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

В данном проекте решается задача автоматизации технологического процесса изготовления вареного сгущенного молока. Для этого определяется состав средств автоматизации, которые наносятся на функциональную схему; приводится описание функциональной схемы автоматизации технологического процесса изготовления вареного сгущенного молока.

3.5.1 Выбор методов и средств автоматизации

В рассматриваемом процессе изготовления сгущенного вареного молока необходимо автоматизировать следующие операции:

включение и выключение моторов насосов и мешалок;

дозирование компонентов по массе;

регулирование температуры в танке для приготовления сгущенного молока;

определение верхнего и нижнего уровня в танке для приготовления сгущенного молока;

внесение в бак заданного количества ферментов;

обеспечение заданных временных интервалов технологического процесса.

3.5.2 Описание функциональной схемы автоматизации, ее состава и принципа действия

Процесс изготовления сгущенного молока - циклический. Каждый цикл определяется временем изготовления заданного объема сгущенного молока. Новый цикл начинается оператором нажатием кнопки 1-1, при этом включается подача через расходомер воды в емкость для приготовления сгущенного молока II. Система автоматической подачи воды включает в себя первичный преобразователь расхода 3-1, регулятор - переключатель с вторичным преобразователем и интегрированием расхода 3-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 3-3 и пневмомотор 3-4 , управляющий краном подачи воды. Уровень заполнения резервуара дополнительно контролируется с помощью первичных измерительных преобразователей уровня (металлических стержней) пустого и полного. Оба этих преобразователя обозначены номером 7-1, электрический сигнал которого подается в регулятор уровня с индикацией 7-2. Как только количество поданного объема воды станет равным заданному значению, включается система автоматического регулирования температуры, включающей в себя первичный преобразователь 4-1, регулятор со вторичным преобразователем 4-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 4-3 и пневмомотор 4-4, управляющий подачей горячей воды.

На весах I происходит дозирование по массе сахара и сухого молока. САР системы массы в весах работает следующим образом. Текущее значение массы измеряется первичным преобразователем 2-1, электрический сигнал которого подается в регулятор массы с индикацией 2-2. В нем этот сигнал проходит через вторичный преобразователь и сравнивается заданным значением массы компонента. На основании сигнала рассогласования вырабатывается электрический сигнал управления, который после преобразования в пневматический сигнал в блоке 2-3 управляет пневмомотором 2-4 открытия крана, через который сахар попадает на весы. При равенстве значений текущего и заданного сигнала, сигнал из регулятора 2-2 преобразуясь в блоке 2-7, управляет открытием крана с пневмомотором 2-8, через который сахар поступает в бак II, также сигнал поступает в блок 2-9 программного управления. Блок 2-9 изменяет заданное значение массы в регуляторе 2-2, по сигналу которого начинается процесс взвешивания сухого молока. Далее молоко поступает через кран с пневмодвигателем 2-8 в емкость для приготовления сгущенного молока.

Параллельно протекает процесс подготовки масла. Система автоматической подачи масла включает в себя первичный преобразователь расхода 5-1, регулятор - переключатель с вторичным преобразователем и интегрированием расхода 5-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 5-3 и пневмомотор 5-4 , управляющий краном подачи масла. Также сигнал с регулятора 5-2 поступает через магнитные пускатели 5-5 и 5-7, включая моторы насоса - диспергатора III и диспергатора IV. Далее масло поступает в чан приготовления сгущенного молока. Также через насос-диспергатор подается заданное количество стабилизатора. Система автоматической подачи стабилизатора включает в себя первичный преобразователь расхода 6-1, регулятор - переключатель с вторичным преобразователем и интегрированием расхода 6-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 6-3 и пневмомотор 6-4, управляющий краном подачи стабилизатора. Перемешивание смеси осуществляется с помощью барбатажа. Для проведения этого процесса подается заданное количество воздуха. Система автоматической подачи воздуха включает в себя первичный преобразователь расхода 8-1, регулятор - переключатель с вторичным преобразователем и интегрированием расхода 8-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 8-3 и пневмомотор 8-4, управляющий краном подачи воздуха.

