Этапы разработки технологии

Обычно технология производства разрабатывается по этапам. Сначала проводят научные исследования, итогом которых является технология в лабораторном масштабе. При этом определяется принципиальная возможность получения целевого продукта в лабораторных условиях (не только в колбах, но и в аппаратах небольшого масштаба). Итоговым документом по этому этапу работ является лабораторный регламент.

Следующим этапом работы является создание опытно-промышленной установки. Здесь технология проверяется на установке большего масштаба (по реакционному объему, расходам веществ и количеству получаемого продукта). Кроме того, на этом этапе осуществляется наработка опытных партий продукта в количестве, необходимом для проведения испытаний его свойств. Так, для кормовых продуктов их свойства испытываются в экспериментах по кормлению животных, для лекарств – по медико-биологическому изучению в клинике, для пищевых продуктов – по оценке их питательной ценности и диетических качеств и т. д.

Итогом этого этапа исследований является опытно-промышленный регламент. Опытно-промышленный регламент является основой для разработки технического задания на проектирование производства, в соответствии с которым проектируется технологическая линия, оборудование и сооружения и, в дальнейшем, изготовляется оборудование и строятся сооружения для данного производства.

После того как строительство и монтаж оборудования закончены, производство должно быть введено в действие. На этот период создается пусковой регламент, действующий до тех пор, пока в промышленных условиях не будут воспроизведены показатели, предусмотренные в исходных данных технического задания. После этого составляется постоянный производственный регламент, действующий в течение всего времени функционирования производства.

Лабораторная работа 5. Управление непрерывным биотехнологическим процессом обезвреживания сточных вод с использованием компьютерного имитатора

Цель и задачи работы: ознакомление с компьютерным имитатором и параметрами, управляющими непрерывным процессом биологической очистки сточных вод в башенных биореакторах. Решение контрольной задачи имитации.

Лабораторное оборудование:

Персональный компьютер и программный комплекс BIOHOCH (BIJO-DATA Informationsysteme GmbH, ФРГ) для операционной среды MS DOS.

Задание (рассчитано на его индивидуальное выполнение):

1. Освоить основные термины и определения из области биологической очистки сточных вод [ 13, с. 11-14 ].

2. Ознакомиться с персональным комплексом BIOHOCH [ 13, с. 14-20 ].

3. Обратить внимание и обсудить диапазон значений параметров процесса (БПК₅ поступающей сточной воды, концентрация растворенного кислорода, время пребывания (период аэрации), концентрация активного ила) и их оптимальные значения [ 13, с. 20 ].

4. Самостоятельно провести процедуру моделирования для заданных значений загрязненности сточных вод (концентрации субстрата) по БПК₅. Пример моделирования смотри [ 13, с. 21 ]. Освоить процедуру моделирования в режиме обучения (Uebungslauf) и управления по БПК₅ (BSB₅-Belastung).

5. Провести контрольное моделирование для значения БПК₅ поступающей сточной воды, установленной преподавателем. Предварительно требуется рассчитать концентрацию активного ила, время пребывания и концентрацию растворенного кислорода, прежде чем вводить их с клавиатуры. Для этого следует использовать оптимальные значения объемной нагрузки и иловой нагрузки. Оценить результаты моделирования вместе с преподавателем.

6. Подготовить отчет по выполненной лабораторной работе.

Вопросы к коллоквиуму

по теме «Регламентация и автоматизация биотехнологических процессов. Контроль и управление биотехнологическим процессом»

1. Основные параметры для контроля и управления биотехнологическим процессом. Диапазоны их значений и оптимальные значения параметров.

2. Преимущества и недостатки периодических и полунепрерывных процессов культивирования (ферментации).

3. Преимущества и недостатки непрерывных процессов культивирования (ферментации).

4. Непрерывное культивирование микроорганизмов в режиме хемостата.

5. Непрерывное культивирование микроорганизмов в режиме турбидостата и его разновидностей: оксистата, рН-стата и др.

6. Математические модели для описания роста биомассы (Моно, Иерусалимского и др.).

7. Показатели глубинной ферментации.

8. Технические условия на биотехнологические продукты.

9. Технологический регламент производства. Его основные разделы.

10. Этапы разработки технологии.

Список использованной литературы

Основная литература

1. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии.– М.: Высш. шк., 2004.–356 с.

2. Микробная биотехнология / И.Б. Лещинская, Б.М. Куриненко, В.И. Вершинина и др. – Казань: Унипресс: ДАС, 2000. – 368 с.

3. Биотехнология (в 8 кн.) / Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. – М.: Высш. шк., 1987.

4. Промышленная микробиология / Под общ. ред. Н.С. Егорова. – М.: Высш. шк., 1989. – 688 с.

5. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. – С.-Пб.: Наука, 1995. – 600 с.

6. Бейли Дж.Э., Оллис Д.Ф. Основы биохимической инженерии (в 2-х частях). – М.: Мир, 1989.

7. Грачева И.М., Гаврилова Н.Н., Иванова А.А. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров.–М.: Пищ. пром-сть, 1980.–448 с.

8. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов.–М.: Элевар, 2000. – 512 с.

9. Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1990. – 334 с.

10. Общая биотехнология: Учебно-методическое пособие/ В.С. Гамаюрова, Л.Э. Ржечицкая, М.Е. Зиновьева, Р.К. Закиров. – Казань: Изд-во КГТУ, 2003. – 52 с.

11. Общая биотехнология: Лабораторный практикум/ В.С. Гамаюрова, Л.Э. Ржечицкая, М.Е. Зиновьева, Р.К. Закиров. – Казань: Изд-во КГТУ, 2004. – 84 с.

12. Прогрессивные технологии и современное оборудование – важнейшие составляющие успеха экономического развития предприятий спиртовой и ликероводочной промышленности. – М.: Пищевая пром-сть, 2003.- с. 59-75.

13. Емельянов В.М., Сироткин А.С., Зиятдинов Н.Н., Нагаев В.В. Компьютерный учебник «Очистка химически загрязненных сточных сточных вод» («Биотехнология очистки промышленных сточных вод»). – Казан. гос. технол. ун-т, Казань, 1996. – 24 с.

Дополнительная литература

1. Материалы 1-го, 2-го, 3-го и 4-го Московских международных конгрессов «Биотехнология: состояние и перспективы развития» 2002, 2003, 2005, 2007 г.г.

2. Основы биотехнологии / Т.А. Егорова, С.М. Клунова, Е.А. Живухина. – М.: Академия, 2003. – 208 с.

3. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. - М.: Мир, 1987. – 411 с.

Приложение

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: