Получение фицина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Тверской государственный технический университет

Кафедра Биотехнология и химия

Пояснительная записка к курсовой работе

на тему «Получение фицина»

Студентка группы БТ-0703

Выполнила: Ушакова М.А.

Проверила: Прутенская Е.А.

Тверь 2011

Введение

фицин фермент инжир сырье

Целью данной курсовой работы является разработка технологической схемы получения протеолитического фермента фицина из растительного сырья.

Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:

1) дать характеристику сырья;

2) рассчитать материальный баланс производства;

3) осуществить подбор основного оборудования;

4) описать утилизацию отходов.

Получение пищевых ферментов из растительного сырья является одним из интенсивно развивающихся направлений в биотехнологии. Актуальность такого производства в том, что технология получения ферментных препаратов из растительного сырья проще и сам процесс является более выгодным, чем из культивированных клеток. В этом плане широко используется папаин, получаемый из латекса Carica papaya и фицин, содержащийся в латексе различных видов Ficus (F. carica, F. glabrata, F. benjamina и др.). Род Ficus представлен сотнями видов, латекс которых проявляет протеолитическую активность. Протеаза аналогична по классификации папаину, бромеллину, актинадину и названа фицином [1].

1. Характеристика конечного продукта

Фицин - протеолитический фермент растительного происхождения класса гидролаз, катализирующий гидролиз пептидов, амидов и сложных эфиров.

Относится к подподклассу КФ 3.4.22 - тиоловые протеиназы.

1.1 Физико-химические свойства

Тиоловые протеиназы представляют собой порошки от белого до светлого желто-коричневого цвета или слегка опалесцирующие водные растворы от бесцветных до светло-желтых.

Фицин имеет оптимум действия при рН 7,0 и температуре 60-65^оС.

Хорошо растворяется в воде. Практически нерастворим в этаноле, хлороформе, эфире.

Молекулярная масса равна 23,8 кДа.

Представляет собой одноцепочечную молекулу, состоящую из более 150 аминокислот [1].

1.2 Применение

Фицин используется в качестве пищевой добавки как улучшитель муки и хлеба, стабилизатор, ускоритель созревания мяса и рыбы, усилитель вкуса и аромата (Е1101).

Характер и глубина изменений внутримышечной соединительной ткани под действием протеолитических ферментов зависит от специфичности протеиназ содержащихся в препаратах. Наиболее глубокие изменения соединительнотканных прослоек происходили под действием фицина, т. к. этот фермент способен гидролизовать нативный эластин при естественном рН мяса. Что касается пищевых ферментных препаратов микробного происхождения, не обладающих коллагеназной и эластазной активностью, то их действие на внутримышечную соединительную ткань ограничивается освобождением коллагеновых волокон от «цементирующего» их основного вещества. Это способствует снижению устойчивости коллагеновых волокон к гидротермическому воздействию и более быстрому размягчению мяса в процессе тепловой обработки [2].

Также фицин используется в косметике благодаря его непревзойденным свойствам смягчать и восстанавливать кожу, прекращая шелушение. Полисахариды и сахара глубоко увлажняют кожу. Линн Шульман, основатель линии «СПА Эликсир Торонто» на основе инжира, говорит: «Причина, почему я выбрал инжир, очень проста - фермент фицин, содержащийся в инжире, в 20 раз сильнее папаина, и он фантастически обновляет кожу без каких-либо признаков раздражения».

Свойства:

- смягчает и восстанавливает кожу

- увлажняет кожу благодаря полисахаридам

- обновляет и отшелушивает клетки

Применение:

- увлажняющие и отшелушивающие маски

- сыворотки и кремы для сияния и улучшения цвета кожи
- увлажняющие маски для волос

Кроме того фицин ингибирует наращивание бактериального слоя, что привело бы к образованию зубного налета. Такие ферменты прикрепляются и фиксируются к поверхностям ротовой полости, включая ткань, и, таким образом, ингибируют рост зубного налета или его дальнейший рост [3].

1.3 Требования к готовому продукту

Масса сухих веществ в препарате составляет 0,90 кг на 1 кг фицина.

Выход готового фицина составляет 1 - 0,9 % от исходного сырья.

Содержание влаги в готовом препарате 10%.

Протеолитическая активность фермента (по методу Вильштетера) не ниже 800 ед. ПС/г [4].

