Бушма Я. Ю.

Сортировать по умолчанию названию
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ФЕРМЕНТЕРА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ХЛІБОПЕКАРСЬКИХ ДРІЖДЖІВ

    Найдавнішою технологією в усьому світі є випічка дріжджового хліба. В процесі виготовлення дріжджового тіста застосовуються, в основному, такий вид грибів, як хлібопекарські дріжджі saccharomyces cerevisiae. Ці дріжджі використовують у кондитерській і хлібопекарській промисловості. У процесі життєдіяльності хлібопекарських дріжджів saccharomyces cerevisiae здійснюється спиртове бродіння з виділенням значної кількості вторинних продуктів, завдяки яким тісто, а потім і хліб як готовий продукт, набуває специфічного смаку і аромату. При випічці відбувається випаровування спирту, так що в кінцевому продукті він не міститься. У дріжджовому тісті утворюється безліч бульбашок за рахунок виділення вуглекислого газу, що обумовлює «підняття» тіста, а хлібу надає м'якість і рихлу структуру. Ферментери, або біореактори, являють собою ємності, в яких в рідині або на твердому середовищі вирощують мікроорганізми. Процес, що відбувається в ферментері, називається ферментацією. Термін ферментація спочатку застосовувався тільки до анаеробних процесів, однак зараз він використовується більш широко і включає всі процеси, як аеробні, так і анаеробні. Продуктом є або самі клітини (біомаса), або деякий корисний клітинний метаболіт. Всі операції повинні проводитися в стерильних умовах, щоб уникнути забруднення культури. Крім того, необхідно забезпечити можливість підтримання в стерильному стані всі вхідні і вихідні отвори ферментера. Пробу активують, нарощують в достатньому обсязі з використанням асептичних методів (нарощування) і потім додають в ферментер (інокуляція). У ферментері організми ростуть і розмножуються, використовуючи поживне середовище. На сьогоднішній день відома значна кількість класифікацій ферментерів в яких враховуються різні конструктивні, експлуатаційні та технологічні особливості ферментерів. В більшості випадків ферментери класифікують по засобу введення енергії, так як енергетичні чинники обумовлюють гідродинамічні та масообмінні показники. Існують три основні засоби введення енергії в поживне середовище. Ця класифікація придатна для рідкофазних аеробних або анаеробних біотехнологічних процесів: - рівень асептики; - вид технологічного процесу – періодичне, напівбезперервне або безперервне культивування; - рівень сегрегації фаз – використання імобілізованих клітин, біоплівок, флокул та інше. Метою роботи було: модернізація ферментера для інтенсифікації технологічної схеми виробництва хлібопекарських дріжджів.

    Переглянути
  • ФЕРМЕНТЕР ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА ХЛІБОПЕКАРСЬКИХ ДРІЖДЖІВ

