Выбор и обоснование способа производства, характеристика места размещения производства
В настоящее время дрожжи Saccharomyces cerevisiae культивируют периодическим способом с помощью ступенчатого наращивания биомассы, что позволяет улучшить адаптацию культуры к условиям выращивания и, как следствие, более рационально использовать сырьё и ресурсы производства с получением большего выхода целевого продукта.
Существует три способа культивирования дрожжей: бесприточный, воздушно-приточный и воздушно проточный.
Под бесприточным способом подразумевается, что все необходимые компоненты сразу загружаются в аппарат, питательную среду постоянно или периодически аэрируют в течение всего процесса выращивания. Он применяется при выращивании ЧК и ЕЧК.
В отличие от бесприточного в воздушно-приточном способе постоянно осуществляются доливы питательных веществ. По мере накопления продуктов жизнедеятельности клеток постепенно снижается скорость прироста биомассы, что ограничивает продолжительность процесса по времени. Этот способ применяют при выращивании ЧК, ЕЧК и товарных дрожжей.
И воздушно-приточный, и бесприточный методы культивирования относятся к периодическим способам.
Воздушно-проточный способ является непрерывным. В процессе выращивания помимо доливов питательной среды и постоянной аэрации суспензии дрожжей производятся её отливы в другой аппарат.
Все три способа используются в различных схемах выращивания.
Схема Тбилисского завода заключается в следующем: маточная лабораторная культура и ЧК дрожжей выращиваются по схеме ВНИИХПа и используются для получения ЕЧК по воздушно-приточному способу. ЕЧК выращивается в две стадии, а товарные дрожжи в одну стадию в двух аппаратах. Часть товарных дрожжей, выращенных в первом дрожжерастительном аппарате может служить засевным материалом для второго, а выращенных во втором для первого. Число таких циклов может доходить до 10.
|
|
|
Эта технология позволяет достичь значительного выхода целевого продукта, но в то же время из-за большого числа циклов возрастает вероятность контаминации.
Минская схема использует элементы технологии тбилисского завода, культивирование протекает в аппаратах небольшой высоты, что позволяет сэкономить на производственных площадях, однако конечная концентрация товарных дрожжей составляет всего лишь 80 кг/м3.
По схеме Эркен-Шахарского завода дрожжи в лаборатории выращивают в четыре стадии с постепенным увеличением объёма при температуре 26 0С, каждая стадия длится 24 часа; выращивание ЧК также проводится в четыре стадии с использованием бесприточного и воздушно-приточного способов культивирования, товарные – в две стадии по воздушно-приточному режиму.
|
|
|
Основными недостатками технологии являются культивирование маточной культуры в лаборатории при температуре меньше оптимальной и продолжительность процесса.
Схема ВНИИХП является своего рода классикой выращивания дрожжей, она распространена больше остальных методик и применяется долгие годы на различных предприятиях. В лаборатории дрожжи выращивают в четыре стадии при температурном оптимуме в 30 0С, постепенно увеличивая объём. Каждая стадия длится 16 – 24 ч. Дрожжи ЧК тоже выращивают в четыре стадии с увеличением объёма. Суспензия дрожжей, полученная на выходе с четвёртой стадии ЧК, подвергается сепарации, после чего концентрат подаётся на засев аппарата ЕЧК или товарного производства. Выращивание товарных дрожжей проходит в две стадии.
Неотъемлемым преимуществом схемы ВНИИХП является её надёжность и проверенность временем, но недостаток у неё такой же как и у большинства, заключающийся в продолжительности процесса. Поэтому на отдельных заводах имеются её модификации, основной идеей которых является отказ от некоторых стадий в пользу сокращения производственного цикла.
Помимо выше рассмотренных схем выращивания, которые являются наиболее известными и широко применимыми, существуют и другие.
|
|
|
Схема ВНИИПБТ была разработана на основе результатов анализа действующих в стране технологий выращивания дрожжей. Эта методика стремится уменьшить затраты энергии и аэрирующего воздуха. В основе её лежит идея синхронной работы дрожжерастительных аппаратов. Отличительной чертой этой схемы являются большие засевы, позволяющие получить за короткий период времени требуемое количество биомассы.
