Разработка технологии иммобилизации B-галктозидазы и оценка её биологического действия на молоко и некоторые молочные продукты

Силикагель по своей химической природе является оксидом кремния: Si(OH). Он химически неактивен, имеет хорошие адсорбционные свойства. Преставляет собой частицы округлой формы с диаметром 0,03-0,4см.

Крахмал отличается значительной гидрофильностью, образует достаточно плотные гели, и сам по себе не вступает в реакции с ферментом. Однако 3% и 5% крахмальные гели растворились при попытке иммобилизации в растворе фермента, а 10% гель не показал желаемых результатов.

Древесные опилки - достаточно редкий носитель для иммобилизации. Однако опилки обладают большой удельной поверхностью, гидрофильностью, они дешевы, поэтому представляют интерес для исследования.

Асбест (3МgО·2SiO2·2H2O) - гидросиликат магния, по химическому составу близкий хорошо известному всем минералу тальку (3МgО·4SiO2·H20), т.е. с химической точки зрения он абсолютно безвреден для организма. Представляет собой тончайшие полые трубочки-фибриллы диаметром 2,6·10-5мм, кристаллы напоминают мягкие целлюлозные волокна хлопковой ваты. Будучи материалом неорганическим, волокна асбеста не горят и выдерживают высокие температуры. Лишь при нагреве до 700 °С они теряют химически связанную воду и делаются хрупкими. Удельная поверхность асбеста 20м/г.

Асбест - это собирательное товарное название группы минералов, которые встречаются в природе в виде пучков волокон. Выделяются две группы минералов, отличающихся друг от друга по химическому составу, технологическим свойствам и степени влияния на организм человека - серпентиниты и амфиболы, в коммерческом использовании именующихся общим названием "асбест". Научные исследования, проведенные экологическими организациями, привели к нескольким основным выводам:

- влияние различных видов асбеста на организм человека различно. Наибольшую опасность представляли амфиболы (амозит, крокидолит, антофиллит, тремолит). В настоящее время добыча и использование этого вида асбеста запрещена во всем мире;

- хризотил представляет наименьшую опасность, даже по сравнению с искусственными заменителями и натуральными волокнам (целлюлоза), так как быстрее других волокон выводится из легких; - наибольшую опасность представляла технология напыления асбеста с налипанием (рыхлый асбест) на металлические конструкции зданий, судов и т.п. для целей пожаро- и теплоизоляции. Эта технология также запрещена к использованию.

Таким образом, в настоящее время единственным видом асбеста, используемым на мировом рынке, является хризотил. Производители применяют политику контролируемого ответственного использования хризотила, направленную на снижение риска негативного воздействия на здоровье людей, прежде всего рабочих, занятых на производстве.

Лавсан - химическое синтетическое полиэфирное волокно. По своему составу - сложный эфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. Лавсан химически инертен, устойчив к действию щелочей, кислот, микроорганизмов; обладает высокой прочностью, упругостью, термостойкостью. Недостаток - менее гидрофилен, чем другие носители.

Крахмал и лавсан, как химические чистые носители, использовались в первоначальном состоянии без подготовки. Асбест, опилки силикагель подготавливают следующим образом. Силикагель был просеян, промыт водой, прокипячен 10 мин в воде. Асбест и опилки не кипятили. Затем носители промывают в 1Н растворе NaOH, заново промывают водой, потом промывают в 1Н HCl , снова водой и отмачивают 1 час в дистиллированной воде. Данную процедуру повторяют два раза, после этого носители хранят в закрытом сосуде в дистиллированной воде, покрывающей поверхность носителя. Такая процедура необходима для достижения максимального очищения адсорбционной поверхности носителя от органических и неорганических веществ.

Оценка активности иммобилизованного фермента. Выявление неэффективных носителей.

Опыт иммобилизации в-галактозидазы на носителях с выдержкой носителя в 0,01 и 0,03% растворах фермента 1 сутки.

В колбах приготавливается по 100мл 0,01 и 0,03% растворы в-галактозидазы, затем вносилось по 10г асбеста, силикагеля, крахмала 10%-го, опилок и лавсана. После этого колбы оставляли при периодическом встряхивании на сутки. После данной процедуры носители с иммобилизованным ферментом промывались дистиллированной водой. В колбах приготавливался 100мл 5% раствора лактозы и вносились носители с иммобилизованной в-галактозидазой. Колбы помещали в термостат с температурой гидролиза 38єC. Степень снижения концентрации лактозы определяли через 1,2 и 3 суток рефрактометрическим методом. Дальнейшее выдерживание невозможно из-за испарения раствора.

На 10% геле крахмала не удалось иммобилизовать фермент.

Эффективность действия фермента в 2-х концентрациях, иммобилизованного на других носителях, представлена в таблицах 2.12 и 2.13.

Таблица 2.12 - Эффективность действия 0,01% в-галактозидазы на снижение концентрации лактозы (исходный раствор лактозы - 5%-й)

Опытная группа	Время измерения, сут
	1	2	3
Контроль, 5% раствор лактозы	5,02±0,14	4,97±0,21	4,95±0,12
Нативный фермент % Р	3,61±0,17 71,91 <0,05	3,56±0,13 71,62 <0,05	3,53±0,05 71,31 <0,001
Фермент, иммобилизованный на носителях:	лавсан % Р	3,56±0,04 70,91 <0,001	3,34±0,008 67,20 <0,001	3,12±0,037 62,77 <0,001
	силикагель % Р	4,78±0,012 95,21 <0,001	4,71±0,13 94,76 <0,01	4,66±0,21 92,82 <0,01
	асбест % Р	3,20±0,14 63,74 <0,05	3,01±0,042 60,56 <0,001	2,98±0,025 59,95 <0,001
	опилки % Р	2,85±0,016 56,77 <0,001	2,73±0,18 54,92 <0,01	2,58±0,546 51,91 <0,05

% - процент падения лактозы относительно контроля;

Р - достоверность относительно контроля.

Таблица 2.13 - Эффективность действия 0,03% в-галактозидазы на снижение концентрации лактозы (исходный раствор лактозы - 5%-й)

Опытная группа	Время измерения, сут
Контроль, 5% раствор лактозы	5,02±0,14	4,97±0,21	4,95±0,12
Нативный фермент % Р	2,99±0,008 59,51 <0,001	2,95±0,016 59,30 <0,001	2,95±0,021 59,30 <0,001
Фермент, иммобилизованный на носителях:	лавсан % Р	2,81±0,012 55,91 <0,001	2,51±0,004 50,50 <0,001	2,42±0,025 62,7748,90 <0,001
	силикагель % Р	4,67±0,01 93,02 <0,001	4,62±0,21 92,90 <0,05	4,52±0,04 91,30 <0,01
	асбест % Р	2,91±0,029 57,90 <0,01	2,76±0,037 55,50 <0,01	2,68±0,016 54,10 <0,001
	опилки % Р	2,03±0,012 40,40 <0,001	1,82±0,042 36,60 <0,001	1,70±0,012 34,30 <0,001

% - процент падения лактозы относительно контроля;

Р - достоверность относительно контроля.