2. Характеристика сырья

Сырьем для получения фицина служат листья и свежие зеленые побеги инжира.

Инжир (фиговое дерево, смоковница) - небольшое плодовое, двудомное, листопадное дерево или крупный кустарник семейства тутовых высотой до 10м с мощными и деревянистыми корнями.

Цветки у дерева - раздельнополые: женские цветки собраны в грушевидное, шаровидное или уплощенное с отверстием наверху соцветие. Цветки опыляют мелкие осы и после опыления происходит образование многочисленных плодов, которые представляют собой мелкие орешки, погруженные в сочную и мягкую массу.

Плоды - это соплодия, которые развиваются из соцветий и покрытые тонкой кожурой.

Одно дерево дает 80-100кг соплодий в год. Живут деревья инжира до 150 - 200 лет, но на производственных плантациях их держат до 30-60 лет, пока они хорошо плодоносят.

Родиной смоковницы является Малая Азия. В дикорастущем виде встречается в Иране, Пакистане, Индии, Афганистане, горных районах Средней Азии и Турции. Инжир культивируют на Кавказе и в Крыму.

2.1 Химический состав

В плодах инжира содержатся белки, сахара, пектин, органические кислоты, жиры, пантотеновая и фолиевая кислоты, витамины В6, В1, В2, С, РР, минеральные вещества (кальций, калий, фосфор, магний, железо, медь) и каротин.

Листья содержат бергаптен, фицин, псорален, фурокумарин, рутин, смолистые и дубильные вещества, эфирное масло и аскорбиновую кислоту.

2.2 Лекарственное значение инжира

С лечебной целью используются плода, листья и корни. Плоды собирают в августе-сентябре, листья - в апреле-мае, корни весной и осенью.

В древней медицине инжир использовался как средство, укрепляющее силы, стимулирующее деятельность печени, сердца и других внутренних органов. Свежий и вяленый инжир помогает от падучей (обморочное состояние, связанное с гипотонией), открывает закупорки в печени и селезенке, полезен для почек и мочевого пузыря.

Выжитый из листьев сок снимает татуировки и лечит чесотку. Отваром полощут горло при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей. Листьями инжира натирают веки при затвердении и трахоме. Неспелый инжир прикладывают в виде лекарственной повязки к родимым пятнам, возможным бородавкам. Перед приемом пищи полезно есть инжир для смягчения организма, особенно кишечника [5].

3. Описание технологического процесса

Листья и побеги собирают рано утром и сортируют в тени во избежание увядания. При транспортировке листья тщательно накрывают брезентом, а при перевозке на дальние расстояния пользуются рефрижераторами. Максимально возможное время хранения сырья с момента сбора до переработки при температуре 2-4^оС не должно превышать 24 ч.

Собранное сырье перерабатывают по следующей схеме.

Промывка, измельчение и прессование сырья

Промывку листьев 4%-ным раствором поваренной соли ведут при 20^оС. Масса промывных вод в 6 раз больше массы обрабатываемого сырья.

Промытое сырье помещают на деревянные решетки для наиболее полного стекания, затем измельчают на куски размером 2-3 см на соломо- или овощерезке. После первого измельчения масса передается для более тонкого измельчения на волчок (диаметр отверстий решетки 7-10 мм). В процессе измельчения температура не должна превышать 20 ^оС. Для поддержания этой температуры при дроблении вводят пищевой лед - не более 20% к массе сырья.

Измельченная масса поступает на прессование при температуре 2-4^оС в деревянных прессах, чтобы сок не соприкасался с металлом.

Очистка и стабилизация сока

Отделенный сок фильтруют через нутч-фильтр или фильтр-пресс. Для стабилизации протеолитических ферментов к прозрачному соку добавляют 2,5% глицерина и вводят уксуснокислый магний и уксуснокислый кальций ( 2 г/л сока), предварительно растворенные в небольшом объеме воды при тщательном перемешивании. После этого проверяют рН раствора, который должен быть в пределах 6,5-7.

Осаждение фицина проводят ацетоном с таким расчетом, чтобы концентрация его после смешивания с соком была 50%. Осадок формируется в течении 2,5 - 3 ч на холоду. Надосадочную жидкость на 4/5 декантируют, а пятую часть смешивают с осадком и отделяют на центрифуге или нутч-фильтре.

