RU2556811C1 - Method of control of production of encapsulated enzyme preparations - Google Patents
Method of control of production of encapsulated enzyme preparations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556811C1 RU2556811C1 RU2014122382/10A RU2014122382A RU2556811C1 RU 2556811 C1 RU2556811 C1 RU 2556811C1 RU 2014122382/10 A RU2014122382/10 A RU 2014122382/10A RU 2014122382 A RU2014122382 A RU 2014122382A RU 2556811 C1 RU2556811 C1 RU 2556811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- regeneration
- culture fluid
- air
- mode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса получения капсулированных ферментных препаратов в микробиологической, медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности.The invention relates to the automation of technological processes and can be used to automate the process of obtaining encapsulated enzyme preparations in the microbiological, medical, pharmaceutical and food industries.
Известен способ автоматического управления процессом вакуум-сублимационной сушки по принципу теплового насоса [Пат. РФ 2255279, F26B 25/22, 2005], в котором используют горячий хладагент как источник теплоты для непосредственного процесса вакуум-сублимационной сушки продуктов. При этом конденсатор теплового насоса в виде змеевика размещают в слое замороженных частиц (гранул) продукта, а теплоту конденсации хладагента через трубки змеевика передают замороженным частицам (гранулам) продукта и нагревают его как минимум до температуры 70-80°C.A known method of automatically controlling the process of vacuum freeze-drying according to the principle of a heat pump [US Pat. RF 2255279, F26B 25/22, 2005], which uses hot refrigerant as a heat source for the direct process of vacuum freeze drying of products. The condenser of the heat pump in the form of a coil is placed in the layer of frozen particles (granules) of the product, and the heat of condensation of the refrigerant through the tubes of the coil is transferred to the frozen particles (granules) of the product and it is heated to at least 70-80 ° C.
Недостатком известного способа является то, что он не приемлем для сушки ферментных препаратов. Нагрев большинства ферментных препаратов при температуре выше 32…40°C способствует инактивации биологически ценных веществ, потере термоустойчивости до полного разрушения ферментов. Кроме того, змеевик в слое замороженных частиц продукта будет препятствовать перемещению продукта во внутреннем объеме сублимационной камеры и снизит эффективность деструкции слоя, а следовательно, и производительность получения порошка ферментного препарата.The disadvantage of this method is that it is not acceptable for drying enzyme preparations. Heating of most enzyme preparations at temperatures above 32 ... 40 ° C contributes to the inactivation of biologically valuable substances, the loss of thermal stability until complete destruction of the enzymes. In addition, the coil in the layer of frozen particles of the product will impede the movement of the product in the internal volume of the sublimation chamber and reduce the efficiency of the destruction of the layer, and hence the productivity of obtaining the powder of the enzyme preparation.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения порошкообразных ферментных препаратов [Пат. РФ 2495122, МПК C12N 9/00, C12M 1/02. Способ получения порошкообразных ферментных препаратов; заявлено 07.11.2012; опубл. 10.10.2013], предусматривающий глубинное культивирование микроорганизмов ферментных препаратов с непрерывной аэрацией стерильным воздухом и механическим перемешиванием при температуре культивирования 30…32°C по всему объему ферментатора с обогревающей рубашкой.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a method for producing powdered enzyme preparations [Pat. RF 2495122, IPC C12N 9/00, C12M 1/02. A method for producing powdered enzyme preparations; stated on 11/7/2012; publ. 10.10.2013], which provides for the deep cultivation of microorganisms of enzyme preparations with continuous aeration with sterile air and mechanical stirring at a cultivation temperature of 30 ... 32 ° C throughout the volume of the fermenter with a heating jacket.
Недостатки способа:The disadvantages of the method:
- отсутствие капсулы ферментного препарата не позволяет сохранить его качество, так как происходит воздействие кислорода воздуха на окислительные процессы порошкообразного ферментного препарата, при этом происходит уменьшение срока хранения готовых ферментных препаратов;- the absence of a capsule of the enzyme preparation does not allow preserving its quality, since air oxygen affects the oxidative processes of the powdered enzyme preparation, while the shelf life of the finished enzyme preparations decreases;
- отсутствие системы регенерации секции испарителя, работающей в режиме регенерации охлаждающей поверхности при размораживании «снеговой шубы», не позволяет обеспечить непрерывность подготовки сушильного агента с заданными параметрами и, как следствие, обеспечить необходимое качество и свойства капсулированных ферментных препаратов;- the lack of a regeneration system for the evaporator section, operating in the mode of regeneration of the cooling surface during the defrosting of the "snow coat", does not allow for the continuous preparation of the drying agent with the specified parameters and, as a result, provide the necessary quality and properties of encapsulated enzyme preparations;
- недостаточно высокие точность и надежность управления технологическими параметрами на всех стадиях процесса получения высококачественных ферментных препаратов из-за отсутствия оперативного управления материальными и энергетическими потоками.- insufficiently high accuracy and reliability of control of technological parameters at all stages of the process of obtaining high-quality enzyme preparations due to the lack of operational management of material and energy flows.
Технической задачей изобретения является повышение качества капсулированных ферментных препаратов за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами, повышение сроков хранения капсулированных ферментных препаратов, а также повышение энергетической эффективности посредством утилизации вторичной теплоты.An object of the invention is to improve the quality of encapsulated enzyme preparations by increasing the accuracy and reliability of controlling process parameters, increasing the shelf life of encapsulated enzyme preparations, as well as increasing energy efficiency by utilizing secondary heat.
