Биохимия промышленного производства. Проект узла ферметативного гидролиза целлюлозы производительностью

• Название: Проект узла ферметативного гидролиза целлюлозы производительностью
• Анкор: Биохимия промышленного производства
• Дата: 01.02.2023
• Размер: 2.82 Mb.
• Имя файла: Биохимия промышленного производства.docx
• Тип: Курсовой проект; #915526
• страница: 2 из 7

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА 8

1.1 Характеристика сырья 8

1.2 Характеристика готовой продукции 9

1.3 Характеристика побочных продуктов и отходов производства 11

2 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 12

ЗАО «Фарма – Север» 12

ООО «Внешпромфарм» 12

ООО «Спайс Эксперт» 12

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  14

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 16

4.1 Материальный баланс 16

Общее выражение для материального баланса процесса имеет вид: 16

Рассчитаем производительность реактора в кг/ч: 16

Расчет приходной части баланса в реактор: 17

4.2 Тепловой баланс 19

Рассчитаем тепловую нагрузку для стадии проведения реакции по следующей формуле: 20

5 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ 21

6 ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30

ВВЕДЕНИЕ

Целлюлозная биомасса состоит из целлюлозы, небольшим количеством белков, липидов и минеральных веществ. Приблизительно 60 - 65% сухих веществ целлюлозной биомассы представлены в качестве целлюлозы и гемицеллюлозы. Целлюлоза представляет собой высокополимерный углевод, состоящий из глюкозидных остатков C₆H₁₀O₅. Целлюлоза является одним из самых распространенных природных органических веществ Земли [1].

Среди многочисленных способов проведения гидролиза выделяют основные - кислотный и ферментативный гидролиз. Ферментативный гидролиз в настоящее время представляется более перспективным. Преимуществами ферментативного гидролиза являются:

- лучшие выходы целевого продукта (моносахаридов);

- мягкие условия проведения процесса (низкие температуры, атмосферное давление);

- данный способ перспективен с точки зрения создания самостоятельных малоотходных технологий;

- снижение экологической опасности различных производств, перерабатывающих растительное сырьё и образующих большое количество отходов [1].

Также ферментативный гидролиз целлюлозы может быть использован в качестве создания биоэтанола, так как происходит эффективное разделение сложных полимерных структур целлюлозы на растворимые формы простых углеводов, пригодных для дальнейшего сбраживания. Биоэтанол – экологически чистое топливо по сравнению с другими видами топлива (это касается как технологии его получения, так и сжигания его при работе транспортных установок), при этом происходит максимально полное использование биоресурсов региона.

Исходными данными будут считаться экспериментальные значения в трудах [9]. Для ферментативного гидролиза выбрана хвойная беленая целлюлоза, а в качестве ферментативных препаратов применяются P. verruculosum 151 и рекомбинантного ферментаивного препарата P. verruculosum F10 (в соотношении 3 : 1 по содержанию белка).

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Характеристика сырья

Целлюлоза представляет собой линейный гетероцепной стереорегулярный гомополимер, имеющий большое число ОН-групп, образующих водородную связь. Поэтому целлюлоза является одним из достаточно жестких полимеров, характеризующихся высокой степенью асимметрии макромолекул.

Согласно полученным данным в работе [9] были проведены ряд испытаний, в которых определялись компонентные составы образцов целлюлозы, приведенные в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Компонентный состав образцов сульфатной целлюлозы

Вид целлюлозы	Компоненты, масс.%
	Целлюлоза	Ксилан	Маннан	Лингин
Лиственная небеленая целлюлоза	74,5	21,5	0,3	2,1
Лиственная беленая целлюлоза	76	21,9	0,3	-
Хвойная небеленая целлюлоза	79,5	7,3	6,8	3,0
Хвойная беленая целлюлоза	85,5	7,5	7,0	-

По приведенным видам целлюлозы, согласно полученным данным таблицы 1.1, были определены расчетные показатели выхода продуктов при ферментативном гидролизе целлюлозы, показанные в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Выход продуктов при ферментативном гидролизе целлюлозы

Показатели	Лиственная небеленая целлюлоза	Лиственная беленая целлюлоза	Хвойная небеленая целлюлоза	Хвойная беленая целлюлоза
Выход восстанавливающих сахаров	56,1	66,0	68,8	78,0
Выход глюкозы	43,0	52,2	54,0	68,0

Вывод. Высокий уровень конверсии глюканов (86% для хвойной беленой целлюлозы и 77 % для лиственной беленой целлюлозы), достигнутый при расходе ФП 10 мг/г, свидетельствует о высокой реакционной способности использованных в данной работе видов целлюлозы. В качестве расчетов будет использована хвойная беленая целлюлоза, так как имеет большой уровень конверсии. Для дальнейшей работы рассмотрим характеристику готовой продукции.