Выводы. На эффективность действия были исследованы: нативная в-галактозидаза в концентрациях 0,01% и 0,03%, а также фермент, иммобилизованный на лавсане, силикагеле, асбесте и древесных опилках. При гидролизе нативным ферментом концентрация лактозы за 1 сутки резко снизилась (при 0,01% ферменте - на 29%, при 0,03% - на 40,5%), а затем изменялась незначительно, т.е. за сутки он практически инактивировался. При гидролизе иммобилизованная на лавсане, асбесте и опилках в-галактозидаза эффективно действовала даже на 3 сутки: при 0,01% ферменте концентрация по сравнению с контролем составила 37,2; 40,05 и 48%, а при 0,03% ферменте - 51,1; 46 и 65% соответственно на лавсане, асбесте и опилках. Фермент, иммобилизованный на силикагеле, не показал желаемого снижения концентрации лактозы.

Оценка продолжительности действия иммобилизованного фермента на снижение концентрации лактозы.

Следующим этапом исследования необходимо было выяснить продолжительность действия и срок хранения фермента.

Повторялась процедура иммобилизации фермента на лавсане, асбесте и опилках. 10г каждого носителя с ферментом вносили в 100мл 5% раствора лактозы. После выдерживания в термостате 1 сутки рефрактометрическим методом определяли снижение лактозы в растворе. После этого носитель извлекали из раствора, промывали дистиллированной водой и помещали на 1 сутки в холодильник при температуре 4єC. Затем вынимали стаканчики с иммобилизованным на носителях ферментом, нагревали до комнатной температуры и помещали в свежеприготовленный 5% раствор лактозы. Через сутки снова определяли концентрацию лактозы. Данную процедуру повторяли через 3,5,7,10 и 15 суток до достижения практически полной инактивации фермента. Статистически обработанные данные этой серии экспериментов представлены в таблицах 2.14 и 2.15.

Таблица 2.14 - Продолжительность действия 0,01% иммобилизованной в-галактозидазы на снижение концентрации лактозы (исходный раствор лактозы - 5%)

Время измерения, сут	Значения	Фермент, иммобилизованный на носителях:
		лавсан	асбест	опилки
1	M±m % Р	3,57±0,008 71,11 <0,001	3,18±0,008 63,34 <0,001	2,88±0,012 57,37 <0,001
2	M±m % Р	3,48±0,012 63,92 <0,001	3,29±0,016 65,53 <0,001	3,02±0,021 60,15 <0,001
3	M±m % Р	3,59±0,01 71,51 <0,001	3,36±0,021 66,93 <0,001	3,07±0,04 61,15 <0,001
5	M±m % Р	4,02±0,21 80,07 <0,001	3,62±0,012 72,11 <0,001	3,87±0,025 77,09 <0,001
7	M±m % Р	4,42±0,004 88,04 <0,001	3,95±0,004 78,68 <0,001	4,72±0,029 94,02 <0,01
10	M±m % Р	4,90±0,012 97,60 <0,01	4,27±0,037 85,05 <0,05	---
15	M±m % Р	---	4,57±0,037 91,03 <0,05	---

% - процент падения относительно контроля (5,02% раствор лактозы);

Р - достоверность относительно контроля.

Выводы. При иммобилизации в-галактозидазы на лавсане фермент дает максимальное снижение лактозы в первые трое суток (концентрация лактозы снизилась на 28,9; 36 и 28,5% соответственно через 1,2 и 3 суток). Затем активность фермента снижается, и через 10 суток концентрация лактозы после ферментативного гидролиза снизилась на 2,5%. Можно отметить, что снижение активности составляет в среднем 8,17% за сутки.

в-галактозидаза, иммобилизованная на асбесте, дала большее снижение лактозы, чем иммобилизованная на лавсане. За первые трое суток концентрация снизилась на 36,7; 34,5 и 33% соответственно. Фермент, иммобилизованный на асбесте, дольше сохраняет свою активность: через 15 суток с начала опыта концентрация лактозы составляет 91% от контроля (с 5,02 упала до 4,57%). Снижение активности составляет 4,28% в сутки.

Иммобилизованный на опилках фермент показал максимальное снижение концентрации лактозы: через 1 сутки - на 42,6; через 2-е - 39,9; через 3-е - 38,9%. Однако галактаза сохраняет свою активность меньше времени, чем иммобилизованная на других носителях. Через 7 суток фермент показал снижение лактозы на 6%. Среднесуточное снижение активности - 9,16%.

Итак, иммобилизованный на асбесте фермент показал не только значительное снижение лактозы, но и сохранил свою активность дольше, чем на других носителях.

Таблица 2.15 - Продолжительность действия 0,03% иммобилизованной в-галактозидазы на снижение концентрации лактозы

Время измерения, сут	Значения	Фермент, иммобилизованный на носителях:
		лавсан	асбест	опилки
1	M±m % Р	2,81±0,012 55,95 <0,001	2,91±0,037 57,96 <0,001	2,03±0,025 40,43 <0,001
2	M±m % Р	2,28±0,016 45,41 <0,001	2,82±0,033 56,17 <0,001	2,11±0,008 42,03 <0,001
3	M±m % Р	2,69±0,021 53,58 <0,001	3,01±0,012 59,96 <0,001	2,12±0,428 42,23 <0,001
5	M±m % Р	3,17±0,025 63,14 <0,001	3,13±0,462 62,35 <0,05	2,75±0,029 54,78 <0,001
7	M±m % Р	3,64±0,033 75,69 <0,001	3,32±0,016 66,13 <0,001	3,60±0,021 71,71 <0,01
10	M±m % Р	4,15±0,012 82,66 <0,001	3,75±0,504 74,70 >0,05	4,64±0,025 92,43 <0,001
15	M±m % Р	4,77±0,042 95,01 <0,05	4,57±0,037 91,03 <0,05	---

% - процент падения относительно контроля (5,02% раствор лактозы);

Р - достоверность относительно контроля.

Рисунок 2.2 - Продолжительность действия 0,03% иммобилизованной в-галактозидазы на снижение концентрации лактозы (исходный раствор лактозы - 5%)

Выводы. 0,03% раствор в-галактозидазы, иммобилизованный на различных носителях, более эффективно снижает концентрацию лактозы, чем 0,01%.

в-галактозидаза, иммобилизованная на лавсане, дала снижение концентрации в ее растворе на 44% за 1-е сутки; на 44,6% - за 2-е сутки и на 46,4% за 3-и сутки. Затем активность фермента стала уменьшаться примерно на 8,23% в сутки; и через 15 суток концентрация лактозы после гидролиза составила 95% от контроля (4,77 от 5,02%).

При гидролизе ферментом, иммобилизованным на асбесте, концентрация лактозы через 1 сутки снизилась на 42% по сравнению с контролем; через 2 суток - на 43,83%, а через 3 суток - на 40%. После активность фермента снижается в среднем на 5,24%. Через 15 суток концентрация лактозы снизилась с 5,02 до 4,31% и составила 85,85% от контроля.