Для решения технической задачи изобретения в способе управления процессом получения капсулированных ферментных препаратов, предусматривающем получение ферментных препаратов посредством глубинного культивирования микроорганизмов ферментных препаратов с непрерывной аэрацией стерильным воздухом и механическим перемешиванием по всему объему ферментатора с обогревающей рубашкой; получение горячего воздуха в конденсаторе теплового насоса с отводом одной его части в распылительную сушилку, а другой - для подогрева воды, подаваемой в обогревающую рубашку ферментатора; возврат отработанного воздуха после рекуперативного теплообменника и испарителя теплового насоса в конденсатор с образованием контура рециркуляции; попеременную подачу полученной культуральной жидкости под давлением на фильтрование в два установленных параллельно фильтра с противоточной водной регенерацией фильтрующего элемента, которые попеременно работают в режиме разделения с отводом осадка и регенерации; отвод фильтрата культуральной жидкости с содержанием СВ 5…8% сначала в накопительный сборник, а затем в распылительную сушилку с использованием парокомпрессионного теплового насоса, включающего компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель, работающих по замкнутому термодинамическому циклу; охлаждение отработанного сушильного агента в испарителе и его подачу в режиме замкнутого цикла в конденсатор; отвод образовавшегося в испарителе конденсата в количестве испарившейся из продукта влаги в сборник конденсата с последующей подачей под давлением в фильтр, работающий в режиме регенерации, новым является то, что в рабочей камере распылительной сушилки высушиваемые частицы ферментного препарата покрывают пленкой структурообразующей суспензии, в качестве которой используют желатин, а полученные после сушки капсулированные гранулы выводят в качестве готового продукта; в контуре рециркуляции хладагента парокомпрессионного теплового насоса используют двухсекционный испаритель, рабочая и резервная секции которого попеременно работают в режиме конденсации и регенерации; при этом регенерацию теплообменной поверхности резервной секции испарителя осуществляют частью горячего воздуха, отводимого из контура рециркуляции после конденсатора теплового насоса с подпиткой свежим воздухом, забираемым из атмосферы; образовавшийся конденсат при размораживании «снеговой шубы» на охлаждающей поверхности резервной секции испарителя отводят в сборник конденсата; измеряют расходы питательной среды, посевного материала, стерильного воздуха, культуральной жидкости, фильтрата культуральной жидкости до накопительного сборника и на входе в распылительную сушилку, горячего воздуха, хладагента, структурообразующей суспензии на создание капсулы, конденсата на водную регенерацию фильтрующей перегородки фильтра, работающего в режиме регенерации; температуры культивирования, хладагента на входе и выходе из испарителя, кипения хладагента в испарителе, холодного воздуха из секций испарителя, горячего воздуха на входе в распылительную сушилку; концентрацию взвешенных частиц в фильтрате культуральной жидкости; устанавливают температуру культивирования по расходу культуральной жидкости и посевного материала в ферментатор воздействием на расход теплой воды в обогревающую рубашку; по текущим значениям температуры хладагента до и после испарителя и температуры его кипения определяют текущее значение коэффициента теплопередачи и при достижении предельно допустимого заданного значения осуществляют переключение рабочей секции испарителя на режим регенерации с включением резервной секции в режим конденсации; по измеренному значению концентрации взвешенных частиц фильтрата культуральной жидкости осуществляют переключение фильтров из режима разделения в режим регенерации и устанавливают расход воды на водную регенерацию фильтрующего элемента фильтра, работающего в режиме регенерации; по расходу фильтрата культуральной жидкости устанавливают температуру и расход горячего воздуха в распылительную сушилку с коррекцией по влажности капсулированного препарата, а также расход структурообразующей суспензии, подпитку свежего воздуха в контур рециркуляции осуществляют по суммарному расходу горячего воздуха.To solve the technical problem of the invention, in a method for controlling the process of producing encapsulated enzyme preparations, the preparation of enzyme preparations by deep cultivation of microorganisms of enzyme preparations with continuous aeration with sterile air and mechanical stirring throughout the volume of the fermenter with a heating jacket; receiving hot air in the condenser of the heat pump with the removal of one part of it to the spray dryer, and the other to heat the water supplied to the heating jacket of the fermenter; return of exhaust air after the recuperative heat exchanger and heat pump evaporator to the condenser with the formation of a recirculation loop; alternately supplying the obtained culture fluid under pressure for filtration to two filters installed in parallel with countercurrent water regeneration of the filter element, which alternately operate in the separation mode with sediment removal and regeneration; the removal of the filtrate of the culture fluid with a CB content of 5 ... 8%, first to the storage tank, and then to the spray dryer using a steam compression heat pump, including a compressor, condenser, a thermostatic valve and an evaporator operating in a closed thermodynamic cycle; cooling the spent drying agent in the evaporator and feeding it in a closed loop mode to the condenser; The removal of condensate formed in the evaporator in the amount of moisture evaporated from the product into the condensate collector, followed by pressure supply to the filter operating in the regeneration mode, is new because the dried particles of the enzyme preparation in the working chamber of the spray dryer are coated with a film of a structure-forming suspension, which is used as gelatin, and the capsule granules obtained after drying are removed as a finished product; in the refrigerant recirculation circuit of the steam compression heat pump, a two-section evaporator is used, the working and backup sections of which alternately operate in the condensation and regeneration mode; the regeneration of the heat exchange surface of the backup section of the evaporator is carried out by a part of the hot air discharged from the recirculation loop after the condenser of the heat pump fed with fresh air taken from the atmosphere; condensate formed during thawing of the “snow coat” on the cooling surface of the backup section of the evaporator is discharged to the condensate collector; measure the flow rate of the nutrient medium, seed, sterile air, culture fluid, the culture fluid filtrate to the storage tank and at the entrance to the spray dryer, hot air, refrigerant, structure-forming suspension to create a capsule, condensate for water regeneration of the filtering partition of the filter operating in the regeneration mode ; cultivation temperature, refrigerant at the inlet and outlet of the evaporator, boiling of refrigerant in the evaporator, cold air from the sections of the evaporator, hot air at the inlet to the spray dryer; the concentration of suspended particles in the filtrate of the culture fluid; set the cultivation temperature according to the flow rate of the culture fluid and seed to the fermenter by affecting the flow of warm water into the heating jacket; the current values of the refrigerant temperature before and after the evaporator and its boiling point determine the current value of the heat transfer coefficient and upon reaching the maximum permissible set value, the working section of the evaporator is switched to the regeneration mode with the backup section in the condensation mode; according to the measured value of the concentration of suspended particles of the filtrate of the culture fluid, the filters are switched from the separation mode to the regeneration mode and the water flow rate for water regeneration of the filter element of the filter operating in the regeneration mode is set; the flow rate of the filtrate of the culture fluid sets the temperature and flow rate of hot air into the spray dryer with moisture correction of the encapsulated preparation, as well as the flow rate of the structure-forming suspension, fresh air is fed into the recirculation loop according to the total flow rate of hot air.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества капсулированных ферментных препаратов за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами, повышение сроков хранения капсулированных ферментных препаратов, а также в повышении энергетической эффективности посредством утилизации вторичной теплоты.The technical result of the invention is to improve the quality of encapsulated enzyme preparations by increasing the accuracy and reliability of controlling process parameters, increasing the shelf life of encapsulated enzyme preparations, and also increasing energy efficiency by utilizing secondary heat.
На фиг. 1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ управления процессом получения капсулированных ферментных препаратов.In FIG. 1 shows a diagram that implements the proposed method for controlling the process of obtaining encapsulated enzyme preparations.
Схема содержит ферментаторы 1 с обогревающей рубашкой 2; сборник урожая 3; фильтры 4 и 5; сборник жидкой фазы ферментного препарата 6; распылительную сушилку 7; компрессор холодильной машины 8; конденсатор 9; терморегулирующий вентиль 10; рабочую секцию испарителя 11, резервную секцию испарителя 21; сборник конденсата 12; рекуперативный теплообменник 13; насосы 14, 17, 18, 19, 20; вентиляторы 15, 16; микропроцессор 22; датчики: FE - расхода, TE - температуры, ME - влажности, CE - концентрации; линии материальных потоков: 0.0 - вывод осадка; 0.1 - высушенный ферментный препарат; 1.0 - отработанная вода; 1.5 - теплая вода; 1.8 - конденсат; 3.0 - отработанный воздух; 3.2 - холодный воздух; 3.4 - горячий воздух; 3.5 - свежий воздух; 3.9 - стерильный воздух; 9.0 - рециркуляция хладагента; 9.4 - культуральная жидкость; 9.7 - питательная среда; 9.8 - посевной материал (инокулят); 9.9 - фильтрат культуральной жидкости.The circuit contains fermenters 1 with a heating jacket 2; Harvest 3; filters 4 and 5; a collection of the liquid phase of the enzyme preparation 6; spray dryer 7; refrigeration machine compressor 8; capacitor 9; thermostatic valve 10; the working section of the evaporator 11, the backup section of the evaporator 21; condensate collector 12; recuperative heat exchanger 13; pumps 14, 17, 18, 19, 20; fans 15, 16; microprocessor 22; sensors: FE - flow rate, TE - temperature, ME - humidity, CE - concentration; material flow lines: 0.0 - sediment withdrawal; 0.1 - dried enzyme preparation; 1.0 - waste water; 1.5 - warm water; 1.8 - condensate; 3.0 - exhaust air; 3.2 - cold air; 3.4 - hot air; 3.5 - fresh air; 3.9 - sterile air; 9.0 - refrigerant recirculation; 9.4 - culture fluid; 9.7 - nutrient medium; 9.8 - seed (inoculum); 9.9 - filtrate of the culture fluid.
