Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Переориентация на ресурсосберегающий путь развития сельскохозяйственного и промышленного производства возможна только на основе внедрения безотходных технологий и расширения объемов использования отходов этих производств. Целлюлозосодержащие растительные материалы, а также отходы бумажного, текстильного, лесоперерабатывающего производства природного происхождения является перспективным сырьем для получения ценных биотехнологических продуктов, так по сравнению с другими источниками сырья, оно доступно и дешево. Так, при комплексной переработке 1т абсолютно сухой древесины можно получить 150-180 л этилового спирта, 30-40 кг кормовых дрожжей, 300 кг технического лигнина, 25-30 кг жидкой углекислоты, 4-7 кг фурфурола и 5-8 кг других видов продукции, необходимые для приготовления питательных сред. Одним из методов получения питательных сред для культивирования микроорганизмов является гидролитическая деструкция растительного сырья. Целью дипломной работы явилось совершенствование технологии гидролитической деструкции растительного сырья.
В результате теоретических исследований были изучены методы обработки древесных отходов. На плакате 1 представлены методы предобработки целлюлозосодержащего сырья, так как на выход сахаров большое влияние оказывает степень измельчения сырья. Чем меньше древесные частицы, тем лучше идёт процесс гидролиза, в связи с этим древесные опилки являются наиболее пригодным сырьём для гидролиза.
Плакат 2. В процессе гидролиза целлюлозы образуются легко усваиваемые микроорганизмами моносахариды (глюкоза), которые могут быть использованы как компоненты питательных сред для культивирования ценных бактерий. Характеристика сырья и продуктов реакции (С6Н10О5)n + Н2О → nС12Н22О11 + Н2О → nС6Н12О6 представлена на плакате.
Следующим этапом работы было изучение технологического процесса гидролитической деструкции растительного сырья.
Плакат 3 (тех-я схема). Технологический процесс получения гидролизатов растительного сырья состоит из следующих операций: нагревание и подача варочной кислоты, гидролиз сырья в гидролиз-аппарате, охлаждение полученного гидролизата, инверсия (дополнительный гидролиз). Измельченное сырье транспортером подается в гидролиз-аппарат. В гидролиз-аппарат одновременно с сырьем подают разбавленную серную кислоту.
После загрузки герметично закрывают верхнюю крышку гидролиз-аппарата и подают острый пар для прогрева содержимого. При прогреве, когда давление в аппарате поднимается до 0,5 МПа, удаляют воздух через верхний сдувочный штуцер, в течение 2—3 мин. Затем давление пара снова поднимают до заданного значения и содержимое гидролиз-аппарата нагревается в течение 30-60 мин до 140-160 °С. С этого момента начинается процесс перколяции. Постепенно температуру, подаваемой в гидролиз-аппарат варочной кислоты повышают до 175-190 °С.
Варочная кислота, проходя через весь слой нагретого сырья, гидролизует растительные ткани.
По окончании процесса перколяции для извлечения оставшихся сахаров проводят промывку твердого остатка лигнина водой. Одновременно с подачей варочной кислоты из гидролиз-аппарата отводят гидролизат, имеющий температуру 150-187 °С. Перегретый гидролизат направляется для охлаждения в систему трех последовательно соединенных испарителей. Образующийся в испарителях пар направляется в систему теплообменных аппаратов. И проходя по трубкам конденсаторов, пар нагревает воду в межтрубном пространстве, поступающую на гидролиз. В парах самоиспарения гидролизата содержатся фурфурол и другие летучие вещества, поэтому конденсат направляют на выделение фурфурола.
Охлажденный до 100-105 °С гидролизат из испарителя III ступени поступает в инвертор. В процессе инверсии из гидролизата выделяется осадок. Этот осадок собирается в конусном днище инвертора и периодически удаляется из него. Инвертированный гидролизат отбирается через штуцеры, расположенные в верхней части цилиндрического корпуса инвертора, и направляется на дальнейшую переработку.
В работе был произведен расчет гидролиз-аппарата и теплообменника, схемы которых представлены на плакатах 4,5.
Плакат 6. В экспериментальной части дипломной работы было проведено лабораторное конструирование искусственной питательной среды для выращивания кишечной палочки путем кислотного и щелочного гидролиза целлюлозы. Методика проведения гидролитической деструкции целлюлозы заключалась в обработке 0,5г целлюлозы различными химическими реагентами: 0,5 % уксусной кислоты, 0,1 % соляной кислоты, 0,1 % серной кислоты, 0,1 % гидроксида натрия. После гидролиза в сухожаровом шкафу при 170 °С в течении 30 мин, полученные кислые гидролизаты были нейтрализованы до нейтрального значения рН. После нейтрализации гидролизатов помимо глюкозы, выделенной при гидролизе целлюлозы, в питательную среду были введены источники азота, фосфора, магния, натрия, калия.
В приготовленную питательную среду был произведен посев суточной кишечной палочки, посевная доза составила 103 микробных клеток на 1мл. После инкубации посевов в течении 24 часов при 37 °С обнаружено интенсивное помутнение среды в результате роста кишечной палочки. Это говорит о том, что в процессе гидролиза образовалась глюкоза, которая использовалась в качестве источника углерода при культивировании микроорганизмов Escherichia coli (кишечной палочки). Концентрацию бактерий определили оптическим методом с помощью фотоколориметра КФК-2-УХЛ-4.2. Как мне оговорить результаты? Если в результате экспериментов наиболее выгодным реагентом оказалась уксусная кислота, а в технологической части использую серную кислоту?
Результаты экспериментов показаны на плакате.
При проведении организационно-экономических расчетов были получены данные, представленные в таблице на плакате 7.