Отделенный осадок промывают 1-2 раза ацетоном и подсушивают под вакуумом на нутч-фильтре, затем промывают этиловым спиртом (96% об.).

Промытый спиртом осадок раскладывают тонким слоем на металлические листы и помещают в вакуум-сушильный шкаф, где высушивают до влажности 10-8%.

Сухой препарат фицина измельчают в фарфоровой шаровой мельнице при температуре 2-4 ^оС и просеивают через сито с отверстиями 0,5мм. Сухой измельченный препарат расфасовывают в стеклянную тару по 0,4кг [4].

4. Описание принципиальной технологической схемы

В емкость Е1 подается вода и из дозатора Д1 поступает поваренная соль в кристаллическом виде, для образования 4%-го раствора. В емкость Е2 подается исходное сырье (листья и зеленые побеги инжира) для промывки 4%-ым раствором поваренное соли, поступающей из емкости Е1. Промытое сырье поступает на решетки Р для стекания, а раствор поваренной соли сливается в емкость Е3 и затем направляется на утилизацию. С решеток листья и побеги направляют на протирочно-резательную машину. Где их измельчают на куски 2-3 см. После этого масса передается для более полного измельчения на волчок В. При этом температура не должна превышать 20^о С, для чего из дозатора Д2 подается пищевой лед. Измельченная масса поступает на прессование на пресс П. Отделенный сок поступает в емкость Е8, откуда насосом Н1 подается на фильтрование в фильтр-пресс ФП, а твердую фазу собирают в емкость Е7 и отправляют на утилизацию. Отфильтрованный сок с помощью насоса Н2 направляется в емкость Е10, откуда уже поступает на стабилизацию в емкость Е11, для чего подаются из емкости Е12 растворенный уксуснокислый магний, из емкости Е14 - уксуснокислый кальций и из емкости Е13 - глицерин, а оставшиеся твердофазные отходы после фильтрования направляются в емкость Е9 и затем утилизируются. Предварительно до стабилизации в емкость Е12 подается вода и из дозатора Д3 - уксуснокислый магний в порошкообразной форме для растворения. А в емкость Е14 также поступает вода и из дозатора Д5 - порошкообразный уксуснокислый кальций для тех де целей. После стабилизации сок поступает в емкость Е15 для осаждения ацетоном, который подается из емкости Е16 с помощью насоса Н3. Затем осадок вместе с надосадочной жидкостью отделяют на центрифуге Ц и промывается ацетоном, подаваемым из емкости Е16 с помощью насоса Н4. Использованный ацетон направляется на регенерацию, а промытый осадок подается в емкость Е18, откуда при помощи насоса Н5 подается на нутч-фильтр НФ для подсушивания, а затем его промывают этиловым спиртом, поступающим из емкости Е19. использованный спирт направляется на регенерацию, а промытый осадок высушивают в вакуум-сушильном шкафу ВСШ до влажности 10%. Высушенный препарат фицина измельчают на шаровой мельнице ШМ и просеивают через сито С. Не прошедший через сито фицин поступает в емкость Е22, после чего снова направляется для измельчения на шаровую мельницу ШМ. Измельченный препарат после сита расфасовывают в стеклянную тару.

Производительность: Q=100т/год

Время непрерывной работы:

t_непр = 365-10-14=341день

Тогда производительность в день составит:

Фицин имеет конечную влажность 10%.

12,5 - 100%

х - 10%,

следовательно х=1,25 кг/ч

Q (спирта) = 1,25 кг/ч

Q(фицина) = 12,5 - 1,25=11,25 кг/ч

Фасовка

12,5 кг

1,25 кг влаги 11, 25 кг а.с.в.

На фасовке, в основном, потери 1% абсолютно сухого вещества, тогда:

11, 25 - 99%

х - 100%,

следовательно x = 11,36 кг/ч

Но берем потери и по абсолютно сухого вещества и по влаге:

12,5 - 99%

х - 100%,

следовательно, х = 12,62 кг/ч вещества поступило на фасовку

12,62 - 100%

х - 90%,

следовательно, х = 11,36 кг/ч абсолютно сухого фицина поступило на фасовку

Q(спирта) = 12,62 - 11,36 = 1,26 кг/ч

Потери на данной стадии:

А.С.В.: 11,36 - 11,25 = 0,11 кг/ч

Спирт: 1,26 - 1,25 = 0,01 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Фасовка
Продукт	12,62	Продукт	12,5
А.С.В.	11,36	А.С.В.	11,25
Влага	1,26	Влага	1,25
		Потери:
		А.С.В.	0,11
		Влага	0,01
Итого	12,62	Итого	12.62

Измельчение

12,62

1,6 кг/ч влаги 11,36 кг/ч а.с.в.