Блок 4-5 программного управления изменяет температурный режим и время в блоке 4-2, по сигналу которого начинается процесс пастеризации. После завершения процесса пастеризации при температуре пастеризации начинается процесс сгущения молока. С помощью датчика влажности 9-1 и блока 9-2 происходит индикация текущей влаги в продукте. Блок 4-5 программного управления изменяет температурный режим в блоке 4-2, сигнал которого, преобразуясь в пневмонический в блоке 4-2, открывает кран подачи холодной воды 4-4. Происходит охлаждение продукта до температуры ферментативной активности в-галактозидазы. Система автоматической подачи фермента включает в себя первичный преобразователь расхода 10-1, регулятор - переключатель с вторичным преобразователем и интегрированием расхода 10-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 10-3 и пневмомотор 10-4 , управляющий краном подачи фермента. С помощью датчика кислотности 11-1 и блока 11-2 происходит индикация текущей кислотности. Блок 4-5 программного управления изменяет температурный режим и время в блоке 4-2, по сигналу которого начинается процесс гидролиза в течение 3-х часов при постоянной температуре. По истечении времени гидролиза блок 4-5 программного управления изменяет температурный режим и время в блоке 4-2, начинается процесс варки при температуре 950С. После продукт охлаждают и фасуют.

Кнопки 5-7, 5-10 являются дублирующими включением моторов насосов на случай отказа работы автоматики. Лампочки HL1 HL3 HL4- HL6, сигнализируют о нормальной работе моторов насосов, HL2 - изменение температурных и временных режимов, HL5 - сигнализирует о достижении заданного значения кислотности.

Таким образом, функциональная схема автоматизации технологического процесса изготовления сгущенного молока включает следующие элементы автоматизации:

- автоматический регулятор температуры в емкости для приготовления сгущенного молока; уровня среды в емкости для приготовления сгущенного молока; подачи заданного количества масла, стабилизатора, воды, воздуха, фермента; схемы включения насосов и мешалок;

- индикацию режимов работы и регулируемых параметров;

- дозирование компонентов по массе;

- дублирование автоматического управления всеми процес-сами ручным управлением.

Функциональная схема автоматизации вареного сгущенного молока представлена на чертеже СГАУ БТ Д ФСА 1202.002 ТС.

Раздел 4. Экономика

В настоящее время в России существует огромное количество предприятий по переработке молока и молочных продуктов. Жесткая конкурентная борьба, пересыщенность рынка молочными продуктами требует от руководителей предприятий не только поддерживать производство на высоком уровне, но и стремиться к улучшению качества продукции, расширению ассортимента выпускаемой продукции, завоеванию новых рынков сбыта.

В условиях современных рыночных отношений важным для предприятий молочной промышленности является не только производство традиционных качественных продуктов, но и создание новых продуктов с улучшенными свойствами, которые благоприятно воздействуют на организм человека. Это продукты с низким содержанием жира, отсутствием холестерина, содержащие различные биологические добавки, в том числе ферменты, обогащенные витаминами, микроэлементами и т.д.

Также при выпуске высококачественной и конкурентоспособной продукции большое значение имеет внешний вид продукта, его упаковка, органолептические показатели и срок хранения продукта. Стабильность продукта в течение всего срока хранения является одной из наиболее сложных задач, ее решения можно достичь с помощью новых технологий и грамотно подобранных стабилизирующих агентов. В конкретном случае при производстве вареного сгущенного молока одним из пороков при хранении является кристаллизация сахара. С ним успешно справляются при помощи введения фермента в-галактозидаза [8, 11].

В дипломном проекте предлагаем новую технологическую линию по производству вареного сгущенного молока с пониженным содержанием лактозы за счет ферментативного гидролиза иммобилизованной в-галактозидазой. Для выявления экономической устойчивости будущего производства необходимо рассчитать экономическую эффективность.

Для производства вареного сгущенного молока “Семь гномов” необходимо следующее технологическое оборудование, рассмотренное для базового и проектируемого вариантов. Стоимость оборудования технологической линии производства сгущенки для базового варианта представлена в таблице 4.1. Для проектного варианта необходимо ввести дополнительное оборудование (таблица 4.2). Разница в изменении стоимости составляет 540 000 руб.