Способ управления процессом получения капсулированных ферментных препаратов осуществляется следующим образом.The method of controlling the process of obtaining encapsulated enzyme preparations is as follows.
В ферментаторах 1 с обогревающими рубашками 2 методом аэробной глубинной ферментации осуществляют получение культуральной жидкости при температуре 30…32°C при создании оптимальных условий культивирования за счет интенсивного массо- и энергообмена между клетками микроорганизмов питательной среды и посевного материала (инокулята), подаваемых по линиям 9.7 и 9.8. При этом осуществляют аэрацию питательной среды потоком стерильного воздуха, подаваемого в ферментаторы по линии 3.9, и ее непрерывное механическое перемешивание по всему объему ферментаторов.In fermenters 1 with heating jackets 2, the method of aerobic deep fermentation is used to obtain a culture fluid at a temperature of 30 ... 32 ° C while creating optimal cultivation conditions due to intensive mass and energy exchange between cells of microorganisms of the nutrient medium and inoculum (inoculum) supplied via lines 9.7 and 9.8. In this case, the nutrient medium is aerated with a stream of sterile air supplied to the fermenters through line 3.9, and its continuous mechanical mixing throughout the entire volume of the fermenters.
Использование нескольких ферментаторов позволяет обеспечить непрерывность работы распылительной сушилки, так как длительность культивирования значительно больше, чем длительность сушки.The use of several fermenters allows the continuous operation of the spray dryer, since the cultivation time is much longer than the drying time.
Полученную в ферментаторах культуральную жидкость подают в сборник урожая 3, после чего насосом 19 попеременно подают на фильтрование в два установленных параллельно фильтра 4 и 5 с противоточной водной регенерацией фильтрующего элемента, которые попеременно работают в режиме разделения с отводом осадка и регенерации. В фильтрах происходит отделение твердой фазы, которую выводят по линии 0.0, а фильтрат культуральной жидкости с содержанием СВ 5…8% по линии 9.9 подают в сборник жидкой фазы ферментного препарата 6. Фильтрат культуральной жидкости насосом 18 направляют в распылительную сушилку 7.The culture fluid obtained in the fermenters is fed to the harvester 3, after which the pump 19 is alternately fed for filtering into two parallel filters 4 and 5 with countercurrent water regeneration of the filter element, which alternately operate in the separation mode with sediment removal and regeneration. In the filters, the solid phase is separated, which is discharged along line 0.0, and the filtrate of the culture fluid with a CB content of 5 ... 8% is supplied through line 9.9 to the liquid phase collector of the enzyme preparation 6. The filtrate of the culture fluid is sent to the spray dryer 7 by pump 18.
Культуральная жидкость с помощью форсунок распыляется в сушильной камере, где контактирует с горячим воздухом с температурой 70…75°C, подаваемым по линии 3.4. Таким образом, достигается значительное увеличение поверхности испарения. За счет интенсивного массо- и теплообмена между высушиваемым продуктом и горячим воздухом диспергированные частицы ферментного препарата теряют влагу в течение короткого промежутка времени, и одновременно покрываются пленкой структурообразующей суспензии, а полученный после сушки капсулированный ферментный препарат выводят в качестве готового продукта с влажностью 5…7%.The culture fluid is sprayed using nozzles in a drying chamber, where it is in contact with hot air with a temperature of 70 ... 75 ° C, supplied through line 3.4. Thus, a significant increase in the evaporation surface is achieved. Due to the intense mass and heat exchange between the dried product and hot air, the dispersed particles of the enzyme preparation lose moisture for a short period of time, and at the same time they are covered with a film of a structure-forming suspension, and the encapsulated enzyme preparation obtained after drying is removed as a finished product with a moisture content of 5 ... 7% .
Нагрев воздуха, подаваемого в распылительную сушилку 7 в качестве сушильного агента, происходит с использованием парокомпрессионного теплового насоса.The air supplied to the spray dryer 7 as a drying agent is heated using a vapor compression heat pump.
Парокомпрессионный тепловой насос, включающий конденсатор 9, испаритель, состоящий из рабочей секции 11 и резервной секции 21, компрессор 8, терморегулирующий вентиль 10 и рекуперативный теплообменник 13, работает в режиме теплового насоса по следующему термодинамическому циклу. Рабочая и резервная секции двухсекционного испарителя работают попеременно в режиме конденсации и регенерации; при этом регенерацию теплообменной поверхности резервной секции испарителя осуществляют частью горячего воздуха, отводимого из контура рециркуляции после конденсатора теплового насоса, с подпиткой свежим воздухом, забираемым из атмосферы.A vapor compression heat pump, including a condenser 9, an evaporator consisting of a working section 11 and a backup section 21, a compressor 8, a thermostatic valve 10 and a regenerative heat exchanger 13, operates in the heat pump mode according to the following thermodynamic cycle. The working and reserve sections of a two-section evaporator operate alternately in the condensation and regeneration mode; the regeneration of the heat exchange surface of the backup section of the evaporator is carried out by a part of the hot air discharged from the recirculation loop after the heat pump condenser, with fresh air taken from the atmosphere.
Хладагент всасывается компрессором 8, сжимается до давления конденсации и по замкнутому контуру 9.0 направляется в конденсатор 9. Затем хладагент дросселируется до заданного давления, соответствующего его температуре кипения, посредством терморегулирующего вентиля 10. С этим давлением хладагент поступает в рабочую секцию 11 двухсекционного испарителя и испаряется с выделением холода. Переключение рабочей секции испарителя на режим регенерации происходит с включением резервной секции 21 в режим конденсации. Образовавшийся конденсат при размораживании «снеговой шубы» на охлаждающей поверхности резервной секции испарителя отводят в сборник конденсата 12. Пары хладагента по контуру 9.0 направляются в компрессор 8, сжимаются до давления конденсации, и термодинамический цикл повторяется.The refrigerant is sucked in by compressor 8, compressed to a condensing pressure and sent to a condenser 9 through a closed loop 9.0. Then the refrigerant is throttled to a predetermined pressure corresponding to its boiling point by means of a thermostatic valve 10. With this pressure, the refrigerant enters the working section 11 of the two-section evaporator and evaporates with release of cold. Switching the working section of the evaporator to the regeneration mode occurs with the inclusion of the backup section 21 in the condensation mode. The condensate formed during thawing of the “snow coat” on the cooling surface of the backup section of the evaporator is discharged to the condensate collector 12. The refrigerant vapor along circuit 9.0 is directed to compressor 8, compressed to the condensation pressure, and the thermodynamic cycle is repeated.