Потери на стадии измельчения - 0,5%

Расчет количества вещества, поступившего на стадию измельчения:

12,62 - 99,5%

х - 100%,

следовательно, х = 12,68 кг/ч

Расчет количества абсолютно сухого вещества, поступившего на стадию измельчения:

12,68 - 100%

х - 90%,

следовательно, х = 11,41 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на стадию измельчения:

Q(спирта) = 12,68 - 11,41 = 1,27 кг/ч

Потери на данной стадии:

А.С.В.: 11,41 - 11,36 = 0,05 кг/ч

Спирт: 1,27 - 1,26 = 0,01 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Измельчение
Продукт	12,68	Продукт	12,62
А.С.В.	11,41	А.С.В.	11,36
Влага	1,27	Влага	1,26
		Потери:
		А.С.В.	0,05
		Влага	0,01
Итого	12,68	Итого	12,68

Сушка

3,62 кг влаги

12,68 кг (40%-ного)

1,27 кг влаги 11,41 кг а.с.в.

Влажность до сушки 30%

Расчет вещества, поступившего на сушку:

11,41 - 70%

х - 100%

следовательно, х = 16,3 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на сушку:

16,3 - 11,41 = 4,89 кг/ч

Влага, ушедшая на сушке: 4,89 - 1,27 = 3,62 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Сушка
Продукт	16,3	Продукт	12,68
А.С.В.	11,41	А.С.В.	11,41
Влага	4,89	Влага	1,27
		Потери:
		Влага	3,62
Итого	16,3	Итого	16,3

3% потерь спирт 4,81 кг

Фильтрование

а.с.в. 0,35

влаги 4,73

16,3 кг/ч

влаги 4,89 кг/ч а.с.в 11,41 кг/ч

Влажность до фильтрования 45%.

Потери на стадии составляют 3%.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на фильтрование:

11,41 - 97%

х - 100%

следовательно, х = 11,76 кг/ч

Расчет вещества, поступившего на фильтрование:

11,76 - 55%

х - 100%

следовательно, х = 21,38 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на фильтрование:

21,38 - 11,76 = 9,62 кг/ч

Потери:

А.с.в.: 11,76 - 11,41 = 0,35 кг/ч

Влаги: 9,62 - 4,89 = 4,73 кг/ч

Рассчитаем сколько требуется спирта для промывки.

Имеем соотношение спирт : влага 1:1, тогда кг спирта

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Фильтрование
Продукт	21,38	Продукт	16,3
А.С.В.	11,76	А.С.В.	11,41
Спирт	4,81	Влага	4,89
Влага	4,81	Потери:
		А.С.В.	0,35
		Влага	4,73
Итого	21,38	Итого	21,38

потери ацетон

Центрифугирование

а.с.в 0,24 кг 6 кг

влаги 7,19 кг

21,38 кг

влаги 4,81 кг а.с.в 11,76 кг

Влажность до центрифугирования 50%.

Потери на стадии составляют 2%.

11, 76 - 98%

Расчет абсолютно сухого вещества:

х - 100%

следовательно, х = 12 кг/ч абсолютно сухого вещества поступает на стадию центрифугирования

Потери абсолютно сухого вещества:

12 - 11,76 = 0, 24 кг/ч

Расчет вещества:

12 - 50%

х - 100%

следовательно, х = 24 кг/ч вещества поступает на стадию центрифугирования

Расчет влаги:

24 - 12 = 12 кг/ч влаги поступило на стадию центрифугирования

Потери влаги:

12 - 4,81 = 7, 19 кг/ч

Рассчитаем количество ацетона, необходимое для промывки:

Имеем соотношение влага : ацетон 1 :1, тогда:

