Рфак =8250000 / (1*7920) = 1042 м3/год

Рпасп = 1170 м3/год

Коефіцієнт інтенсивності:

Кінт = 1042 / 1170 = 0,89

Розрахуємо інтегральний коефіцієнт, що характеризує обладнання за двома показниками разом:

Кі = Кекс Ч Кінт(5.7)

Кі = 0,90*0,89 = 0,80

Резерв потужності обладнання складає:

R = 1 - Кі =(5.8)

R = 1 - 0,80 = 0,20



Знаходимо виробничу потужність цеху:

Пбезп = 1*7920*1170 = 9266400 м3/рік

Звідки коефіцієнт використання виробничої потужності - Квп:

Квп = Пцеху / Пбезп(5.9)

де Пцеху - плановий річний обсяг випуску продукції, м3/рік

Пбезп - річна потужність цеху, м3/рік

Квп = 8250000 / 9266400 = 0,89



ВИСНОВКИ

Виробництво в-каротин є унікальним біотехнологічним процесом. Це складний та багатостадійний процес заснований на періодичному культивуванні одноклітинної зеленої галобної мікроводорості Dunaliella salina (високопродуктивний штам CCMAR-71). Поживне середовище являє собою надсолону морську воду. Він є важливим для розвитку сільського господарства та медицини країни.

Оптимізація сучасного методу виробництва в-каротину є невідкладним завданням у галузі біотехнології. Процес характеризується складними змінами у культуральній рідині під час росту продуценту наслідком яких є нелінійна зміна концентрації поживних речовин, кислотності, вмісту у біомасі в-каротину. Біомаса, що містить натуральні каротиноїди нетоксична, має високу фізіологічну та економічну ефективність, є екологічно чистою речовиною. Це дозволяє використовувати біомасу як сировину для отримання високоякісного кристалічного в-каротину.

На основі вивчення теоретичних матеріалів та показників дослідницько-промислового процесу мікробіологічного синтезу в-каротину високопродуктивним штамом одноклітинної зеленої галобної мікроводорості Dunaliella salina у даній проектній роботі було розроблено: технологічну схему виробництва біомаси, що містить натуральні каротиноїди та блок-схему до неї; схему контроль виробництва за обраними контрольними точками; систему заходів по покрашенню екологічного стану на виробництві та охороні праці.

У підсумку всі наведені дані у роботі спрямовані на поліпшення виробництва та створення умов для розробки більш досконалих методів контролю та реалізації процесу культивування одноклітинної зеленої галобної мікроводорості Dunaliella salina на біотехнологічному підприємстві.



СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Peterson W.J. 1939. The carotenoid pigments. Kansas state printing plant, / W.J. Peterson, J.S. Hughes, L.F. Payne. 1939W.C. Austin, USA: 5-7.

2. Vogele A.C. 1937. Effect of Enviromental factors upon color of the tomato and the watermelon. / A.C. Vogele - Plant Phys.12:929-955.

3. Кудрицкая С. Е. Каротиноиды плодов и ягод. [Текст]: справ. изд. / С.Е. Кудрицкая. - К.: Вища школа, 1990 - 212с.

4. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов: пер. с англ. [Текст]: справ. изд. / Г. Бриттон. - М.: Мир, 1986. - 422с.

5. Букин В.Н. Биохимия витаминов: избранные труды. [Текст]: справ. изд. / В.Н. Букин. - М.: Наука, 1982.-320с.

6. Воробьёва Л.И. Микробиологический синтез витаминов. [Текст]: справ. изд. / Л.И. Воробьёва. - М.: Изд-во МГУ, 1982. -168с.

7. Елинов Н.П. Химическая микробиология: учеб. для студентов химико-технол., технол., фармац., и др. ин-тов, аспирантов и практич. работников. [Текст]: справ. изд. / - М.: Высшая школа, 1989. - 448с.

8. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. Для студентов институтов и практических работников. [Текст]: справ. изд. / Н.П. Елинов. - С.-Пб.: Издательская фирма «Наука», 1995. - 600с.

9. Егорова Н.С. Битехнология: [Текст]: Учеб. пособие для вузов. В 8 кн. /кн. 2 Современные методы создания штамов микроорганизмов / Дебалов В.Г., Лившиц В.А. - М.: Высшая школа, 1988. - 208с.