Отработанный воздух из распылительной сушилки 7 с температурой 30…35°C и влагосодержанием 0,025…0,030 кг/кг по линии 3.0 поступает в секции испарителя, где из них удаляется влага, отводимая по линии 1.8 в сборник конденсата 12. Полученный таким образом конденсат с помощью насоса 17 подается на фильтры 4 и 5, где используется для их промывания от осадка.The exhaust air from the spray dryer 7 with a temperature of 30 ... 35 ° C and a moisture content of 0.025 ... 0.030 kg / kg via line 3.0 enters the evaporator section, where moisture is removed from them, which is removed through line 1.8 to the condensate collector 12. The condensate thus obtained using pump 17 is fed to filters 4 and 5, where it is used for washing them from sediment.
Осушенный и охлажденный воздух с температурой 5…7°C и влагосодержанием 0,003…0,005 кг/кг по линии 3.0 вместе с отработанным воздухом из рекуперативного теплообменника 13 подается в конденсатор 9. Воздух, нагретый в конденсаторе до температуры 70…75°C, разделяют на три потока, первый из которых по линии 3.4 подают вентилятором 15 в рекуперативный теплообменник 13 для подогрева воды, подаваемой в обогревающую рубашку ферментатора, второй - вентилятором 16 в распылительную сушилку 7, третий отводят из контура рециркуляции после конденсатора 9 парокомпрессионного теплового насоса с подпиткой свежим воздухом по линии 3.5.Dried and cooled air with a temperature of 5 ... 7 ° C and a moisture content of 0.003 ... 0.005 kg / kg along line 3.0, together with the exhaust air from the regenerative heat exchanger 13, is supplied to the condenser 9. The air heated in the condenser to a temperature of 70 ... 75 ° C is divided into three streams, the first of which, through line 3.4, is fed by fan 15 to a recuperative heat exchanger 13 to heat water supplied to the heating jacket of the fermenter, the second by fan 16 to the spray dryer 7, the third is taken from the recirculation loop after the condenser 9 ion of the heat pump with the fresh air fed by line 3.5.
В рекуперативном теплообменнике 13 происходит теплообмен между нагретым воздухом и отработанной водой, отводимой из ферментаторов, за счет которого вода нагревается до температуры 40…45°C. После этого нагретая вода вновь подается в обогревающие рубашки ферментаторов насосом 14, где используется для стабилизации температурного режима процесса культивирования.In the recuperative heat exchanger 13, heat exchange occurs between the heated air and the waste water discharged from the fermenters, due to which the water is heated to a temperature of 40 ... 45 ° C. After that, the heated water is again supplied to the heating shirts of the fermenters by pump 14, where it is used to stabilize the temperature regime of the cultivation process.
Информация о температуре культивирования в ферментаторах, расходе питательной среды по линии 9.7, расходе посевного материала (инокулята) по линии 9.8, расходе стерильного воздуха по линии 3.9, частоте вращения мешалки, расходе теплой воды в обогревающую рубашку 2 по линии 1.5, расходе культуральной жидкости по линии 9.4, расходе конденсата на водную регенерацию фильтрующей перегородки фильтров 4 и 5 по линии 1.8, расходе фильтрата культуральной жидкости по линии 9.9, концентрации взвешенных частиц в фильтрате культуральной жидкости, расходе горячего воздуха на подогрев воды в рекуперативном теплообменнике 13, на сушку ферментного препарата в распылительную сушилку 7 и на регенерацию теплообменной поверхности резервной секции испарителя 21 по линии 3.4, температуре горячего воздуха на входе в распылительную сушилку 7, температуре хладагента на входе и выходе из испарителя и температуре кипения хладагента в испарителе по линии 9.0, температуре холодного воздуха из секций испарителя по линии 3.2, расходе структурообразующей суспензии на создание капсулы ферментного препарата в распылительную сушилку 7, влажности капсулированного ферментного препарата по линии 0.1 с помощью датчиков передается в микропроцессор 22, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, обусловленных как получением готового продукта высокого качества, так и экономической целесообразностью.Information about the cultivation temperature in the fermenters, the flow rate of the medium along the line 9.7, the flow rate of seed (inoculum) along the line 9.8, the flow rate of sterile air along the line 3.9, the speed of the mixer, the flow rate of warm water to the heating jacket 2 along the line 1.5, the flow rate of the culture fluid line 9.4, flow rate of condensate for water regeneration of the filtering partition of filters 4 and 5 along line 1.8, flow rate of the culture fluid filtrate along line 9.9, concentration of suspended particles in the filtrate of the culture fluid, flow rate hot about air for heating water in the recuperative heat exchanger 13, for drying the enzyme preparation into a spray dryer 7 and for regenerating the heat exchange surface of the backup section of the evaporator 21 along line 3.4, the temperature of the hot air at the inlet to the spray dryer 7, the temperature of the refrigerant at the inlet and outlet of the evaporator and the boiling point of the refrigerant in the evaporator along line 9.0, the temperature of the cold air from the sections of the evaporator along line 3.2, the flow rate of the structure-forming suspension to spray the capsule of the enzyme preparation a dry dryer 7, the moisture content of the encapsulated enzyme preparation is transferred via line 0.1 to the microprocessor 22, which, according to the programmed logic algorithm, realizes operational control of the technological parameters taking into account the two-sided restrictions imposed on them, which are caused by both obtaining a finished product of high quality and and economic feasibility.
Микропроцессор устанавливает массовый и тепловой поток теплой воды с температурой 40…45°C в обогревающие рубашки 2 ферментаторов 1 в линии 1.5 воздействием на расход теплой воды путем изменения мощности регулируемого привода насоса 14 с коррекцией по температуре культивирования в ферментаторах 1. При этом достигается стабилизация температуры ферментации 30…32°C и рациональное использование теплоты конденсации хладагента в конденсаторе парокомпрессионного теплового насоса при получении горячего воздуха с температурой 70…75°C.The microprocessor sets the mass and heat flow of warm water with a temperature of 40 ... 45 ° C in the heating shirts of 2 fermenters 1 in line 1.5 by affecting the flow of warm water by changing the power of the variable drive pump 14 with a correction for the temperature of cultivation in the fermenters 1. In this case, temperature stabilization is achieved fermentation 30 ... 32 ° C and the rational use of the heat of condensation of the refrigerant in the condenser of the vapor compression heat pump when receiving hot air with a temperature of 70 ... 75 ° C.
По измеренному значению концентрации взвешенных частиц в фильтрате культуральной жидкости, отводимой в сборник 6 по линии 9.9, осуществляют переключение фильтров 4 и 5 из режима разделения в режим регенерации и устанавливают расход воды по линии 1.8 на водную регенерацию фильтрующего элемента фильтра, работающего в режиме регенерации, путем изменения мощности регулируемого привода насоса 17.According to the measured value of the concentration of suspended particles in the filtrate of the culture fluid discharged to the collection 6 through line 9.9, the filters 4 and 5 are switched from the separation mode to the regeneration mode and the water flow rate is set via line 1.8 to the water regeneration of the filtering filter element operating in the regeneration mode, by changing the power of the adjustable pump drive 17.