кг ацетона

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Центрифугирование
Продукт	24	Продукт	21,38
А.С.В.	12	А.С.В.	11,76
Ацетон	6	Влага	4,81
Влага	6	Потери:
		А.С.В.	0,24
		Влага	7,19
Итого	24	Итого	24

Декантация

потери

а.с.в 0,44 кг

влага 24 кг

24 кг

влага 6 кг а. с. в 12 кг

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на декантацию:

12 - 96,5 %

х - 100%, следовательно, х = 12,44 кг/ч

Потери абсолютно сухого вещества:

12,44 - 12 = 0,44 кг/ч

Расчет вещества, поступившего на декантацию:

12,44 - 45%

х - 100%, следовательно,

х = 27,64 кг/ч

Расчет влаги, поступившей не декантацию:

27,64 - 12,44 = 15,2 кг/ч

Потери влаги:

15,2 - 6 = 9,2 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Декантация
Продукт	27,64	Продукт	24
А.С.В.	12,44	А.С.В.	12
Влага	15,2	Влага	6
		Потери:
		А.С.В.	0,44
		Влага	9,2
Итого	27,64	Итого	27,64

Осаждение

Ацетон

5,06 кг

27,64 кг

15,2 кг влаги 12, 44 кг а.с.в.

15,2 кг влаги содержит в себе и сок и ацетон.

Имеем соотношение сок : ацетон 2:1, тогда:

кг ацетона требуется для осаждения, следовательно, сока содержится 10,14 кг.

Расчет продукта, поступившего на осаждение:

10,14 + 12, 44 = 22,58 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Осаждение
Продукт	22,58	Продукт	27,64
А.С.В.	12, 44	А.С.В.	12, 44
Ацетон	5,06	Влага	15,2
Сок	10,14
Итого	27,64	Итого	27,64

Стабилизация

Глицерин (2,5%)

уксуснокислый магний (0,2%)

уксуснокислый кальций (0,2 %)

22,58 кг

10,14 кг сока 12, 44 кг а.с.в.

Расчет количества глицерина, требуемого для стабилизации:

Расчет количества уксуснокислого магния, требуемого для стабилизации:

Расчет количества уксуснокислого кальция, требуемого для стабилизации:

Потери на данной стадии составляют 0,8%.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на стабилизацию:

12, 44 - 99, 92 %

х - 100%,

следовательно, х = 12,45 кг/ч

Потери абсолютно сухого вещества:

12, 45 - 12, 44 = 0,01 кг/ч

Расчет продукта, поступившего на стабилизацию:

22,58 - 99,92%

х - 100%,

следовательно, х = 22,6кг/ч

Расчет влаги, поступившей на стабилизацию:

22,6 - 12,45 = 10,15 кг/ч

Потери влаги составляют:

10,15 -10,14 = 0,01 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Стабилизация
Продукт	22,6	Продукт	22,58
А.С.В.	12, 45	А.С.В.	12, 44
Глицерин	0,5	Влага	10,14
Уксуснокислый магний	0,04	Потери:
Уксуснокислый кальций	0,04	А.С.В.	0,01
Влага	9, 57	Влага	0,01
Итого	22,6	Итого	22,6

Фильтрование

22,6 кг

9,57 кг влаги 12,45 кг а.с.в.

Потери на стадии составляют 5%.

Влажность до фильтрования 55%.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступающего на фильтрование:

12, 45 - 95%

х - 100%, следовательно,

х = 13,1 кг/ч

Расчет продукта, поступившего на фильтрование:

13,1 - 45%

х - 100%, следовательно,

х = 29,1 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на стадию фильтрования:

29,1 - 13,1 = 16 кг/ч

Потери абсолютно сухого вещества:

13,1 - 12,45 = 0,65 кг/ч

Потери влаги:

16 - 9,57 = 6,43 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Фильтрование
Продукт	29,1	Продукт	22,6
А.С.В.	13,1	А.С.В.	12, 45
Влага	16	Влага	9,57
		Потери:
		А.С.В.	0,65
		Влага	6,43
Итого	29,1	Итого	29,1

Прессование

29,1 кг

16 кг влаги 13,1 кг а.с.в.

Влажность до прессования 55%.