Фермент, иммобилизованный на древесных опилках, при гидролизе проявил наибольшую эффективность: через 1 сутки концентрация лактозы упала на 69%, через 2 суток - на 58%, через 3 суток - на 57,8%. Однако активность иммобилизованной на опилках в-галактозидазы ниже, чем на других носителях. Активность снижается в среднем на 10,4% в сутки. Через 10 дней концентрация лактозы снижается лишь на 8% (с 5,02 до 4,64%).

Определить снижение содержание лактозы после ферментативного гидролиза иммобилизованным ферментом в 2-х концентрациях:

а) для цельного молока;

В 4 колбы вносили по 100мл свежего коровьего молока 2,5% жирности производства ОАО “Энгельсский Молочный Комбинат”. 1 колба - контроль - молоко без добавления фермента, а в остальные вносили по 10г носителя с предварительно иммобилизованным ферментом. Концентрация лактозы определялась рефрактометрическим методом через 3,6 и 24 часа. Результаты эксперимента представлены в таблицах 2.16 и 2.17.

Таблица 2.16 - Изменение содержания лактозы в коровьем молоке под влиянием 0,01% иммобилизованной в-галактозидазы

Время измерения, ч	Значения	Контроль	Фермент, иммобилизованный на носителях:
			лавсан	асбест	опилки
3	M±m % Р	4,72±0,13	3,91±0,008 77,88 <0,001	3,65±0,037 72,70 <0,05	3,52±0,008 70,11 <0,05
6	M±m % Р	4,56±0,49	3,59±0,037 71,51 <0,05	3,43±0,004 68,32 <0,05	3,30±0,023 65,73 <0,05
24	M±m % Р	4,49±0,09	3,27±0,025 65,13 <0,05	3,21±0,031 63,94 <0,05	3,15±0,420 62,74 >0,05

% - процент падения относительно контроля (свежее коровье молоко без добавления фермента);

Р - достоверность относительно контроля.

Таблица 2.17 - Изменение содержания лактозы в коровьем молоке под влиянием 0,03% иммобилизованной в-галактозидазы

Время измерения, ч	Значения	Контроль	Фермент, иммобилизованный на носителях:
			лавсан	асбест	опилки
3	M±m % Р	4,72±0,13	3,72±0,037 74,10 <0,05	3,44±0,004 68,52 <0,05	3,28±0,546 65,33 >0,05
6	M±m % Р	4,56±0,11	3,43±0,004 68,32 <0,05	3,27±0,504 65,13 >0,05	3,05±0,029 60,75 <0,05
24	M±m % Р	4,49±0,09	3,01±0,021 59,99 <0,05	3,21±0,031 60,75 <0,05	2,72±0,037 54,18 <0,01

% - процент падения относительно контроля (свежее коровье молоко без добавления фермента);

Р - достоверность относительно контроля.

Рисунок 2.3 - Изменение содержания лактозы в коровьем молоке под влиянием 0,03% раствора в?галактозидазы

Выводы. В свежем коровьем молоке содержание лактозы находится в пределах норм и с течением времени изменяется незначительно (с 4,77 до 4,49%). При добавлении 0,01% в-галактозидазы, иммобилизованной на лавсане, концентрация лактозы снизилась за сутки на 34,9%, на асбесте - на 36%, а на опилках - на 37,2%.

При добавлении 0,03% в-галактозидазы, иммобилизованной на различных носителях, концентрация снизилась более значительно. При ферментативном гидролизе иммобилизованном на лавсане ферментом концентрация снизилась через 3 часа на 25,9; 6 часов - 31,7; 24 часа - на 40%. При иммобилизации на асбесте на 31,5; 34,5 и 39,3% через 3,6 и 24 часа соответственно. Максимального снижения концентрации удалось добиться путем гидролиза с помощью в-галактозидазы, иммобилизованной на опилках: через 3 часа концентрация снизилась на 34,7; через 6сачов - на 39,3, а через 24 часа - на 45,6%.

б) для сухого молока.

Аналогичный опыт повторяли с сухим молоком.

Данные результатов опыта по введению иммобилизованной в-галактозидазы в сухое молоко представлены в таблицах 2.18 и 2.19.

Таблица 2.18 - Изменение содержания лактозы в сухом молоке под влиянием 0,01% иммобилизованной в-галактозидазы

Время измерения, ч	Значения	Контроль	Фермент, иммобилизованный на носителях:
			лавсан	асбест	опилки
3	M±m % Р	4,68±0,04	4,12±0,042 82,07 >0,05	4,03±0,012 80,27 <0,05	3,97±0,008 79,08 <0,01
6	M±m % Р	4,55±0,14	3,66±0,008 72,90 <0,05	3,54±0,042 70,51 <0,05	3,45±0,029 68,72 <0,05
24	M±m % Р	4,42±0,21	3,28±0,016 65,33 <0,01	3,22±0,025 64,14 <0,01	3,09±0,033 61,55 <0,001

% - процент падения относительно контроля (сухое молоко без добавления фермента);

Р - достоверность относительно контроля.

Таблица 2.19 - Изменение содержания лактозы в сухом молоке под влиянием 0,03% иммобилизованной в-галактозидазы

Время измерения, ч	Значения	Контроль	Фермент, иммобилизованный на носителях:
			лавсан	асбест	опилки
3	M±m % Р	4,68±0,04	3,50±0,042 69,72 <0,01	3,42±0,042 68,12 <0,05	3,35±0,016 66,73 <0,01
6	M±m % Р	4,55±0,14	3,01±0,462 59,96 <0,05	2,83±0,021 56,37 <0,001	2,68±0,546 53,38 <0,05
24	M±m % Р	4,42±0,21	2,48±0,037 49,40 <0,001	2,41±0,029 48,00 <0,001	2,27±0,012 45,21 <0,001

% - процент падения относительно контроля (сухое молоко без добавления фермента);

Р - достоверность относительно контроля.

Выводы. В сухом молоке без проведенного гидролиза концентрация лактозы за 24 часа изменяется незначительно: с 4,69 до 4,42%.

При внесении в сухое молоко 0,01% в-галактозидазы, иммобилизованной на лавсане, концентрация лактозы падает по сравнению с контролем: за 3 часа - на 18%; 6 часов - на 21%, а за 24 часа - на 34,7%. При добавлении такой же концентрации фермента, иммобилизованного на асбесте, концентрация лактозы снижается почти аналогично: на 19,8; 29,5 и 35,9% соответственно за 3,6 и 24 часа. Иммобилизованный на опилках фермент снижает концентрацию лактозы в сухом молоке на 21; 31,3 и 28,5% .

Добавление в сухое молоко 0,03% иммобилизованной в-галактозидахы дает более выраженное снижение концентрации лактозы. При внесении иммобилизованного на лавсане фермента содержание лактозы снизилось на 30,3; 40,0 и 50,6% за 3,6 и 24 часа; на асбесте - на 31,9; 43,7 и 52,0%. Наибольшую эффективность показал фермент, иммобилизованный на опилках: за 3,6 и 24 часа концентрация лактозы упала на 33,3; 46,6 и 54,8%.