По расходу фильтрата культуральной жидкости по линии 9.9 микропроцессор 22 устанавливает температуру и расход горячего воздуха по линии 3.4 в распылительную сушилку 7 путем изменения мощности привода компрессора 8 парокомпрессионного теплового насоса и мощности регулируемого привода вентилятора 16 с коррекцией по влажности капсулированного препарата, а также расход структурообразующей суспензии воздействием на мощность привода вентилятора 20.According to the flow rate of the culture fluid filtrate through line 9.9, the microprocessor 22 sets the temperature and flow rate of hot air through line 3.4 to the spray dryer 7 by changing the drive power of the compressor 8 of the steam compression heat pump and the capacity of the adjustable drive of the fan 16 with moisture correction of the encapsulated preparation, as well as the flow rate of the structure-forming suspension impact on the power of the fan drive 20.
По суммарному расходу горячего воздуха, подаваемого в рекуперативный теплообменник 13 для подогрева воды, в распылительную сушилку 7, и на регенерацию теплообменной поверхности резервной секции испарителя 21 устанавливают расход свежего воздуха по линии 3.5 на подпитку в контуре рециркуляции.According to the total flow rate of hot air supplied to the recuperative heat exchanger 13 for heating water, to the spray dryer 7, and the regeneration of the heat exchange surface of the backup section of the evaporator 21, the fresh air flow rate is set via line 3.5 for recharge in the recirculation loop.
По текущим значениям температуры хладагента по линии 9.0 до и после рабочей секции испарителя и температуры его кипения в испарителе микропроцессор непрерывно вычисляет текущее значение коэффициента теплопередачи на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя и при достижении предельно допустимого заданного значения осуществляют переключение рабочей секции испарителя 11 на режим регенерации с включением резервной секции 21 в режим конденсации.Using the current values of the refrigerant temperature along the line 9.0 before and after the evaporator working section and its boiling point in the evaporator, the microprocessor continuously calculates the current value of the heat transfer coefficient on the cooling surface of the evaporator working section and, when the maximum permissible set value is reached, the working section of the evaporator 11 is switched to the regeneration mode from the inclusion of the backup section 21 in the condensation mode.
Коэффициент теплопередачи определяет количество теплоты, которое передается от одного теплоносителя к другому (от водяных паров к хладагенту или от хладагента водяным парам) через единицу площади разделяющей их охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя в единицу времени при разности температур между теплоносителями 1 град:The heat transfer coefficient determines the amount of heat that is transferred from one coolant to another (from water vapor to refrigerant or from refrigerant to water vapor) through the unit area of the cooling surface of the working section of the evaporator separating them per unit time at a temperature difference between coolants of 1 degree:
где Q=Vcρ(t1-t2) - количество теплоты от отработанного воздуха, поступающего из распылительной сушилки в рабочую секцию испарителя парокомпрессионного теплового насоса, кДж/ч; c, ρ - средние значения теплоемкости, кДж/(кг·K), и плотности, кг/м3, отработанного воздуха; V - объемный расход отработанного воздуха, м3/ч; F - площадь поверхности охлаждающего элемента испарителя, м2; Δtcp=(t1-t2)/ln[(t1-t3)/(t2-t3)] - средний температурный напор, °C; t1 - температура отработанного воздуха перед рабочей секцией испарителя, °C, t2 - температура холодного воздуха после испарителя, °C, t3 - температура кипения хладагента в испарителе, °C.where Q = Vcρ (t 1 -t 2 ) is the amount of heat from the exhaust air coming from the spray dryer to the working section of the vapor compression heat pump evaporator, kJ / h; c, ρ - average values of heat capacity, kJ / (kg · K), and density, kg / m 3 of exhaust air; V is the volumetric flow rate of exhaust air, m 3 / h; F is the surface area of the cooling element of the evaporator, m 2 ; Δt cp = (t 1 -t 2 ) / ln [(t 1 -t 3 ) / (t 2 -t 3 )] - average temperature head, ° C; t 1 - exhaust air temperature before the working section of the evaporator, ° C, t 2 - cold air temperature after the evaporator, ° C, t 3 - boiling point of the refrigerant in the evaporator, ° C.
Микропроцессор непрерывно вырабатывает сигнал отклонения текущего значения коэффициента теплопередачи от заданного значения, по которому воздействует на соотношение расходов «отработанный воздух-хладагент» путем изменения расхода хладагента в линии рециркуляции 9.0 воздействием на мощность привода компрессора 8. При отклонении текущего значения коэффициента теплопередачи от заданного в сторону уменьшения микропроцессор увеличивает холодопроизводительность холодильной машины, работающей в режиме парокомпрессионного теплового насоса.The microprocessor continuously generates a signal deviating the current value of the heat transfer coefficient from the set value, which affects the ratio of the exhaust air-refrigerant flow rate by changing the refrigerant flow rate in the recirculation line 9.0 by affecting the drive power of the compressor 8. When the current value of the heat transfer coefficient deviates from the set value to the side reducing the microprocessor increases the cooling capacity of the refrigeration machine operating in the mode of vapor compression heat Sosa.
Если увеличение холодопроизводительности (расхода хладагента в линии 9.0) не позволяет вывести текущее значение коэффициента теплопередачи на заданное значение, то микропроцессор отключает рабочую секцию испарителя 11 из линии рециркуляции хладагента 9.0 холодильной машины и подключает резервную секцию 21 посредством синхронной работы исполнительных механизмов.If the increase in cooling capacity (refrigerant flow in line 9.0) does not allow to bring the current value of the heat transfer coefficient to a predetermined value, the microprocessor disconnects the working section of the evaporator 11 from the refrigerant 9.0 recirculation line of the chiller and connects the backup section 21 through synchronous operation of the actuators.
Одновременно микропроцессор 22 осуществляет переключение направления движения горячего воздуха с помощью распределителя потока в рабочую секцию испарителя 11, которая из режима конденсации водяных паров на ее охлаждающей поверхности переключается на режим регенерации, т.е. режим размораживания «снеговой шубы». При этом секция, работающая в режиме регенерации, отключается из контура рециркуляции хладагента 9.0 парокомпрессионного теплового насоса, а резервная 21 подключается посредством синхронной работы исполнительных механизмов.At the same time, the microprocessor 22 switches the direction of movement of hot air using a flow distributor to the working section of the evaporator 11, which switches from the mode of condensation of water vapor on its cooling surface to the regeneration mode, i.e. mode of defrosting the "snow coat". At the same time, the section operating in the regeneration mode is disconnected from the refrigerant recirculation circuit 9.0 of the vapor compression heat pump, and the backup 21 is connected through synchronous operation of the actuators.
Полученный в процессе размораживания конденсат, образовавшийся из размороженной на охлаждающей поверхности секции испарителя «снеговой шубы», отводят в накопительный сборник 12.The condensate obtained during the defrosting process, which is formed from the section of the “snow coat” evaporator thawed on the cooling surface, is discharged into the storage tank 12.