Потери на стадии составляют 2%.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на прессование:

13,1 - 98%

х - 100%, следовательно,

х = 13,36 кг/ч

Расчет продукта, поступившего на прессование:

13,36 - 45%

х - 100%, следовательно,

х = 29,7 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на прессование:

29,7 - 13,36 = 16,34 кг

Потери абсолютно сухого вещества:

13,36 - 13,1 = 0,26 кг/ч

Потери влаги:

16,34 - 16 = 0,34 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Прессование
Продукт	29,7	Продукт	29,1
А.С.В.	13,36	А.С.В.	13,1
Влага	16,34	Влага	16
		Потери:
		А.С.В.	0,26
		Влага	0,34
Итого	29,7	Итого	29,7

Измельчение

Пищевой лед (20%)

29,7 кг

16,34 кг влаги 13,36 кг а.с.в.

Влажность до стадии измельчения 60%.

Потери на стадии составляют 0,5%.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на стадию измельчения:

13,36 - 99,95%

х - 100%, следовательно,

х = 13,37 кг/ч

Расчет продукта, поступившего на стадию измельчения:

13,37 - 40%

х - 100%, следовательно,

х = 33,43 кг/ч

Расчет количества пищевого льда, необходимого для стадии:

Расчет влаги, поступившей на стадию:

33,43 - 13,37 = 20.06 кг/ч

Потери абсолютно сухого вещества:

13,37 - 13,36 = 0,01кг/ч

Потери влаги:

20,06 - 16,34 = 3,72 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Измельчение
Продукт	33,43	Продукт	29,7
А.С.В.	13,37	А.С.В.	13,36
Влага	13,36	Влага	16,34
Пищевой лед	6,7	Потери:
		А.С.В.	0,01
		Влага	3,72
Итого	33,43	Итого	33,43

Промывка

Хлорид натрия

26,7 кг

13,36 кг влаги 13,37 кг а.с.в.

Влажность до промывки 50%.

Потери на стадии оставляют 0,05 %.

Расчет абсолютно сухого вещества, поступившего на промывку:

13,37 - 99,95%

х - 100%, следовательно,

х = 13,38 кг/ч

Расчет вещества, поступившего на промывку:

13,38 - 50%

х - 100%, следовательно,

х = 26,76 кг/ч

Расчет влаги, поступившей на промывку:

26,67 - 13,38 = 13,38 кг/ч

Потери абсолютно сухого вещества:

13,38 - 13,37 = 0,01 кг/ч

Потери влаги: 13,38 - 13,36 = 0,02 кг/ч

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Промывка
Продукт	26,76	Продукт	26,73
А.С.В.	13,38	А.С.В.	13,37
Влага	13,38	Влага	13,36
		Потери:
		А.С.В.	0,01
		Влага	0,02
Итого	26,76	Итого	26,76