5. Внесение иммобилизованной в-галактозидазы в сгущенное молоко:

а) на стадии полуфабриката внести иммобилизованный фермент; провести ферментативный гидролиз и определить содержание лактозы в вареном сгущенном молоке

Подготовить иммобилизованный фермент. В колбы вносили по 100мл сгущенного молока “Семь гномов” (молоко взяли во время производства на ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” до проведения гидролиза). В колбы прибавили по 10г в-галактозидазы, иммобилизованной на лавсане, асбесте и опилках. Провели ферментативный гидролиз с выдержкой в термостате 3ч при температуре 38єC. Для извлечения иммобилизованного фермента к сгущенному молоку приливали воду в соотношении 1:1, извлекали из жидкого сгущенного молока носитель с ферментом. После этого проводили варку сгущенного молока до готовности, постоянно перемешивая.

Определение концентрации лактозы в сгущенном молоке после гидролиза иммобилизованным ферментом осуществляли фотоколориметрическим методом. Результаты опыта - в таблице 2.20:

Таблица 2.20 - Эффективность снижения лактозы в вареном сгущенном молоке “Семь гномов” под влиянием иммобилизованной в-галактозидазы

Группа	Фермент, иммобилизованный на носителях:
	лавсан	асбест	опилки
1 % Р	1,87±0,033 46,75 <0,001	1,82±0,42 45,50 <0,05	1,70±0,025 42,40 <0,001
3 % Р	1,41±0,021 35,25 <0,001	1,28±0,008 42,00 <0,001	1,12±0,462 28,00 <0,01

1 - 0,01% концентрация в-галактозидазы;

3 - 0,03% концентрация в-галактозидазы;

% - процент падения относительно контроля (вареное сгущенное молоко “Семь гномов” без добавления иммобилизованного фермента(4,00±0,10);

Р - достоверность относительно контроля.

б) определение концентрации лактозы в вареном сгущенном молоке, приготовленном на молоке с гидролизованной лактозой.

В этом эксперименте в домашних условиях повторили технологию получения вареного сгущенного молока на ООО “Маслосырбаза “Энгельсская”. Восстановили сухое молоко с водой. Затем в кастрюльки с молоком добавляли по 50г носителя с предварительно иммобилизованным ферментом и проводили гидролиз 3 ч. Извлекали носитель и продолжали приготовление молока: нагрели до 75єC, внесли масло сливочное “Покровское”, дали вработаться 20минут. Затем добавили сахар, после этого нагрели до 95єC и начали варку. В этом случае продолжительность варки сгущенного молока сокращается, так как не требуется охлаждение молока до 38єC для осуществления гидролиза, а затем повторного его нагревания до той же температуры. Для 500г молока потребовалось:

- молока сухого - 115г;

- воды - 140мл;

- масла сливочного - 40,5г;

- сахарного песка - 220г.

Статистически обработанные данные эксперимента представлены в таблице 2.21:

Таблица 2.21 - Эффективность снижения лактозы в вареном сгущенном молоке “Семь гномов”, приготовленном на предварительно гидролизованном в-галактозидазой сухом молоке

Группа	Фермент, иммобилизованный на носителях:
	лавсан	асбест	опилки
1 % Р	2,05±0,042 51,25 <0,001	2,01±0,016 50,25 <0,01	1,96±0,546 49,00 <0,05
3 % Р	1,61±0,037 40,25 <0,001	1,53±0,036 38,25 <0,01	1,38±0,029 34,50 <0,01

1 - 0,01% концентрация в-галактозидазы;

3 - 0,03% концентрация в-галактозидазы;

% - процент падения относительно контроля (вареное сгущенное молоко “Семь гномов” без добавления иммобилизованного фермента(4,00±0,10);

Р - достоверность относительно контроля.

Рисунок 2.4 - Эффективность снижения лактозы в вареном сгущенном молоке “Семь гномов”, приготовленном на предварительно гидролизованном в?галактозидазой сухом молоке

Выводы: После внесения 0,01% иммобилизованного фермента в полуфабрикат сгущенного молока, проведения ферментативного гидролиза и варки, концентрация лактозы изменилась следующим образом. При иммобилизации на лавсане снизилась на 53,3%; на асбесте - на 54,5%; на опилках - на 57,5%. При 0,03% в-галактозидазе, иммобилизованной на лавсане, асбесте и опилках, концентрация лактозы снизилась соответственно на 64,8; 58 и 72%.

В вареном сгущенном молоке, приготовленном на предварительно гидролизированном сухом молоке, также удалось добиться существенного снижения концентрации лактозы. При 0,01% в-галактозидазе, иммобилизованной на лавсане снижение составило 48,8%, на асбесте - 49,8%, опилках - 51%. После внесения 0,03% фермента, иммобилизованного на лавсане, асбесте и опилках, содержание лактозы снизилось на 59,8; 61,8 и 65,5% соответственно.

Раздел 3. Инженерная часть

3.1 Описание АПС до реконструкции

сгущенный молоко производство фермент лактоза

В аппаратурно-процессовую схему производства вареного сгущенного молока “Семь гномов” входит следующее оборудование:

танк Я1-ОСВ-1.

загрузочная воронка

диспергатор Я9-ОРП

фасовочный автомат АЛУР-1500.

Отмеривают необходимое количество воды и подают в танк 1. Через загрузочную воронку 2 добавляют сухое обезжиренное молоко и рециркулируют до полного восстановления. Через диспергатор 3 подают масло сливочное, после чего проводят эмульгирование. Через воронку 2 в смесь вносят сахар-песок, проводят сгущение 2-3 часа, затем сгущенное молоко охлаждают. В танк 1 вносят заданное количество фермента, затем смесь снова нагревают и варят около 3-х часов. Полученное вареное сгущенное молоко охлаждают и из танка 1 молоко поступает на фасовку в фасовочный автомат АЛУР-1500 5. Аппаратурно-производственная схема производства сгущенного молока до реконструкции представлена на чертеже СГАУ БТ Д ПСМ1 1202.002 ТС.

На основании исследований, проведенных на кафедре биотехнологии, органической и биологической химии, предлагаем расширить ассортимент выпускаемой продукции предприятии вареным сгущенным молоком, приготовленным из предварительно гидролизованного иммобилизованной в?галактозидазой сухого молока. В связи с этим в технологическую линию предлагаем ввести двухкорпусную вукуум-выпарную установку, что позволит сократить время приготовления сгущенного молока. Расчет установки представлен в разделе “Оборудование”. Аппаратурно-производственная схема производства сгущенного молока после реконструкции представлена на чертеже СГАУ БТ Д ПСМ2 1202.002 ТС.

Описание аппаратурно-процессовой схемы производства вареного сгущенного молока “Семь гномов” после реконструкции.