Примеры реализации способаMethod implementation examples
Процесс ферментации осуществлялся в ферментаторе аэробной глубинной ферментации с комбинированным подводом энергии: к газовой фазе для аэрации стерильным воздухом с помощью барботера и к жидкой фазе перемешиванием с помощью механической мешалки, который заключался в дозированной подаче потоков питательной среды, инокулята (посевного материала), стерильного воздуха, горячей воды в обогревающую рубашку для обеспечения высокой интенсивности массо- и энергообмена микробных клеток инокулята с питательной средой за счет стабилизации параметров процесса на уровне, требуемом для оптимального развития продуцента и образования целевого продукта. Из ферментатора отводили отработанный воздух, отработанную воду и культуральную жидкость в виде смеси, содержащей клетки, внеклеточные метаболиты и биомассу с остаточной концентрацией целевого продукта.The fermentation process was carried out in an aerobic deep fermentation fermenter with a combined supply of energy: to the gas phase for aeration with sterile air using a bubbler and to the liquid phase by stirring using a mechanical stirrer, which consisted of a metered supply of flows of nutrient medium, inoculum (seed), sterile air of hot water in a heating jacket to ensure high intensity mass and energy exchange of microbial cells of the inoculum with a nutrient medium due to the stabilization of steam m process at the level required for optimal development of the producer and the target product. The exhaust air, waste water and culture fluid were removed from the fermenter in the form of a mixture containing cells, extracellular metabolites and biomass with a residual concentration of the target product.
Для выделения целевого продукта из культуральной жидкости ее подвергали фильтрации с удалением осадка биомассы и подачей фильтрата в распылительную сушилку SD-1000 [EYELA, Япония] со следующими техническими характеристиками:To isolate the target product from the culture fluid, it was subjected to filtration to remove biomass sediment and feeding the filtrate into an SD-1000 spray dryer [EYELA, Japan] with the following technical characteristics:
Пример 1Example 1
В качестве объекта производства использован ферментный препарат инулиназы, полученный глубинным способом с использованием продуцента микромицета Aspergillus awamori 2250 [Шевцов А.А., Тертычная И.В., Тертычная Т.Н. // Состояние, проблемы и перспективы производства и переработки сельскохозяйственной продукции: Материалы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 10-летию факультета пищевых технологий, 29-30 марта 2011 г. - г. Уфа, 2011. - С. 355-357].The enzyme preparation of inulinase obtained by the in-depth method using the producer of micromycete Aspergillus awamori 2250 [Shevtsov A.A., Tertychnaya I.V., Tertychnaya T.N. // Status, problems and prospects of production and processing of agricultural products: Materials of the international. scientific-practical Conf., dedicated to the 10th anniversary of the faculty of food technology, March 29-30, 2011 - Ufa, 2011. - S. 355-357].
Максимальный выход целевого продукта по активности достигался при следующем режиме культивирования:The maximum yield of the target product in activity was achieved in the following cultivation mode:
Учитывая эксплуатационные характеристики распылительной сушилки и холодильной машины, работающей в режиме парокомпрессионного теплового насоса, находим рациональный интервал значений коэффициента теплопередачи от водяных паров к хладагенту через поверхность охлаждающего элемента испарителя [Данилов Г.Н., Филаткин В.Н. и др. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности. - М.: Агропромиздат, 1986. - 288 с.].Given the operational characteristics of the spray dryer and chiller operating in the steam compression heat pump mode, we find a rational range of values of the heat transfer coefficient from water vapor to the refrigerant through the surface of the evaporator cooling element [Danilov GN, Filatkin VN et al. A collection of tasks on heat transfer processes in the food and refrigeration industry. - M .: Agropromizdat, 1986. - 288 p.].
В качестве испарителя использован горизонтальный кожухотрубный испаритель с внутритрубным кипением хладагента R22 холодопроизводительностью Qо=20 кВт, выполненный из медных трубок диаметром 20×2 мм с алюминиевой вставкой. В межтрубном пространстве движутся водяные пары и конденсируются на поверхности трубок с образованием «снеговой шубы». Температура водяных паров, входящих в испаритель, t1=30°C, температура несконденсировавшихся паров, выходяших из испарителя, t2=5°C, температура кипения хладагента t3=-17°C, F=16 м2 - площадь поверхности охлаждающего элемента испарителя.A horizontal shell-and-tube evaporator with in-line boiling of R22 refrigerant with cooling capacity Q о = 20 kW, made of copper tubes with a diameter of 20 × 2 mm with an aluminum insert, was used as an evaporator. Water vapor moves in the annulus and condenses on the surface of the tubes to form a “snow coat”. The temperature of the water vapor entering the evaporator, t 1 = 30 ° C, the temperature of non-condensing vapor leaving the evaporator, t 2 = 5 ° C, the boiling point of the refrigerant t 3 = -17 ° C, F = 16 m 2 - the surface area of the cooling evaporator element.
Среднелогарифмический температурный напор между хладагентом и водяными парами:The logarithmic temperature head between the refrigerant and water vapor:
Коэффициент теплопередачи испарителя kвн, отнесенный к общей поверхности труб, находим по уравнению теплопередачи от водяных паров к хладагенту:The heat transfer coefficient of the evaporator k vn , related to the total surface of the pipes, is found by the heat transfer equation from water vapor to the refrigerant:
Конденсация водяных паров с образованием на охлаждающем элементе испарителя «снеговой шубы» ведет к постепенному снижению коэффициента теплопередачи от водяных паров к хладагенту через поверхность охлаждающих труб испарителя. В результате процесс конденсации водяных паров из сушильного агента на поверхности охлаждающих труб испарителя замедляется, сушильный агент теряет влагопоглощающие свойства, снижается скорость влагоудаления.Condensation of water vapor with the formation of a "snow coat" on the cooling element of the evaporator leads to a gradual decrease in the heat transfer coefficient from water vapor to the refrigerant through the surface of the evaporator cooling pipes. As a result, the process of condensation of water vapor from the drying agent on the surface of the cooling tubes of the evaporator slows down, the drying agent loses moisture absorption properties, and the rate of moisture removal is reduced.
Изменение условий работы испарителя за счет образования «снеговой шубы» (ρ=200 кг/м3), например толщиной δин=10 мм, приведет к повышению температуры отработанного воздуха, выходящего из испарителя, с t2=5°C до t2=8°C, тогдаChanging the operating conditions of the evaporator due to the formation of a “snow coat” (ρ = 200 kg / m 3 ), for example, with a thickness of δ in = 10 mm, will increase the temperature of the exhaust air leaving the evaporator from t 2 = 5 ° C to t 2 = 8 ° C, then
Влияние «снеговой шубы» на процесс теплопередачи приводит к снижению теплового потока от водяных паров через «снеговую шубу» к оребренной поверхности трубок испарителя. Масса выпадающего инея при образовании «снеговой шубы» соответствует количеству влаги, испаряемой из продукта, например 46,5 кг/ч (или 12,9×10-3 кг/с). При этом объем инея «снеговой шубы» составит:The influence of the “snow coat” on the heat transfer process leads to a decrease in heat flow from water vapor through the “snow coat” to the finned surface of the evaporator tubes. The mass of precipitated frost during the formation of a "snow coat" corresponds to the amount of moisture evaporated from the product, for example 46.5 kg / h (or 12.9 × 10 -3 kg / s). The volume of frost "snow coat" will be:
Образующийся за час слой «снеговой шубы» будет иметь толщинуThe layer of "snow coat" formed in an hour will have a thickness
Время образования слоя инея максимально заданной толщины, например, 10 мм, составит:The time of formation of a layer of frost with a maximum specified thickness, for example, 10 mm, will be:
Поэтому в процессе сушки необходимо поддерживать текущее значение коэффициента теплопередачи не ниже 35,85 Вт/(м2·°C).Therefore, during the drying process, it is necessary to maintain the current value of the heat transfer coefficient not lower than 35.85 W / (m 2 · ° C).