10. Карнаухов В.Н. Биологические функции каротиноидов. [Текст]: справ. изд. / В.Н. Карнаухов. - М.: Наука, 1988. -240с.

11. Красников Е.И. Каротинсинтезирующие дрожжи. [Текст]: справ. изд. / Е.И. Красников. - К.: Наукова думка, 1980. -171с.

12. Кунщикова И.С. Получение и применение микробиологического в-каротина. [Текст] / И.С.Кунщикова, А.С.Стенько, С.А. Васильченко // Микробиологическая промышленность. Обозр. информации. - 1987- Вып. 4.1-4.2.

13. Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов: пер. с англ. [Текст]: справ. изд. / Т. Гудвин. - М.: Изд-во иностр. лит., 1954. - 366с.

14. Орехов В.С. Оптимизация процесса микробиологического синтеза в-каротина на основе изучения технологических показателей опытно-промышленного производства: Дис. канд. техн. наук. - К.: 1990, - 117с.

15. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технолологии: [Текст]: Учебник для техникумов. / И.Л. Иоффе. - Л. Химия, 1991. - 352с.

16. Стенк Ф. Перемешивание и апараты с мешалками. Пер. с польск. под ред. Щупляка И.А. [Текст]: справ. изд. / - Л.: Химия, 1975. - 384с., ил.

17. Методичні вказівки по виконанню механічних розрахунків біотехнологічного обладнання з дисципліни „Устаткування виробництва та основи проектування” (для курсового та дипломного проектування) для студентів спеціальності 7.091607- „Біотехнологія”. Укл.: Гуляєв В.М.- Дніпродзержинськ: ДДТУ. - 2002р. - 15 с.

18. Деклараційний патент на винахід (Україна): UA №23897А від 23.12.1993 г. "Спосіб одержання в-каротину". Власник патенту -Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів.

19. Деклараційний патент на винахід (Україна): UA №23897С2 від 15.06.2001г. "Спосіб одержання в-каротину". Власник патенту -Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів.

20. Gonzalez M.J. Production of Dunaliella salina biomassrich in 9-cis- beta-carotene and lutein in a closed tubular photo bioreactor, Journal of Biotechnology,/ J. Moreno, J.C. Monzano, F.J. Florencio, M.G. Guerrero , 115 (2005) 1, 81-90.

21. Ben-Amotz, A., The biotechnology of cultivating Dunaliella for production of в-carotene rich algae, Bio resource Technology, 38 (1991) 2-3, 233-235.

22. Hejazi M.A., Wiiffels R.H., Effect of light intensity on в-carotene production and extraction by Dunaliella salina in two phase bioreactors, Biomolecular Engineering, 20 (2003) 4-6, 171-175.

23. Borowistzka L.J., Development of western biotechnology's algal в-carotene plant, Bio resource Technology, 38 (1991) 2-3, 251-252.

24. Ben-Amotz A., New mode of Dunaliella biotechnology twophase growth for в-carotene production, Journal of Applied Phycology, 7 (2003) 1, 65-68.

25. Raja, R., Hemaiswarya, S., Rengasamy, R., Exploitation of Dunaliella for в-Carotene Production, Applied Microbiology and Biotechnology, 74 (2003) 3, 517-523.

26. Ali Hosseini Tafreshi and Mansour Shariati, Pilot Culture of Three Strains of Dunaliella salina for в-Carotene Production in Open Ponds in the Central Region of Iran, World Journal of Microbiology and Biotechnology, 22 (2006) 9, 1003-1006.

27. Chidambara Murthy, K.N., Production of в-Carotene from Cultured Dunaliella Sp. And evaluation of Biological Activities, PhD Thesis, University of Mysore, India, December-2005.

28. Chidambara Murthy, K.N., Rajesha ,J., Vanitha,A., Sowmya, P.R., Mathadera Swamy, M., Ravishankar, G.A., In-VivoAntioxidant Activity of Cartenoids From Dunaliella salina-A green Microalgae, Life Sciences 76 (2005)12, 1381-1390.

29. Avron M., Ben-Amotz A., Dunaliella Physiology, Biochemistry and Biotechnology, CRC Press, 1992.

30. Вредные вещества в промышленности. [Текст]: справочник в 3-х томах / Под ред. Н.В. Лазарева - М.: Химия, 1991. - 271 с.

31. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. [Текст] - Введ. с 1989-01-01. - М.: ИПК изд-во стандартов, 1989. - 126 с.

32. Вредные вещества в промышленности: Органические вещества: Новые данные с 1974 по 1984 г. [Текст]: Справочник / Под ред. Э. Н Левиной, И. Д. Гадаскиной. - Л.: Химия, 1985. - 464 с.

33. ГОСТ 12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы. [Текст] - Введ. с 1976-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 2 с.

34. ДСТУ 3273-95. Безпечність промислових підприємств. Загальні положення та вимоги. [Текст] - Введ. з 1996-07-01. - К.: Держстандарт України, 1995. - 14 с.

35. ГОСТ 12.2.003-91. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. [Текст] - Введ. с 1992-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 9 с.

36. ГОСТ 12.3.002-75. ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности. [Текст] - Введ. с 1976-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 7 с.

37. ДНАОП 0.03-1.07-73 Санітарні правила організації технологічних процесів та гігієнічні вимоги до виробничого обладнання. [Текст] - Введ. з 1973-01-01. К.: ІМЦ, 1973. - 12 с.

38. ГОСТ 12.1.044-84. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. [Текст] - Введ. с 1985-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 134 с.

39. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: справ. изд., в 2 кн. - М.: Химия, 1990. - 914 с.

40. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов. [Текст]: справ. изд. / М. В. Бесчастнов - М.: Химия, 1983. - 471 с.

41. Баратов А.Н. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность. [Текст]: справ. изд. / А.Н. Баратов [и др.] - М.: Химия, 1987. - 272 с.

42. Захаров, Л.Н. Техника безопасности в химической лаборатории. [Текст]: справ. изд. / Л.Н. Захаров - Л.: Химия, 1991. - 336 с.



ДОДАТОК

Словник термінів

Культура мікроорганізмів - сукупність мікробів одного виду, вирощених на поживному субстраті. Найчастіше використовують культури бактерій та грибів. Для одержання культур вірусів і рикетсій потрібні спец, складні методи. Мікроорганізми, виділені з їхніх природних умов існування, звичайно неоднорідні й називаються мішаними культурами. З останніх шляхом багаторазового відсіву на рідкі чи тверді поживні середовища одержують чисті Культура мікроорганізмів (тобто не забруднені мікроорганізмами інших видів). Культура мікроорганізмів, вирощувані на незмінному поживному середовищі, називаються стаціонарними, а вирощувані в умовах його постійного оновлення - безперервними (проточними).

Ферментація - це анаеробний метаболічний розпад молекул (наприклад, цукрози або глюкози) за допомогою мікроорганізмів з отриманням таких продуктів як етанол, вуглекислий газ, молочна кислота, оцтова кислота, етилен тощо. Бродіння часто використовується для приготування або збереження продуктів харчування. Частіше, кажучи про бродіння, мають на увазі перетворення цукру на спирт за допомогою дріжджів, але, наприклад, при виробництві йогуртів використовується бродіння за допомогою інших бактерій.

Каротиноїди (лат. сarotinoida, лат. carota - морква) - жовті, жовтогарячі або червоні пігменти (циклічні чи ациклічні ізопреноїди), синтезовані бактеріями, грибами і вищими рослинами. Тварини зазвичай не утворюють К., але використовують їх для синтезу вітаміну А. До К. належать поширені в рослинах каротини і ксантофіли; лікопін (С40Н56) - у плодах томатів, шипшини, пасльону; зеаксантин (С40Н56О2) - у насінні кукурудзи; віолаксантин і флавоксантин - у плодах гарбуза; криптоксантин (C40H56O) - у плодах динного дерева; фізалін (C72H116O4 ) - у квітках і плодах фізаліса; фукоксантин (С40Н56О6) - у бурих водоростях; кроцетин (C20H24O4) - у рильцях шафрану; тараксантин (C40H56O4) - у квітках ротиків, білокопитника та ін.

Біологічні пігменти (біохроми) - забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів. Колір пігментів визначається наявністю в них молекул хромофорних груп, які вибірково поглинають світло в певній частині видимого спектру сонячного світла[1]. Пігментна система живих істот - ланка, що пов'язує світлові умови навколишнього середовища і обмін речовин організму. Біологічні пігменти грають важливу роль в життєдіяльності живих істот.

Размещено на Allbest.ru