Таблица 1

Материальный баланс

Приход, кг/ч	Расход кг/ч
Фасовка
Продукт	12,62	Продукт	12,5
А.С.В.	11,36	А.С.В.	11,25
Влага	1,26	Влага	1,25
		Потери:
		А.С.В.	0,11
		Влага	0,01
Итого	12,62	Итого	12.62
Измельчение
Продукт	12,68	Продукт	12,62
А.С.В.	11,41	А.С.В.	11,36
Влага	1,27	Влага	1,26
		Потери:
		А.С.В.	0,05
		Влага	0,01
Итого	12,68	Итого	12,68
Сушка
Продукт	16,3	Продукт	12,68
А.С.В.	11,41	А.С.В.	11,41
Влага	4,89	Влага	1,27
		Потери:
		Влага	3,62
Итого	16,3	Итого	16,3
Фильтрование
Продукт	21,38	Продукт	16,3
А.С.В.	11,76	А.С.В.	11,41
Спирт	4,81	Влага	4,89
Влага	4,81	Потери:
		А.С.В.	0,35
		Влага	4,73
Итого	21,38	Итого	21,38
Центрифугирование
Продукт	24	Продукт	21,38
А.С.В.	12	А.С.В.	11,76
Ацетон	6	Влага	4,81
Влага	6	Потери:
		А.С.В.	0,24
		Влага	7,19
Итого	24	Итого	24
Декантация
Продукт	27,64	Продукт	24
А.С.В.	12,44	А.С.В.	12
Влага	15,2	Влага	6
		Потери:
		А.С.В.	0,44
		Влага	9,2
Итого	27,64	Итого	27,64
Осаждение
Продукт	22,58	Продукт	27,64
А.С.В.	12, 44	А.С.В.	12, 44
Ацетон	5,06	Влага	15,2
Сок	10,14
Итого	27,64	Итого	27,64
Стабилизация
Продукт	22,6	Продукт	22,58
А.С.В.	12, 45	А.С.В.	12, 44
Глицерин	0,5	Влага	10,14
Уксуснокислый магний	0,04	Потери:
Уксуснокислый кальций	0,04	А.С.В.	0,01
Влага	9, 57	Влага	0,01
Итого	22,6	Итого	22,6
Фильтрование
Продукт	29,1	Продукт	22,6
А.С.В.	13,1	А.С.В.	12, 45
Влага	16	Влага	9,57
		Потери:
		А.С.В.	0,65
		Влага	6,43
Итого	29,1	Итого	29,1
Прессование
Продукт	29,7	Продукт	29,1
А.С.В.	13,36	А.С.В.	13,1
Влага	16,34	Влага	16
		Потери:
		А.С.В.	0,26
		Влага	0,34
Итого	29,7	Итого	29,7
Измельчение
Продукт	33,43	Продукт	29,7
А.С.В.	13,37	А.С.В.	13,36
Влага	13,36	Влага	16,34
Пищевой лед	6,7	Потери:
		А.С.В.	0,01
		Влага	3,72
Итого	33,43	Итого	33,43
Промывка
Продукт	26,76	Продукт	26,73
А.С.В.	13,38	А.С.В.	13,37
Влага	13,38	Влага	13,36
		Потери:
		А.С.В.	0,01
		Влага	0,02
Итого	26,76	Итого	26,76
Итого	283,85	Итого	283,85

6. Подбор основного оборудования

1. В качестве основного аппарата применяется центрифуга.

Рассчитаем рабочий объем центрифуги:

Тогда номинальный объем центрифуги составит:

Выбераем вертикальную малолитражную центрифугу с фильтрующим ротором (ФВБ-403К-04) (рис. 1).

Рисунок 1 Вертикальная малолитражная центрифуга с фильтрующим ротором

Техническая характеристика центрифуги:

Ротор:

внутренний диаметр - 400 мм

внутренняя высота - 200 мм

фактор разделения при частоте вращения 1500 об/мин - 500

рабочий объем - 10 л

Продолжительность:

разгона - 90 с

торможения - 90±30 с

Электродвигатель:

тип - В90L2

мощность - 3 кВт

частота вращения вала - 2875 об/мин

масса - 62 кг

Габаритные размеры центрифуги, мм - 1160х700х810

Масса центрифуги - 500 кг

2. Рассчитаем рабочий объем емкости для слива ацетона:

Тогда номинальный объем емкости составит:

Выбираем сборник СЭнв 0,010-1-02-01 (рис. 2).

Рисунок 2 Сборник СЭнв 0,010-1-02-01

Техническая характеристика

Объем - 10л

Остаточное давление - 4 кПа

Условное давление - 0,6 МПа

Масса - не более 45 кг

3. Рассчитаем рабочий объем емкости для фугата.

Тогда номинальный объем емкости составит:

Выбираем сборник СЭнв 0,025-1-02-01 (рис. 3).

Техническая характеристика

Объем - 25л

Остаточное давление - 4 кПа

Условное давление - 0,6 МПа

Масса - не более 45 кг

Рисунок 3 Сборник СЭнв 0,025-1-02-01

4. Рассчитаем рабочий объем нутч-фильтра.

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем нутч-фильтр фирмы Rosenmund. Он представляет собой нутч-фильтр цилиндрической формы, с ручным донным клапаном DN 50. Оснащен ножами для выравнивания осадка, а также лифтом для удобства выгрузки продукта. Установка на колесиках делает аппарат мобильным и удобным в эксплуатации. Крышка - DN300.

Техническая характеристика

Номинальный объем - 25 л

Габариты - 966х800х1784 мм

Температурный диапазон - от -50 до +180 ^оС

5. Рассчитаем рабочий объем емкости для слива этанола.

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем сборник СЭнв 0,010-1-02-01 (рис. 4).

Техническая характеристика

Объем - 10л

Остаточное давление - 4 кПа

Условное давление - 0,6 МПа

Масса - не более 45 кг

Рисунок 4 Сборник СЭнв 0,010-1-02-01

6. Рассчитаем объем емкости для фильтрата:

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем сборник СЭнв 0,025-1-02-01 (рис. 5).