При снижении текущего значения коэффициента теплопередачи ниже 35,85 Вт/(м2·°C) микропроцессор отключает рабочую секцию испарителя из линии рециркуляции хладагента и подключает резервную секцию.When the current value of the heat transfer coefficient decreases below 35.85 W / (m 2 · ° C), the microprocessor disconnects the working section of the evaporator from the refrigerant recirculation line and connects the backup section.
Часть воздуха, нагретого в конденсаторе до температуры 71°C, подают в рекуперативный теплообменник 13 для подогрева воды до температуры 41°C, подаваемой в обогревающую рубашку ферментатора, обеспечивая заданный режима процесса культивирования.A part of the air heated in the condenser to a temperature of 71 ° C is supplied to a recuperative heat exchanger 13 to heat water to a temperature of 41 ° C supplied to the heating jacket of the fermenter, providing a given mode of the cultivation process.
В двух ферментаторах, снабженных обогревающими рубашками, методом аэробной глубинной ферментации осуществляют подготовку культуральной жидкости при температуре 31±0,5°C. При этом создаются оптимальные условия культивирования за счет интенсивного массо- и энергообмена между клетками микроорганизмов питательной среды и посевного материала. Кроме того, осуществляют непрерывное механическое перемешивание питательной среды по всему объему ферментатора и ее аэрацию потоком стерильного воздуха, подаваемого в ферментатор.In two fermenters equipped with heating jackets, the method of aerobic deep fermentation is used to prepare the culture fluid at a temperature of 31 ± 0.5 ° C. In this case, optimal cultivation conditions are created due to the intensive mass and energy exchange between the cells of the microorganisms of the nutrient medium and the inoculum. In addition, carry out continuous mechanical mixing of the nutrient medium throughout the volume of the fermenter and its aeration with a stream of sterile air supplied to the fermenter.
Культуральную жидкость, полученную в ферментаторе, подают в сборник урожая, а после накопления достаточного объема насосом перекачивают в два фильтра для отделения твердой фазы, которую затем выводят из системы. Фильтрат культуральной жидкости с влажностью 93±0,5% подают в сборник жидкой фазы ферментного препарата и насосом направляют в распылительную сушилку.The culture fluid obtained in the fermenter is fed to the harvester, and after accumulating sufficient volume, the pump is pumped into two filters to separate the solid phase, which is then removed from the system. The filtrate of the culture fluid with a moisture content of 93 ± 0.5% is fed into the collector of the liquid phase of the enzyme preparation and sent to a spray dryer with a pump.
Культуральная жидкость с помощью форсунок распыляется в сушильной камере, где контактирует с горячим воздухом с температурой 71±0,5°C. Одновременно в процессе распылительной сушки ферментный препарат покрывается пленкой структурообразующей суспензии, в качестве которой используют желатин. Гранулы из желатина подвергают дополнительной обработке танином. В результате чего они обладают низкой гигроскопичностью и хорошей сыпучестью.The culture fluid is sprayed using nozzles in a drying chamber, where it is in contact with hot air at a temperature of 71 ± 0.5 ° C. At the same time, during the spray drying process, the enzyme preparation is coated with a film of a structure-forming suspension, which is used as gelatin. Gelatin granules are further treated with tannin. As a result, they have low hygroscopicity and good flowability.
В результате полученный капсулированный ферментный препарат с влажностью 6±0,5% выводился из распылительной сушилки в качестве готового продукта.As a result, the obtained encapsulated enzyme preparation with a moisture content of 6 ± 0.5% was removed from the spray dryer as a finished product.
Нагрев воздуха, подаваемого в распылительную сушилку, происходит с применением холодильной машины, работающей в режиме парокомпрессионного теплового насоса по следующему термодинамическому циклу.The air supplied to the spray dryer is heated using a refrigeration machine operating in the vapor compression heat pump mode according to the following thermodynamic cycle.
Хладагент всасывается компрессором, сжимается до давления конденсации и по замкнутому контуру направляется в конденсатор, после чего дросселируется до заданного давления, соответствующего его температуре кипения, посредством терморегулирующего вентиля. С этим давлением хладагент поступает в испаритель и испаряется с выделением холода. Пары хладагента направляются в компрессор, сжимаются до давления конденсации, и термодинамический цикл повторяется.The refrigerant is sucked in by the compressor, compressed to the condensing pressure and sent to the condenser in a closed circuit, after which it is throttled to the set pressure corresponding to its boiling point by means of a thermostatic valve. With this pressure, the refrigerant enters the evaporator and evaporates with the release of cold. Refrigerant vapor is sent to the compressor, compressed to the condensing pressure, and the thermodynamic cycle repeats.
Отработанный воздух из распылительной сушилки с температурой 31±0,5°C и влагосодержанием 0,025 кг/кг поступает в испаритель, где из него удаляется влага, отводимая в сборник конденсата. Полученный таким образом конденсат с помощью насоса подается на фильтры, где используется для их промывания от осадка.Exhaust air from a spray dryer with a temperature of 31 ± 0.5 ° C and a moisture content of 0.025 kg / kg enters the evaporator, where moisture is removed from it and discharged to the condensate collector. The condensate obtained in this way is pumped to the filters, where it is used to wash them from the sediment.
Осушенный и охлажденный воздух с температурой 6±0,5°C и влагосодержанием 0,003 кг/кг вместе с отработанным воздухом из рекуперативного теплообменника подается в конденсатор. Воздух, нагретый в конденсаторе до температуры 71±0,5°C, разделяется на три потока, первый из которых подается вентилятором в рекуперативный теплообменник, второй - в распылительную сушилку, а третий отводят из контура рециркуляции после конденсатора парокомпрессионного теплового насоса с подпиткой свежим воздухом.Drained and cooled air with a temperature of 6 ± 0.5 ° C and a moisture content of 0.003 kg / kg together with the exhaust air from the recuperative heat exchanger is supplied to the condenser. The air heated in the condenser to a temperature of 71 ± 0.5 ° C is divided into three flows, the first of which is supplied by the fan to the recuperative heat exchanger, the second to the spray dryer, and the third is taken from the recirculation loop after the condenser of the vapor compression heat pump with fresh air recharge .
Многократное использование сушильного агента в контуре его рециркуляции позволяет обеспечить экономию энергетических затрат и снизить их по сравнению с прототипом на 10-12%.Repeated use of the drying agent in its recirculation circuit allows you to save energy costs and reduce them compared with the prototype by 10-12%.
В рекуперативном теплообменнике происходит теплообмен между нагретым воздухом и отработанной водой, отводимой из ферментаторов, за счет которого вода нагревается до температуры 41±0,5°C. После этого нагретая вода вновь подается в обогревающие рубашки ферментаторов, где используется для стабилизации температурного режима процесса культивирования.In a recuperative heat exchanger, heat is exchanged between heated air and waste water discharged from the fermenters, due to which the water is heated to a temperature of 41 ± 0.5 ° C. After that, the heated water is again supplied to the heating shirts of the fermenters, where it is used to stabilize the temperature regime of the cultivation process.
Пример 2Example 2
Способ аналогичен примеру 1, но аэробное глубинное культивирование проводили микромицета Trichoderma harzianum F114 продуцента фермента β-маннаназы, который гидролизует маннаны растительного углеводсодержащего сырья до маннозы.The method is similar to example 1, but aerobic deep cultivation was carried out by Trichoderma harzianum F114 micromycete producer of the β-mannanase enzyme, which hydrolyzes mannans of vegetable carbohydrate-containing raw materials to mannose.
Максимальный выход целевого продукта по активности достигался при следующем режиме культивирования:The maximum yield of the target product in activity was achieved in the following cultivation mode:
Способ осуществляют при следующих параметрах:The method is carried out with the following parameters:
Способ управления процессом получения капсулированных ферментных препаратов позволяет:The method of controlling the process of obtaining encapsulated enzyme preparations allows you to:
- капсулирование позволяет сохранить качество ферментных препаратов, так как предотвращает воздействие кислорода воздуха на окислительные процессы внутри капсулы, при этом достигается увеличение сроков хранения и уменьшается вероятность порчи продукта, в том числе при транспортировке, поскольку обеспечивается защита от механических повреждений;- encapsulation allows you to maintain the quality of enzyme preparations, as it prevents the influence of atmospheric oxygen on the oxidative processes inside the capsule, while increasing the shelf life and reducing the likelihood of spoilage of the product, including during transportation, as it provides protection against mechanical damage;
- система регенерации секции испарителя, работающей в режиме регенерации охлаждающей поверхности при размораживании «снеговой шубы», позволяет обеспечить непрерывность подготовки сушильного агента с заданными параметрами и, как следствие, обеспечить необходимое качество и свойства капсулированных ферментных препаратов;- the regeneration system of the evaporator section, operating in the mode of regeneration of the cooling surface during the defrosting of the "snow coat", allows for continuous preparation of the drying agent with the specified parameters and, as a result, ensures the necessary quality and properties of encapsulated enzyme preparations;
- повысить качество ферментных препаратов за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами;- improve the quality of enzyme preparations by improving the accuracy and reliability of the control of technological parameters;
- дает возможность обеспечить экологическую безопасность за счет предотвращения выброса теплоносителя в окружающую среду.- makes it possible to ensure environmental safety by preventing the release of coolant into the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122382/10A RU2556811C1 (en) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | Method of control of production of encapsulated enzyme preparations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122382/10A RU2556811C1 (en) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | Method of control of production of encapsulated enzyme preparations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2556811C1 true RU2556811C1 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122382/10A RU2556811C1 (en) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | Method of control of production of encapsulated enzyme preparations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2556811C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115380944A (en) * | 2022-10-27 | 2022-11-25 | 福建省泉州市海珍食品有限公司 | Crushing, enzymolysis and separation integrated equipment for preparing oyster juice and oyster juice production method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU206491A1 (en) * | INSTALLATION FOR CONTINUOUS CULTIVATION OF MICROORGANISMS BY DEEP THREAT | |||
| SU616276A1 (en) * | 1975-05-22 | 1978-07-25 | Дсо "Хранмаш" (Инопредприятие) | Method of obtaining biomass |
| RU2133771C1 (en) * | 1997-02-17 | 1999-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Рютар" | Method of enzyme preparation preparing |
| RU2322488C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Method for production of aerobic microorganism biomass |
| RU2495122C1 (en) * | 2012-11-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Method to produce powdered ferment preparations |
-
2014
- 2014-06-02 RU RU2014122382/10A patent/RU2556811C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU206491A1 (en) * | INSTALLATION FOR CONTINUOUS CULTIVATION OF MICROORGANISMS BY DEEP THREAT | |||
| SU616276A1 (en) * | 1975-05-22 | 1978-07-25 | Дсо "Хранмаш" (Инопредприятие) | Method of obtaining biomass |
| RU2133771C1 (en) * | 1997-02-17 | 1999-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Рютар" | Method of enzyme preparation preparing |
| RU2322488C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Method for production of aerobic microorganism biomass |
| RU2495122C1 (en) * | 2012-11-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Method to produce powdered ferment preparations |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115380944A (en) * | 2022-10-27 | 2022-11-25 | 福建省泉州市海珍食品有限公司 | Crushing, enzymolysis and separation integrated equipment for preparing oyster juice and oyster juice production method |
| CN115380944B (en) * | 2022-10-27 | 2023-08-08 | 福建省泉州市海珍食品有限公司 | Crushing, enzymolysis and separation integrated equipment for manufacturing oyster juice and oyster juice production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105318666A (en) | Vacuum spray freeze-drying device and method | |
| CN210399716U (en) | Freezing type drying machine | |
| CN107647446A (en) | A kind of fruits and vegetables low-pressure superheated steam dries exhaust steam residual heat two-stage heat pump retracting device and method | |
| CN105077539A (en) | Energy-saving type fruit and vegetable vacuum refrigeration drying system | |
| CN205228008U (en) | Vacuum spraying freeze drying equipment | |
| CN107596706A (en) | A kind of steam condensation evaporation technology and device | |
| CN207035701U (en) | A kind of vacuum freeze drier | |
| RU2556811C1 (en) | Method of control of production of encapsulated enzyme preparations | |
| CN2932261Y (en) | Water catching system of vacuum freeze drying machine | |
| CN102876601A (en) | Method for preparing high-activity lactic acid bacteria by using granulation lyophilization | |
| CN108905252B (en) | Drying method in production process of fermented cordyceps sinensis powder | |
| Stawczyk et al. | Kinetics of atmospheric freeze-drying of apple | |
| RU2495122C1 (en) | Method to produce powdered ferment preparations | |
| CN111903751A (en) | Energy-saving ecological fresh-keeping vegetable and natural plant herb dehydration innovation method | |
| CN101675921B (en) | Method for preparing potassium aspartape raw medicine by physical method and preparation thereof | |
| CN108619746A (en) | A kind of ammonium sulfate liquor concentration Distallation systm and its distillation technique | |
| RU2480520C1 (en) | Method of controlling processes of obtaining and drying enzyme preparations | |
| CN205358085U (en) | Fluidization vitrescence drying device | |
| KR100723461B1 (en) | Hybrid type freezer dryer for extracting valuable material of the deep seawater | |
| KR20150001315A (en) | Vacuum freeze drying device for agricultural-marine by-products and processed fertilizer using thereof | |
| RU2621979C1 (en) | Method for obtaining roasted grain products | |
| RU2357421C1 (en) | Method of vacuum drying of yoghurt cheese | |
| CN1836554A (en) | Solid honey production process | |
| CN208875324U (en) | Drying device | |
| CN101492747A (en) | Drying process of lactose production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170603 |