В танке 1 восстанавливают молоко из обезжиренного сухого молока и воды. Вносят предварительно подготовленное необходимое количество асбеста с иммобилизованной на нем в?галактозидазой. Проводят ферментативный гидролиз 3 часа при температуре 38?C. Через диспергатор 3 извлекают носитель. После этого в танк 1 в молоко с гидролизованной лактозой вносят сливочное масло, проводят эмульгирование. Затем через загрузочную воронку 2 прибавляют заданное количество сахара, дают ему вработаться. Затем смесь поступает в вакуум-выпарной аппарат 5, где происходит ее сгущение около 3-х часов. После этого вареное сгущенное молок поступает в вакуум-охладитель 6, где охлаждается до температуры фасования. Охлажденное вареное сгущенное молоко “Семь гномов” фасуют в пластиковые стаканчики через фасовочный автомат 4.

3.2 Описание оборудования

Оборудование, используемое для производства базового продукта - вареного сгущенного молока “Семь гномов”, представлено в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристика производственного оборудования

Наименование	Марка	Размеры	Производительность
Установка заквасочная	РЗ, ОЗУ, 0, 63	1363Ч1013Ч1777	Вместимость рабочая, не более 0, 63м2
Диспергатор (роторно-пульсационный аппарат)	Я9-ОРП	1595Ч554Ч620	По воде - 30000л/ч По сгущенной (45-48%с.в.) многокомпонентной смеси - 3000л/ч
Установка фасовки в пластмассовые стаканчики автоматическая	АЛУР-1500см	1200Ч1000Ч2000	1300-1900 стаканчиков в час

Установка фасовки в пластмассовые стаканчики автоматическая АЛУР-1500см

Назначение. Установка предназначена для автоматического фасования (объемного дозирования и герметичного запечатывания) подогретых плавленых сыров и других жидких и пастообразных продуктов без подогрева (соков, растительных масел, молочных продуктов) в полипропиленовые стаканчики диаметром до 95 мм (наружный диаметр отбортовки) максимальной высотой 122 мм и объемом до 500 мм (ТУ 2291-047-004, 19789-96, ТУ 2297-409-00203096-96) с автоматической герметизацией стаканчиков крышками из алюминиевой фольги термолаковым покрытием по ТУ 1119-004-00472673-96, ТУ 28008-00419787-95, разрешенных Госкомсанэпиднадзором России для контакта с пищевыми продуктами, и установки пластмассовых крышек (поверх алюминиевых) для многоразоваго использования продукта.

Установка является технологическим оборудованием и не может быть использована в качестве средства измерения или счетчика продукта.

Поскольку установка не является средством измерения для контроля повторяемости порций и погрешности дозирования в соответствии с требованиями по фасованию продуктов, потребитель обязан для эксплуатации установки приобрести и использовать весы с пределом погрешность не более ± 5 г, аттестованные органами метрологической службы.

Установка изготовлена в климатическом исполнении УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150 и предназначена для работы при температуре от10 до 35єC и относительной влажности воздуха 80% (при 25єC) и атмосферном давлении 86-106 кПа(650-800 мм рт.ст.).

Установку размещают в помещениях, отделка которых отвечает требованиям действующих санитарных правил для предприятий пищевой промышленности.

Установка применяется автономно.

Питание установки осуществляется по однофазной цепи переменного тока напряжением 220 В и частоты 50 гЦ.

Установка обеспечивает работу при подаче сжатого воздуха класса загрязненности не ниже 8 по ГОСТ 17433 под давлением 0,600МПа.

Основные технические данные и характеристики

Габаритные размеры установки 1200Ч1000Ч2000мм.

Масса установки не более 185-225 кг (в зависимости от модификации установки).

Установка обеспечивает фасование и герметичное запечатывание жидких и пастообразных продуктов в полипропиленовые и полистирольные стаканчики с наружными диаметрами 75 мм и 95 мм и максимальной высотой 120 мм, емкостью до 500мл по ТУ 2291-047-004, 19789-96, ТУ 2297-409-00203096-96. Проверка герметичности запечатывания - мо методике ВНИМИ №2-05-024-90 для отраслевого реестра.

Погрешность дозирования - не более ±2%.

Потребляемая мощность - не более 1, 7 кВт.

Расход сжатого воздуха - 244, 0-327, 0 л/м (в зависимости от модификации установки).

Время входа на рабочий режим - не более 20 минут.

Установка обеспечивает герметичность запечатывания при хранении продукта (сплошность контакта с бортом стаканчика).

Состав установки

Установка состоит из основных частей, перечисленных в таблице.

Таблица 3.2 - Состав установки АЛУР - 1500 см.

№ позиции	Наименование	Количество
1	Стол	1
2	Карусель	1
3	Фиксатор	1
4	Механизм разгрузки	1
5	Установка розлива	1
6, 7	Датчики наличия стаканчиков	2
8	Механизм перемещения алюминиевых крышек	1
9	Механизм сварки	1
10	Механизм датирования	1
11	Механизм перемещения пластиковых крышек	1
12	Накопитель	1
13	Механизм загрузки стаканчиков	1
14	Узел облучения	2
15	Блок управления	1
16	Узел подготовки воздуха	1
17	Блок пневматический	1

Установка заквасочная РЗ.ОЗУ. 0, 63

Установка заквасочная РЗ.ОЗУ. 0, 63 предназначена для приготовления производственной закваски на чистых культурах молочно-кислых бактерий, путем пастеризации молока, его сквашивания и охлаждения закваски.

Основные технические данные и характеристики

Вместимость рабочая, не менее 0, 63м3

Частота вращения мешалки (0, 47±0,02)с-1.

Установленная мощность 0, 55 кВт.

Потребление электроэнергии, не более 0, 4 кВт/ч.

Расход пара, не более 130 кг/ч.

Рабочее давление пара (0, 30±0, 05) МПа.

Температура пара 120-140єC.

Расход ледяной воды, не более 2, 3м3/ч.

Рабочее давление ледяной воды (0, 30±0, 05) МПа.

Температуры ледяной воды 2-3єC.

Температура пастеризации (95±2)єC.

Время нагрева молока от 5-10єC до температуры пастеризации, не более 70мин.

Время выдержки при пастеризации молока 60 мин.

Время охлаждения молока от температуры пастеризации (95±2)єC до температуры (35±2)єC, не более 120 мин.

Температура сквашивания молока по инструкции предприятий молочной промышленности 18-42єC.

Роторно-пульсационный аппарат (диспергатор). Марка Я9-ОРП

Характеристики продукции.

Роторно-пульсационный аппарат предназначен для получения жидких многокомпонентных смесей различной вязкости, таких как плавленые сыры, майонез, сгущенные молочные смеси с наполнителями, молочно-белковые десерты и выполнения следующих функций: смешивание сухих компонентов в жидкостях с получением однородных многокомпонентных систем: растворение сухих пищевых компонентов (белок, крахмал, сухие молочные продукты, сахар); диспергирование нерастворимого пищевого сырья (творог, казеин, какао-порошок) с получением стойких нерасслаивающихся дисперсий; эмульгирование животных и растительных жиров с получением стойких эмульсий.