Таблица 4.1 - Перечень технологического оборудования линии по производству вареного сгущенного молока “Семь гномов”

Наименование	Марка оборудования	Занимаемая площадь	Стоимость, тыс. руб.
Установка заквасочная	РЗ, ОЗУ, 0, 63	1363Ч1013Ч1777(мм)	55 000
Диспергатор (роторно-пульсационный аппарат)	Я9-ОРП	1595Ч554Ч620(мм)	99 997
Установка фасовки в пластмассовые стаканчики автоматическая	АЛУР-1500см	1200Ч1000Ч2000(мм)	120 760
Итого:			275 757

Таблица 4.2 - Перечень технологического оборудования линии по производству вареного сгущенного молока “Семь гномов” с иммобилизованной в-галактозидазой

Наименование	Марка оборудования	Занимаемая площадь	Стоимость, тыс. руб.
Установка заквасочная	РЗ, ОЗУ, 0, 63	1363Ч1013Ч1777(мм)	55 000
Диспергатор (роторно-пульсационный аппарат)	Я9-ОРП	1595Ч554Ч620(мм)	99 997
Установка фасовки в пластмассовые стаканчики автоматическая	АЛУР-1500см	1200Ч1000Ч2000(мм)	120 760
Вакуум - выпарная установка	Виганд-8000	8Ч6Ч5(м)	540 000
Итого:			815 757

Рассчитаем технологическую трудоемкость производства в ООО “Маслосырбаза “Энгельсская”:

Т = (К Ч Ч) / Q , где

К - продолжительность смены, ч

Ч - численность рабочих, чел.

Q - объем производства продукции в смену, т

Т = (8 Ч 15) / 1 = 120 чел/час

Технологическая трудоемкость производства для базового и проектируемого варианта одинакова.

Произведем расчет себестоимости продукции:

1. Стоимость сырья и основных материалов, С0:

С0 = С1 * К1 + С2 * К2 + С3 * К3 … , где

С1 - стоимость сырья

К - нормы расхода сырья на 1 т продукции

С1 - стоимость сахара;

С2 - стоимость сухого обезжиренного молока

С3 - стоимость масла сливочного

С4 - стоимость фермента

С = (14,91*440) + (58,38*210) + (54,76*81) + (1 116*0,2) = 23 487руб.

С= (14,91*440) + (58,38*210) + (54,76*81) + (1 116*0,01) = 23 266руб.

Стоимость проектируемого варианта в связи с введением в рецептуру иммобилизованного фермента ниже, чем базового.

2. Рассчитаем стоимость вспомогательных материалов, СВ (принимается за 10% от стоимости сырья и основных материальных затрат):

С = 0,1*23 487 = 2348,7руб.

С = 0,1*23 266 = 2326,6руб.

Стоимость вспомогательных материалов в проектируемом варианте ниже базовых, так как себестоимость проектируемого варианта ниже.

3. Рассчитаем стоимость энергоносителей, СЭ:

Свет W = 1,86 руб./кВт - расход 9 кВт = 16,74 руб.

Вода = 28,42 руб./м3 - расход 3,2 м3 = 90,94 руб.

Пар = 263,33 руб./Гкал - расход 36 тыс. кал = 9,48 руб.

С = 16,74 + 90,94 + 9,48 = 117,6 руб.

Стоимость энергоносителей в проектируемом и базовом вариантах одинаковая, так как они производятся на одной технологической линии и никаких энергетических затрат, кроме базовых, нет.

4. Рассчитаем заработную плату, Р3:

Заработная плата вычисляется по формуле:

Р3 = 1,356 * К1 * К2 * РЦ

К1 - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (1,07 - 1,09)

К2 - коэффициент, учитывающий доплаты (1,2 - 1,25)

РЦ - расценка за 1 т продукта, рассчитывается по формуле:

РЦ = ТЧАС * Т,

где ТЧАС - часовая тарифная ставка, руб./час

Т - технологическая трудоемкость, чел/час

Р = 16,1*120 = 1932 руб.

Р = 1,356*1,08*1,24*1932 = 3508,4 руб.

В заработной плате в базовом и проектируемом вариантах отличий нет, так как на предприятии расценка за 1 т продукции у всех цеха плавленых сыров одинаковая.

5. Рассчитаем амортизационные отчисления, РА

РА = (Зоб. * Ноб.) + (З3 * Н3) / 100 * Qг, где

Ноб и Н3 - нормы амортизационных отчислений оборудования и зданий (9,2% и 2,6% соответственно);

Qг - годовой объем производства продукции, т/год;

Зоб - прейскурантная стоимость оборудования, руб.;

З3 - стоимость зданий и сооружений, руб.

6. Рассчитаем содержание и текущий ремонт оборудования и зданий, РТ (для оборудования - 10%, для зданий - 5%):

РТ = (Зоб. * 10%.) + (З3 * 5%) / Qг * 100 %

Р = =

Р = =

7. Рассчитаем себестоимость 1 т продукции, С:

С1 = С0 + СВ + СЭ + Р3 + РА + РТ + П, где

П - прочие расходы, руб. (инструменты, транспортные расходы)

С = 23 487 + 2348,7 + 117,6 + 3508,4 + 1442 + 2715,4 + 1230 = 34 849руб.