При разработке схемы выращивания перед Узловским заводом стояла цель получить как можно больший выход дрожжей из единицы сырья с минимальными затратами энергии. В этой схеме используют большие засевы, размножение дрожжей при этом сдерживают понижением температуры и уменьшением аэрации. При выращивании маточной культуры ЧК задаются целью получить качественный засевной материал с высокой активностью. Режимы рН строго определены для каждой из стадий, что позволяет обеспечить чистоту культуры. Для максимального использования кислорода воздуха производство снабжается 11-метровыми аппаратами и воздуходувками, а для улучшения его растворимости температуру ферментации уменьшают на 10 0С.
Таблица 3.1 – Сравнение схем выращивания дрожжей Saccharomyces cerevisiae
|
|
|
| Название схемы | Достоинства | Недостатки |
| Тбилисского завода | Значительный выход целевого продукта | Высока вероятность контаминации |
| Эркен-Шахарского завода | - | Длительность процесса, температура выращивания в лаборатории не соответствует оптимуму |
| ВНИИХП | Надёжность, используется долгие годы | Длительность процесса |
| Минская | Выращивание в аппаратах небольшой высоты, экономия на производственных площадях | Небольшая концентрация товарных дрожжей на сливе с дрожжерастительного аппарата |
| ВНИИПБТ | Рациональное использование ресурсов производства, быстрое накопление необходимого количества биомассы | Сложность, большие засевы |
| Узловского завода | Рациональное использование ресурсов производства | Необходимо выделять дополнительные площади под громоздкое оборудование для осуществления аэрации, использование больших засевов |
Из рассмотренных выше схем культивирования наиболее предпочтительной является схема ВНИИХП, так как
- в отличие от Тбилисской при её использовании меньше вероятность контаминации целевого продукта;
- по сравнению с Минской она даёт больший выход товарных дрожжей;
- нет необходимости выделять отдельные площади под оборудование для осуществления аэрации, а также обслуживать его, как это делается при использовании методики Узловского завода;
- с такого же количества засева, как используют в схеме Узловского завода и ВНИИПБТ, можно получить больший выход, хоть выращивание и будет идти дольше;
- условия культивирования маточной культуры в лаборатории являются более благоприятными, чем в схеме Эркен-Шахарского завода, и в целом процесс выращивания всех стадий в совокупности длится меньше.
Предприятие АО «Комбинат пищевых продуктов» использует существенно модифицированную схему ВНИИХП, которая взята за основу в данном дипломном проекте, однако некоторые её стороны подлежат изменению. Так, лабораторная стадия выращивания засевного материала приближена к оригинальной схеме ВНИИХП, так как многостадийное культивирование позволяет сократить лаг-фазу. Также в технологии будет иметься нововведение – солодовый экстракт, являющийся основой питательной среды для культивирования засевного материала в лаборатории, будет частично заменён мелассой с целью привыкания культуры дрожжей к источнику углерода, использующемуся на стадиях ЧК-I и товарной.
Производство размещено в г. Санкт-Петербурге недалеко от центра города, что обеспечивает его доступность для работников предприятия. Санкт-Петербург – город-миллионник с развитой транспортной инфраструктурой, что позволяет легко реализовать готовую продукцию, причём она может быть отправлена и в другие города России, и обеспечивает большое разнообразие выбора поставщиков сырья и материалов, в том числе иностранных.
Помимо прочих преимуществ такого территориального расположения производства есть ещё одно: в Санкт-Петербурге находятся высшие учебные заведения, выпускающие специалистов, ориентированных на работу в пищевой промышленности, такие как ИТМО, СПбГТИ, СПбПУ, что позволит избежать нехватки квалифицированных кадров.
Технологическая часть
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 347; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!