Область применения - предприятия пищевой промышленности, а также другие отрасли народного хозяйства, где обрабатываются гетерогенные системы с жидкой сплошной средой.

Основные параметры и размеры.

Производительность

не воде, л/ч, не менее30000

по казеинатам (30% с.в), л/ч, не менее120

по майонезу (35% жирности), л/ч, не менее

по сгущенной (45-48% с.в. ) многокомпонентной, смеси, л/ч,

не менее3000

по творожным десертам, ластам, плавленым сырам, кг/ч,

не менее1000

Напор по воде, м, не менее46

Частота вращения ротора, с-1 (об/мин.)50(3000)

3.3 Расчет предлагаемого оборудования

Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки

Продукт - молоко. Производительность ВУ S=0,028кг/ч. Концентрация сухих веществ поступающего молока В0=15%, конечная концентрация Вк=40%.

Тепловой расчет

Находим расход выпаренной влаги:

Распределяем количество выпаренной воды по корпусам. Для двухкорпусной ВУ принимаем соотношения:

W1:W2=1:1, 17

Получаем для первого корпуса:

W1=кг/ч

Для второго корпуса:

кг/ч

кг/ч.

Определяем концентрации продукта в корпусах

1.4 Температура греющего пара Т1=90єC, давление РН=71кПА. Давление в бароконденсаторе (10% от РН)

Па.

ТК=39, 25єC (из таблицы насыщенного пара).

Температура вторичного пара во втором корпусе:

Q2=TK=1=40, 25єC

Р2=7, 45·103Па.

Средний перепад давления в одном корпусе:

ДpПа.

Давление вторичного пара в первом корпусе:

Па.

Q1=75,5єC.

Определение температурных потерь.

Температурные потери от физико-химической депрессии зависят от концентрации раствора в корпусах и могут быть рассчитаны по формуле:

єC

єC

Температурные потери от гидростатической депрессии можно принять равными 1, 5єC на каждый корпус. Тогда по двум корпусам температурные потери составят:

єC.

Температурные потери от гидравлической депрессии можно принять равными 1єC. Тогда по двум корпусам температурные потери составят:

єC.

Сумма всех температурных потерь в установке будет равна:

єC

Определение полезной разности температур в установке и ее распределение по корпусам:

Полная разность температур в установке:

єC

Полезная разность температур в установке:

єC

Тепловые нагрузки по отдельным корпусам:

; ,

где D1 и D2 - расходы греющего пара в корпусах, для предварительных расчетов можно принять:

D1=W1=0,008кг/с;

D2= W1=0,008кг/с;

r1 и r2 - теплота конденсации греющего пара по корпусам, определяем из таблицы насыщенного пара по давлению в корпусах:

r1=2319, 05·103Дж/кг=2319050Дж/кг;

r2=2403, 12кДж/кг=2403120Дж/кг

Тогда Q1=0, 008·2319050=18553Дж/кг;

Q2=0, 008·2403120=19255Дж/кг.

Распределение полезной разности температур по корпусам при равенстве поверхностей нагрева:

; ,

где к1 и к2 - коэффициенты теплопередачи в корпусах. При вычислении полезной разности температур по формулам нет необходимости знать численные значения коэффициентов теплопередачи, а можно пользоваться лишь их соотношениями.

Для предварительного расчета это соотношение ориентировочно можно принять:

к1 : к2=1 : 0, 26

єC

єC.

Расчет температурного режима выпарной установки

Для определения температурного режима установки вычисляются температуры кипения раствора, вторичного и греющего пара, єC:

Таблица 3.3 - Температурный режим установки

Наименование величин	Корпус	Конденсатор
	1	2
Гидравлическая депрессия	1	1
Температура греющего пара	90	78, 66	39, 25
Полезная разность температур	8, 4	33, 5
Температура кипения раствора	81, 6	45, 16
Физико-химическая депрессия	0, 44	2, 42
Гидростатическая депрессия	1, 5	1, 5
Температура вторичного пара	79, 66	41, 24

Расчет коэффициентов теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи определяется по уравнению:

, Вт/(м2·єC),

где л1 - коэффициент теплопередачи от пара к стенке, Вт/(м2·єC);

RСТ - термическое сопротивление загрязненной стенки, Вт/(м2·єC).

,

где , - толщина соответственно металлической стенки трубы и слоя загрязнения, м.

=4мм=4·10-3м; принимаем равной 1мм=10-3м;

, - теплопроводность соответственно металлической стенки и слоя загрязнения, Вт/(м2 ·єC):

=46, 52 Вт/(м2 · єC) (сталь);

=1, 314 Вт/(м2 · єC) .

Тогда

Вт/м2 · єC.

- коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору, Вт/м2 · єC.

Для аппаратов с естественной циркуляцией коэффициент теплопередачи л1 определяется по критериальному уравнению для конденсации пара на вертикальной стенке:

Для случая конденсации водяного насыщенного пара на вертикальных трубах, это уравнение приводится к виду:

,

где g - плотность теплового потока, Вт/м2 ;

l - длина кипятильной трубы, м;

А1 - расчетный коэффициент, определяемый по температуре греющего пара.

Для I корпуса: Т1 = 90єC, значит

Для II корпуса: Т2 = 79єC, значит

Коэффициент теплопередачи л2 определяется по критериальному уравнению Кичигина и Тобилевича, которое после преобразования имеет вид:

,

где - расчетный коэффициент, зависящий от температуры кипения и концентрации раствора.

Для I корпуса: в1=21%; t1 = 81,6єC, значит

Для II корпуса: в2=40%; t2=45, 16єC, значит



Рассчитаем коэффициенты теплопередачи:

Определяем температурный напор (полезная разность температур):



По известной величине полезной разности температур для данного корпуса и найденного значения теплового потока, определяем коэффициент теплопередачи:

Проверка принятого соотношения коэффициентов теплопередачи:

к1 : к2= 1 : 0, 26

Определение расхода греющего пара.

Таблица 3.4 - Параметры теплоносителей по корпусам

Наименование величин	Ед. измерений	I корпус	II корпус
Температура греющего пара, Т	єC	90	78, 66
Энтальпия греющего пара, л	Дж/кг	26589000	2642200
Энтальпия конденсата, ф	Дж/кг	376940	344000
Температура вторичного пара, Q	єC	79, 66	41, 24
Энтальпия вторичного пара, i	Дж/кг	2644000	257510

Расход греющего пара в первом корпусе определяется по формуле:

Di=Dp(1+U)кг/с,

Где

Где с - удельная теплоемкость раствора (с=3584Дж/кг·єC),

Св - теплоемкость воды (св=4187Дж/кг·єC),

x и y - коэффициенты, U - коэффициент инжекции, принимаем U=0, 6.

x=2-в2

y = 2в1+ в2,

где в1 и в2 - коэффициенты самоиспарения, Дж/кг·єC.