Техническая характретистика

Объем - 25л

Остаточное давление - 4 кПа

Условное давление - 0,6 МПа

Масса - не более 45 кг

Рисунок 5 Сборник СЭнв 0,025-1-02-01

7. Подберем вакуум-сушильный шкаф.

Рассчитаем рабочий объем:

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем Вакуумный шкаф Binder VD 23.

Техническая характеристика

Внешние габариты - 515х1271х500 мм

Высота с ножками - 649 мм

Высота с вакуумным модулем - 622 мм

Внутренние габариты - 285х285х285 мм

Объем - 23 л

Максимальная загрузка - 35 кг

Дополнительные полки ( станд./ макс.) - 2/4

Температурный диапазон - 200 ^оС

Мощность - 800 Вт

8. Рассчитаем рабочий объем емкости для сбора высушенного препарата.

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем сборник СЭнв 0,015-1-02-01 (рис. 6) [6].

Техническая характретистика

Объем - 15л

Остаточное давление - 4 кПа

Условное давление - 0,6 МПа

Масса - не более 45 кг

Рисунок 6 Сборник СЭнв 0,015-1-02-01

9. Подберем дозатор.

Рабочий объем дозатора составляет:

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем дозатор MD₁₅ (рис. 7).

Техническая характеристика

Объем - 15 л

Мощность - 24 Вт

Точность подачи вещества - 5 г/сек

10. Подбор шаровой мельницы.

Рабочий объем:

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем щаровую мельницу 75М-МЛ.

Техническая характеристика

Объем - 14 л

Исходный материал - до 6 мм

Крупность готового продукта - 0,074 мм

Диаметр шаров - 15-20 мм

11. Подбор сита.

Рабочий объем:

Тогда номинальный объем составит:

Выбираем металлическое сито со следующей технической характеристикой:

Габариты полотна - 3000х1500 мм

Максимальная толщина полотна - 5 мм

Перфорация круглая - 0,08 мм

12. В качестве тары используются стеклянные пузырьки, которые заполняются по 0,4 кг.

Рассчитаем объем каждой тары:

7. Утилизация отходов

В данном технологическом процессе проводятся четыре стадии утилизации:

1) Слив промывной жидкости после первой стадии производства - промывки;

2) Слив остаточной промывной жидкости после второй стадии производства - сушке на решетках для стекания;

3) Утилизация твердых отходов после стадии прессования;

4) Утилизация твердых отходов после фильтрования на фильтр-прессе.

Твердые отходы отправляются на компостирование, либо на корм скоту.

Заключение

В ходе работы была разработана технологическая схема производства протеолитического фермента фицина из растительного сырья.

Были выполнены необходимые задачи:

1) охарактеризовано сырье, которым является инжир;

2) произведен расчет материального баланса. из которого следует, что для получения 100т/г фермента требуется 26,76 кг/ч сырья. Рассчитаны потери на каждой стадии. Производительность продукта - 12,5 кг/ч. Режим производства - непрерывный. Время работы 341 день;

3) подобрано и описано основное оборудование. Главным аппаратом является вертикальная малолитражная центрифуга с фильтрующим ротором (ФВБ-403К-04);

4) описана утилизация отходов.

Список использованных источников

1. Химия протеолиза/ В.К. Антонов. М.: Наука, 1991. 504 с.

2. Булдаков А.С. Пищевые добавки: Справочник. Санкт-Петербург, “Ut”, 1996. 204 с.

3. Пат. 2388455 США, Композиции для обработки ротовой полости, содержащие антиадгезионный агент, противобактериальное средство и несовместимое соединение/ Триведи Харш (США), Сюй Тао (США), Мастерс Джеймс (США), Морган Андре Мишель (США) - №2007126839/15; Заяв. 28.11.2005; Опубл. 10.05.2010. 7 с.

4. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. М.:Агропромиздат, 1987. 335 с.

5. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Учебник для студентов вузов Харьков: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2003. 364 с.

6. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчеты химико-технологического оборудования: Справочник. Т.2. Калуга: Издательство Н. Бочкаревой. 2002. 1028 с.

Размещено на Allbest.ru

...