V. И, наконец, по производственному назначению оборудование делится на большое количество групп, а именно:

• для проведения вспомогательных и подъемно-транспортных операций по доставке, хранению, дозированию сырья и материалов;

• для стерилизации питательных сред и воздуха;

• для экстрагирования, отжима, фильтрования и флотации;

• для культивирования (т.е. выращивания) микроорганизмов на твердых питательных средах;

• для культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах;

• для разделения жидкой и твердой фаз из неоднородных систем (т.е. центрифуги и сепараторы);

• для концентрирования и очистки растворов биологически активных веществ (т.е. вакуум-выпарные установки);

• для мембранного разделения растворов биологически активных веществ(т.е. ультрафильтрационные установки);

• для сушки продуктов микробиологического производства;

• для измельчения, стандартизации, гранулирования и микрокапсулирования продуктов микробиологических производств.

Особенности технологии микробиологических производств.

Типовой технологический процесс микробиологического синтеза может быть представлен в виде следующих последовательных стадий:

• приготовление посевного материала;

• приготовление и стерилизация питательной среды;

• культивирование, т.е. микробиологический синтез;

• выделение целевого продукта;

• сушка;

• помол (измельчение);

• стандартизация;

• фасовка.

В отдельных случаях некоторые из этих стадий могут отсутствовать.

В частности,

• если готовый продукт выпускается в жидком виде,

• то отсутствуют операции сушки и измельчения.

Основной стадией микробиологического синтеза является культивирование.

Культивирование есть не что иное, как развитие популяции микроорганизмов в специальном аппарате, который называют ферментатором (или ферментером либо культиватором).

При этом в аппарате находится в большей части жидкая питательная среда, которая является как бы пищей для микроорганизмов.

Это так называемый глубинный (суспензионный) способ культивирования.

На стадии культивирования осуществляется производство:

• во-первых, как самой биомассы;

• так и, во-вторых, продуктов жизнедеятельности (метаболизма).

В ряде случаев – синтезируемые продукты – антибиотики, ферменты, аминокислоты и т.п.

Необходимость осуществления специфических процессов повлекла за собой разработку и создание специального оборудования, которое будет рассматриваться в данном курсе.

Основные параметры то биотехнологии

К ним относят:

1. Скорость технологического процесса или скорость его кинетики.

2. Скорость продукта при перемещении внутри рабочего органа оборудования.

3. Производительность оборудования.

4. Мощность необходимая на процесс или мощность двигателя и др.

1. Скорость кинетики процесса.

Она характеризует интенсивность обработки продукта.

Под интенсивностью понимается:

• малые затраты энергии, материалов и сырья при проведении процесса,

• поточность процесса,

• возможно большая скорость движения продукции внутри рабочего органа во время проведения процесса.

Скорость кинетики определяется по уравнению вида:

(1), где

L - движущая сила процесса; R – сопротивление процессу.

Например: для тепловых процессов

(2)

Либо (3)

Выражение в числителе есть ни что иное как:

• движущая сила процесса,

• или количества тепла, необходимого для проведения процесса,

• или основное уравнение теплопередачи нестационарных тепловых процессов.

В знаменателе:

• сопротивление процессу,

• или произведение площади теплопередачи на время процесса.

После сокращений на (F·) окончательно получим:

^* = k·t = t/R , поскольку k = 1/R, Дж/м²с (4), где,

k- коэффициент теплопередачи, вт/м²град;

t- разность температур, град (движущая сила процесса.)

R – сопротивление тепловому процессу, град^-1.

Скорость кинетики для:

• процессов массообмена, (в сушилках и выпарных установках);

• гидромеханических процессах разделения в жидкой неоднородной среде, (в сепараторах и центрифугах);

• и процессов прессования,

определяется уравнением.

кг/м²с (5),

где G – масса, кг.

Однако,

в каждом конкретном случае (^*) имеет разный физический смысл.

Движущая сила каждого из процессов различна.

Для массообмена - ^* = G/F· = С/R – разность концентрации.

Для разделения - ^* = G/F· = /R – разность плотностей. (6)

Для прессования - ^* = G/F· = Р/R – разность давлений.