,

Где t0 - температура поступающего раствора, t0 = 62єC.

Уточнение расчета выпаренной воды по корпусам:

,

Где б1 и б2 - коэффициенты испарения:



Определение поверхностей нагрева корпусов

, ,

Где Q1 и Q2 - тепловые нагрузки корпусов

Расчет тепловой изоляции

Толщина изоляционного слоя определяется из уравнения:

,

Где лИЗ - теплопроводность изоляционного материала.

лИЗ=0, 1Вт/(м2·єC) - севелит;

кП - коэффициент теплопередачи в окружающую среду:

,

Где - теплоотдача от поверхности изоляции к окружающему воздуху,

=9, 3+0, 058 =9, 3+0, 058·40=11, 62Вт/м2·єC;

=40єC - температура окружающего воздуха;

- температура среды в аппарате.

Для I корпуса:

.

Для II корпуса:

.

Конструктивный расчет аппарата

Греющая камера.

Число труб греющей камеры определяется из уравнения:

,

Где l - длина кипятильных труб (l = 3, 5м),

dp - расчетный диаметр кипятильной трубы:

т.к.

- внутренний диаметр трубы, м

В I корпусе:

.

Принимаем =9

Уточняем l1



Диаметр циркуляционной среды определяется по формуле:

Сечение циркуляционной трубы =35%.

.

Диаметр греющей камеры определяется из уравнения:

, где

t - расстояние между центрами соседних труб,

t=1, 4· =1, 4·0, 057=0, 08м;

b - число труб по большей диагонали (b=3).

DK=0, 08(3-1) +4·0, 057=0, 39м.

Диаметр корпуса аппарата определяется по формуле:

D=1, 12 DK=1, 12·0, 39=0, 44м.

Определение объема парового пространства:

, где

- количество выпаренной воды в аппарате, =0,0126кг/с=45,6кг/ч.

d - допустимое напряжение парового пространства:

, где

- предельное напряжение при атмосферном давлении

=1000кг/м3·ч;

- коэффициент, зависящий от давления вторичного пара (=0, 87);

- коэффициент, зависящий от уровня HW раствора над точкой ввода парожидкостной смеси в паровое пространство (=0, 27)

d = 0, 87·0, 27·1000=234, 9кг/м3·ч.



Высота парового пространства определяется по формуле:

, где

Определение диаметров патрубков.

Диаметры патрубков для подвода и отвода пара и жидкости определяется по уравнению:

, где

- расход, кг/с;

- плотность, кг/м3;

- скорость, м/с.

Для подвода и отвода раствора:

Для отвода конденсата:



Для паровых патрубков:

Для I корпуса:

Компоновка оборудования.

Определим площадь основных аппаратов:

Заквасочник: 1363ммЧ1013мм=1380789мм2.

Диспергатор: 1595ммЧ554мм=883630мм2.

АЛУР-1500см: 1200ммЧ1000мм=1200000мм2.

Умножаем на коэффициент 0, 6:

1380789Ч0,6+883630Ч0,6+1200000Ч0,6=828473,4+30178+720000=2078651,4мм2.

Значит, для установки оборудования в цеху необходимо 2078651,4мм2 свободного места [24, 38].

3.4 Снабжение предприятия

Функционирование любого предприятия невозможно без тепло-, электро-, хладо-, водоснабжения. В зависимости от вида выпускаемой продукции, ее ассортимента, количества и ряда других причин, предприятие потребляет то или иное количество нужных в производстве ресурсов.

3.4.1 Теплоснабжение предприятия

Теплоснабжение ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” осуществляется собственной промышленной котельной, которая находится на территории предприятия. Пар от котельной используется на технологические и хозяйственно-бытовые нужды.

В системах теплоснабжения применяется только насыщенный пар, так как перегретый пар сразу теряет свой перегрев при соприкосновении с относительно холодными поверхностями нагревательных приборов.

В ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” используется паровой котел ДКВР-10-13-250 (двухбарабанный, водотрубный, реконструированный). Первое число после названия означает производительность, второе число - допустимое избыточное давление пара, третье - температура перегретого пара при наличии пароперегревателя. ДКВР-10-13-250 - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сгорания в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства. Котлы этого типа предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара с температурой до 4400С. Производительность от 2,5 до 20 т/час. Давление 13, 23, 39 атм. в зависимости от типоразмеров котла.

Котел ДКВР имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны. Барабаны соединены между собой конвективными трубами. Топка экстрагирована радиационными трубами, которые образуют экраны с коллекторами. Топочная камера, для исключения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потерь с химическим недожогом разделяется перегородкой на топку и камеру догорания. Внутри конвективного пучка устанавливаются чугунные перегородки, разделяющие конвективный пучок на первый и второй газоотходы. На котле устанавливается необходимая запорная и другая арматура, гарнитура, КИП, система автоматики, регулирования и безопасности.

На котлах устанавливаются вторые газомазутные горелки типа "ГМГ". Таким образом, котел может гореть на жидком, твердом и газообразном топливе. На предприятии топливом для котельной является природный газ.

Себестоимость пара: 1 Гигокал.пара = 263,33руб.

Норма расхода пара на 1т продукции: 36тыс ккал/т.

3.4.2 Электроснабжение предприятия

Поставщиками электроэнергии на предприятии является Энгельсские городские электросети, с которыми у ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” заключен договор на поставку энергии.

Себестоимость 1 кВт/час на предприятии составляет 1,86 руб. По высоковольтным проводам проходит ток, с напряжением 6000-10000 В. Предприятию необходим ток с напряжением 380 В на производственные нужды и 220 В на бытовые нужды. С целью преобразования переменного тока одного напряжения той же частоты, на предприятии установлены трансформаторные подстанции, оборудованные трансформаторами. На территории имеется две трансформаторные подстанции.

Трансформаторные подстанции обеспечивают электроэнергией, в зависимости от силы тока и напряжения, электрооборудование предприятия. Суммарная мощность трансформаторов равна 1790 кВт.

Электроэнергия на ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” необходима как для бытовых (освещение помещения, работа электроприборов и т.д.), так и для производственных (приведение в движение двигателей оборудования) нужд.

Для распределения электроэнергии по токоприемникам служат распределительные силовые и групповые осветительные щиты, которые установлены в специальном помещении - электрощитовой.

Внутренняя электропроводка (провода и кабели, предназначенные для распределения электроэнергии внутри здания, а так же относящиеся к ним детали крепления, защитные устройства), в зависимости от места расположения выполняется открытым и закрытым способом. При открытой электропроводке провода и кабели прокладывают на поверхности строительных конструкций. При скрытой - внутри стен, перекрытий, в трубах, внутри пола. Соединения и ответвления проводов, проложенных в трубах, или скрыто, выполняют в разветвительных коробах.

Для защиты персонала от поражения током все металлические части электроустановок. Которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, заземляют путем присоединения к нулевому проводу электросети.