С = 23 266 + 2326,6 + 117,6 + 3508,6 + 1580,6 + 2865,5 + 1230 = 34 894,7руб.

34 849руб. - 1000кг (3334 банки по 300г)

С:1 банка = 10,45руб.

34 894руб. - 1000кг

С: 1 банка = 10,47руб.

Себестоимость проектируемого варианта незначительно отличается от базового.

8. Рассчитаем уровень рентабельности производства, УР:

УР = ( Ц - С ) * 100% / С, где

Ц - оптовая цена единицы продукции, руб.

С - себестоимость продукции, руб.

У = = 20%

У = = 19,8%

Уровень рентабельности предприятия при производстве базового и проектируемого вариантов вареного сгущенного молока примерно одинаков и достаточно высок.

9. Рассчитаем выручку (с учетом инфляции), R :

R = Vпр * Р, где

R - выручка предприятия за 1 месяц, руб.

Р - стоимость 1 т продукции, руб.

Vпр - объем продукции за 1 мес.

R = 30 * 34 849 = 1 045 470руб.

R = 30 * 34 897, 4 = 1 046 922руб.

Найдем 9% от выручки предприятия:

Б = 1 045 470 * 9% = 94 092,3руб.

П = 1 046 922 * 9% = 94 222,98руб.

Рассчитаем инфляцию:

V= R - 9%

V = 1 045 470 - 94 092, 3 = 951 377руб.

V = 1 046 922 - 94 222, 98 = 952 699руб.

10. Рассчитаем срок окупаемости проектируемого варианта:

Срок окупаемости=капитальные вложения/прибыль за год:

Срок окупаемости==0,856г=10мес.

Полученные расчеты сведем в таблицу.

Таблица 4.3 - Экономические показатели производства 1 т вареного сгущенного молока “Семь гномов” на ООО “Маслосырбаза “Энгельсская”

Показатель	Затраты, руб.
	Сгущенка (базовый вариант)	Сгущенка с иммобилизованным ферментом
Полная себестоимость 1 т, в том числе:
Сырье и основные материалы, С0	23 487	23 266
Вспомогательные материалы, СВ	2348,7	2326,6
Энергозатраты, СЭ	117,6	117,6
Заработная плата, Р3	3508,4	3508,4
Амортизационные отчисления, РА	1442	1580,6
Уровень рентабельности, УР	20%	19,8%
Выручка с учетом инфляции, V	951 377,7	952 699
Срок окупаемости, мес	4	10

На основании полученных данных можно прийти к заключению.

Новый продукт - сгущенное вареное молоко “Семь гномов” с иммобилизованным ферментом в-галаткозидаза имеет достаточно высокий показатель уровня рентабельности. Так как это продукт с пониженным содержанием лактозы, его употребление полезно в виде диетического питания людям с лактазной недостаточностью. Можно предположить, что спрос на этот продукт будет увеличиваться.

Раздел 5. Экология

5.1 Общая экологическая характеристика предприятия

ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” является предприятием по производству молочных продуктов. Предприятие находится на расстоянии около 1000м от жилого массива. В 100м от предприятия проходит железнодорожное полотно.

Согласно нормам для малых предприятий, для предприятия в постоянное пользование отведена территория:

- общая площадь предприятия - 3384м;

- площадь под зданиями и сооружениями - 3384м;

- дороги, площадки - 5512м;

- территории, не несущие интенсивных производственных нагрузок - 10889м;

- резервные территории - 743м(для временного размещения материалов, нового оборудования для работ по текущему уходу и замены оборудования).

По периметру предприятия, а также на участках, свободных от застроек и проезда, посажены деревья и разнообразные травы.

5.2 Характеристика источников выброса в атмосферу

На территории ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” расположены производственный корпус, компрессорная, механический участок, склады, цех зарядки кар, административный корпус, автомобильный парк, теплопункт, которые влияют на атмосферу выбросами загрязняющих веществ. Источники загрязнения атмосферного воздуха и загрязняющие вещества представлены в таблице 6.1.

Работа всех служб по обслуживанию механического процесса происходит после инспекции организациями технадзора. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу не превышает ПДК. Достаточное обеспечение рассеивания выбросов не оказывает влияния на изменение окружающей среды и на здоровье рабочих на территории предприятия [27].