    Ферментер, або біореактор, це ємність, у якій в рідині або на твердому середовищі вирощують мікроорганізми. Процес, який відбувається у ферментері, називається ферментацією. Термін ферментація спочатку застосовувався тільки до анаеробних процесів, проте зараз він використовується більш широко і включає всі процеси, як аеробні, так і анаеробні. Середовище ферментерів під час роботи, як правило, тим або іншим способом перемішується. Продуктом є або самі клітини (біомаса), або якийсь корисний клітинний метаболіт. Вихідні культури організмів, які повинні використовуватися в процесі ферментації, зберігають в неактивній формі (наприклад, в замороженому стані). Пробу активують, вирощують в достатній кількості з використанням асептичних методів і потім додають в ферментер (інокуляція). В ферментері організми ростуть і розмножуються, використовуючи поживне середовище. Зазвичай ферментер виготовляють з високоякісної нержавіючої сталі, так що він не схильний до корозії і не виділяє в середовище токсичні солі металів. Щоб уникнути забруднення культури, всі операції повинні проводитися у стерильних умовах. Тому все використовуване обладнання, матеріали і повітря повинні бути стерильними. Обладнання стерилізують парою під тиском. Пара повинна мати доступ до всіх поверхонь, які в свою чергу повинні бути гладкими і відполірованими, наскільки це можливо, не мати тріщин, нерівностей, в яких можуть накопичуватися мікроорганізми. Повітря стерилізують шляхом фільтрації. З міркувань безпеки повітря, яке виходить з ферментера, теж потрібно стерилізувати, хоча б для того, щоб уникнути розповсюдження мікроорганізмів, отриманих методами генної інженерії. Апарати для аеробної глибинної ферментації найбільш складні як конструкційно, так і з точки зору їх експлуатації. Головне завдання - забезпечення високої інтенсивності масо- і енергообміну клітин із середовищем. Конструктивні відмінності ферментерів визначаються в основному способами підведення енергії та аерації середовища: • ферментери з підведенням енергії до газової фази; • ферментери з підведенням енергії до рідкої фази; • ферментери з комбінованим підведенням енергії. Ферментери з підведенням енергії до газової фази. В апаратах цього типу аерація і перемішування культуральної рідини здійснюються стисненим повітрям, яке подається в ферментер під певним тиском. До таких ферментерів відносять: • барботажні ферментери; • апарати з дифузором (ерліфтні аератори); • трубчасті ферментери (газліфтні); • ферментери з форсунковою подачею повітря; • ферментери колонного типу; Ферментери з підведенням енергії до рідкої фазі. До таких апаратів відносять: • апарат з самовсмоктуючою турбіною; • ферментер з турбоежекторним пристроєм – апарат. Апарати з механічним перемішуванням мають механічну мішалку (рис.1), що складається з центрального вала і лопатей різної форми. Аерація може здійснюватися шляхом барботажа. Розподіл повітря у вигляді дрібних бульбашок сприяє механічний вібратор, встановлений поряд з барботером. В роботі планується модернізація ферментера з метою зменшення енерговитрат, зменшення матеріалоємності, металоємності.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА МОЛОЧНОЇ КИСЛОТИ

    Молочну кислоту широко використовують у хімічній (отримання пластмас, барвників, чорнила, лаків), фармацевтичній і харчовій промисловості.[1]. На субстратах, що містять вуглеводи, багато чисельні молочнокислі бактерії продукують молочну кислоту СН3-СНОН-СООН. Найчастіше вони зустрічаються в молочних продуктах, на їх діяльності грунтується отримання кисляку, сметани та інших кисломолочних продуктів. Молочнокислі бактерії знаходяться і на зерні, тому житній хліб можна отримати після природного бродіння тіста. У промисловості молочну кислоту отримують, використовуючи Bacteriumdelbrŭckii (синонім Lactobacillusdelbrŭckii), які належать до термофільних бактерій з оптимальною температурою розвитку 45-50° С. Спочатку має місце гліколіз, потім піровиноградна кислота відновлюється під впливом ферменту лактатдегідрогенази. Молочну кислоту в промислових умовах отримують методом анаеробної глибинної ферментації. В якості основної сировини використовують мелясу, сахарозу, гідролізати крохмалю. Концентрація цукру в середовищі 5-20%, температура 48-50° С, рН 6,3-6,5. Під час ферментації рН середовища підтримують за допомогою крейди, яку додають 3-4 рази на добу. На процес молочнокислого бродіння позитивний вплив надають біологічно активні речовини. З цією метою до середовища додають витяжку солодових паростків. Тривалість ферментації 7-11 діб. По закінченні ферментації в середовищі залишається 0,5-0,1% цукру і 11- 14% лактату кальцію. Осад крейди і колоїди відділяють фільтрацією або відстоюванням при 80-90° С. Фільтрат упарюють до концентрації 27-30%, потім охолоджують до 25-30° С і витримують в кристалізаторах 36-48 годин. Кристали лактату відцентрифуговують (вихід їх становить 50-55%). Реалізуючи кристалізацію зі слабких розчинів, вдається збільшити вихід кристалів до 95%. Останнім часом розроблені прийоми безперервної кристалізації лактату. Молочну кислоту з лактату отримують за допомогоюсірчаної кислоти. Для, відділення іонів заліза сирець молочної кислоти при температурі 65° С обробляють жовтою кров’яною сіллю (випадає берлінська лазур). Важкі метали осаджують сульфатом натрію. Для адсорбції фарбувальних речовин використовують активованевугілля і потім проводять концентрування маси до 50% або 80% у вакуум-апаратах при тиску 800-920 кПа. Молочну кислоту додатково обробляють и ще раз активованим вугіллям, фільтрують і фасують. Метою проекту є модернізація установки виробництва молочної кислоти з розробкою апаратів ферментера, центрифуги сушарки.

    Переглянути