3.4.3 Водоснабжение и канализация

Водоснабжение ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” осуществляется ГУП Водоканал, с которым у предприятия заключен договор. На территории есть две подземные и две водонасосные емкости. Объем первой емкости 180 м3, второй - 400 м3. Подача воды происходит напрямую, если давление в системе составляет 2,5 - 3 атм. Если воды нет в городской системе, то с помощью насосов используют, воду подземных емкостей. Подача воды по горводопроводу контролируется водным счетчиком.

Водоснабжение предприятия обеспечивает водой производственные, противопожарные, хозяйственно-бытовые и питьевые нужды.

Вода употребляется как в холодном, так и горячем виде, на разных стадиях производства. Себестоимость 1 м3 воды - 28,42 руб.

Система канализаций обеспечивает сброс и быстрое удаление сточных вод за пределы “Маслосырбазы”, санитарно-гигиенические условия труда, эффективную очистку и дезинфекцию сточных вод, что предотвращает загрязнение водоемов нечистотами.

Система внутренней канализации предназначена для сбора и отвода сточных вод за пределы предприятия. Внутренняя канализациия - сеть горизонтальных и вертикальных канализационных трубопроводов с подсоединенными к ним санитарными приборами, производственными приемниками сточных вод.

В системе внутренней канализации можно выделить следующие отделения: бытовая - для сбора и отвода из помещений и зданий сточных вод, не содержащих жировые отходы; производственная - для условно чистых (незагрязненных) вод; дождевая - для отвода атмосферных осадков с крыш.

Внутренняя канализация начинается от водоприемника и кончается смотровым колодцем, расположенным вне здания на расстоянии 3-10 м от наружных стен. Из смотровых колодцев сточные воды попадают в дворовую сеть, а далее в городскую канализацию.

Система наружной канализации - это комплекс сооружений, в состав которых входит дворовая сеть подземных канализационных трубопроводов с колодцами. Наружная канализация начинается от смотровых колодцев, к которым подключается внутренняя система канализации, а кончается местом сброса сточных вод в городскую канализацию.

В производственных помещениях предусмотрены:

- смывные краны с подводкой холодной и горячей воды, установкой смесителей из расчета 1 кран на 500м2;

- раковины для мытья рук с подводкой холодной и горячей воды со смесителем, снабженные мылом, щеткой, дезинфицирующим раствором (0,02%-ным раствором хлорной извести), полотенцами разового пользования.

3.4.4 Система вентиляции

Для обеспечения чистоты воздуха в помещениях предприятий и поддержания его температуры и влажности на необходимом уровне предусматривают комплекс технологических мероприятий и вентиляционные устройства.

По способу действия вентиляционные системы делятся на общеобменные и местные. В первом случае помещения вентилируют путем разбавления выделяющихся в них вредных веществ, избытков тепла и влаги, поступающим в помещение свежим воздухом до пределов не выше допустимого. Примером устройства местной вытяжной вентиляции является вытяжной шкаф, примером местной приточной вентиляции является воздушное душирование.

При организации подачи и извлечения воздуха в помещениях ООО “Маслосырбазы “Энгельсской” различают приточную, вытяжную вентиляцию. При вытяжной воздух организованно только удаляется из помещений. Вследствие этого в нем понижается давление через открытые проемы окон и дверей.

Вентиляция производственных помещений предназначена: для поддержания оптимального температурно-влажностного режима и химического состава воздуха в соответствии с установленными нормами; обеспечения необходимого воздухообмена на единицу живого веса человека в различные периоды года; предупреждения конденсации паров на внутренней поверхности; равномерного распределения и циркуляции воздуха внутри помещения; создания нормальных условий для работы обслуживающего персонала.

3.4.5 Отопительная система

Система отопления - инженерные сооружения, предназначенные для поддержания в холодное время года комфортных постоянных температур внутри помещения независимо от температуры наружного воздуха. В производственных помещениях используется паровое, водяное и воздушное отопления.

Любая система отопления включает следующие основные элементы: генератор тепловой энергии; нагревательные приборы; трубопроводы, соединяющие генератор нагревательными приборами.

Среда, переносящая теплоту от генератора в нагревательным приборам, называется теплоносителем. В качестве теплоносителей в системах отопления используют пар, воду и воздух.

На ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” используют паровое и водяное отопление, которое более безопасно в пожарном отношении.

Наибольшая температура теплоносителя в отопительных приборах в соответствии с санитарными и противопожарными нормами принимается следующей: для водяной системы при наличии в воздухе органической пыли не более 950С, а для паровой не более 1100С. Наиболее приемлемой с санитарно-гигиенической точки зрения является водяная система отопления с нагревом теплоносителя не выше 950С.

Продолжительность отопительного сезона на ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” совпадает с отопительным сезоном на других предприятиях города, приблизительно с 15 октября до 15 апреля.

3.4.6 Хладоснабжение предприятия

На территории ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” находится шесть холодильных камер: по одной для плавцеха, маслоцеха и кондитерского цеха и три для цеха дозревания сыров. Холодильные камеры рассчитаны на хранение от 60 до 360 т продукции. Температура также варьируется: в цехе дозревания сыров она составляет строго 11єC, а в плавцехе - около 4єC.

Для получения холода используется аммиачно-холодильная машина "АМ-220-2". АМ - холодильная машина, работающая на аммиаке. 220 - холодопроизводительность компрессора, входящего в состав машины (тыс. ккал/ч в стандартном режиме). 2 - рабочий диапазон температуры кипения от -300С до -150С.

Аммиачно-холодильная установка предназначена для создания искусственного холода. Холодильные машины типа АМ предназначены для работы в составе стационарных аммиачных автоматизированных холодильных установок с рассольным охлаждением. Допускается эксплуатация машин в пределах диапазона рабочих температур кипения (рассола), а так же при температуре нагнетания не выше 1500С. Машина представляет собой комплекс, состоящий из холодильного оборудования, смонтированного в едином агрегате и устанавливаемым отдельно от электропусковой аппаратуры, а так же блока управления.

В данном разделе рассматривались такие необходимые для производства системы, как водоснабжение, теплоснабжение, электроэнергия, системы канализации и вентиляции. Обеспечение бесперебойной работы этих систем, а также создание благоприятных условий для работников является важной задачей главного инженера и энергетика предприятия.

3.5 Автоматизация

Автоматизация производства - одно из главных направлений технического прогресса. В связи с развитием автоматики появилась возможность освободить человека от непосредственного участия в производствен-ном процессе. При автоматизации машины уже не только заменяют физический труд человека, но и выполняют функции управления производством. При этом процессы получения, преобразования, передачи и ис-пользования энергии, материалов и информации произво-дятся автоматически.

Важнейшей предпосылкой автоматизации химико-технологического и биотехнологического производств является совершенствование организации технологических процессов, том числе неразрывность технологической цепи в пределах автоматизируемого участка, наиболее целесообразное расположение оборудования и т.д. Кроме того, оборудование должно быть рациональным по конструкции, надежным в эксплуатации, а также обладать благоприятными статическими и динамическими характеристиками для осуществления процессов регулирования [18, 28].