Таблица 5.1 - Источники загрязнения атмосферного воздуха

Стадии технологи-ческого процесса	Наименование выбросов вредных веществ	Перечень выбрасываемых вредных веществ	ПДК вещества	Единица измерения	Фактические концентрации	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
Основная	Производственный корпус	Пары воды, запахи от производимой продукции, температурный нагрев	100% насыщение водой	Высокая относительная влажность		Непрерывная работа венти-ляции с обме-ном воздуха 2-4 раза (зимой-летом)
Вспомогательная	Участок приемки сырья	Оксид азота Серный ангидрид Оксид углерода углеводороды Альдегиды Сажа	15 1,5 465 23 0,8 1	г/1 литр бензина	15 1,5 465 23 0,8 1
Основная	Производственная лаборатория	Пары азотной кислоты	0,4	---	0,4	Выброс вещества г/сек 0,0013, работа при наличии вытяжного шкафа
Вспомогательная	Механическая мастерская	Оксид алюминия Оксид железа Оксид магния Марганец Оксид азота Фтористый водород Пыль неорганическая	0,003 0,002 0,002 0,01 0,4 0,02 0,3	м2/ м3	0,003 0,002 0,002 0,01 0,4 0,02 0,3	Сварка в аргонной среде
Основная	Компрессорная	Пары алюминия	0,02	м2/ м3		Через узлы герметизации, обязательная работа вентиляции

5.3 Характеристика технологической воды

Водопотребление и водоотделение на предприятии ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” осуществляется по договору с МУП “Энгелсський Водоканал”. Водоснабжение обеспечивает водой производственные, противопожарные, хозяйственно-бытовые и питьевые нужды. Общий объем водопотребления составляет 53,2м.

Водопроводный ввод находится в изолированном закрывающемся помещении и содержится в надлежащем техническом и санитарном состоянии, имеет манометры, краны для отбора проб воды; обратные клапаны, не допускающие противотока воды; трапы для стока.

Вода, используемая для бытовых и технологических нужд, связанных с производством продукции (в том числе приготовление моющих и дезинфицирующих растворов, мойка и ополаскивание оборудования, трубопроводов, фляг и бутылок, приготовление технологического пара), соответствует требованиям действующего ГОСТа “Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль над качеством”.

К сточным водам на предприятии относят воды, выходящие из теплообменника-пастеризатора, конденсатора холодильной установки, а также воды, использованные для мытья помещений, оборудования и т. п. В сточных водах содержатся некоторое количество азотистых веществ, обнаруживаются следы антисептиков, часто на основе хлора. Общий объем сточных вод составляет 60м/сут. В качестве очистных сооружений на предприятии используется отстойник. Время прохождения сточной воды через отстойник - жироуловитель составляет 2-3ч. Общий объем отстойника - 15,4м, объем воды в нем - 13м. После прохождения цикла очистки из отстойника стоки сбрасываются в городскую канализацию.

Таблица 5.2 - Характеристика сточных вод

Наименование загрязняющих веществ	Загрязненность стоков до очистки, г/м3	После частичной очистки ПДК, г/м3
Взвешенные вещества	500	8
Сухой остаток	358	107
БПК5(полный)	3,5	2
Хлориды	32,5	32,1
Сульфаты	71,0	63,0
рН	7,1	7,0
Азот аммонийный	0,34	031

Категория сточных вод - нетоксичная. На предприятии отсутствует сбор и отвод ливневых сточных вод.

5.4 Характеристика твердых отходов

На предприятии ООО “Маслосырбаза “Энгельсская” организовано место для складирования и утилизации производственных отходов: упаковка, бумага, остатки тары и др. Предприятие имеет договор с УЖКХ на вывоз и утилизацию отходов.

Твердые отходы при ремонтно-строительных работах вывозятся на санкционированную свалку.

При работе плавцеха образуются следующие отходы (в том числе при обслуживании оборудования, освещении, уборке помещений):

- отходы полимерных материалов (тара из-под сырья);

- отходы бумаги и картона (тара из-под сырья);

- зола (при копчении сыров);

- лом и отходы черных металлов;

- лампы люминесцентные отработанные;

- отходы спецодежды и обуви;

- мусор производственный и бытовой.

Таблица 5.3 - Характеристика твердых отходов

Наименование отходов	Наименование	Опасное свойство отходов	Класс опасности	Количество м(т/г)
Лампы люминесцентные отработанные	Освещение помещений и территории	токсичность	1	0,012
Лом и отходы щелочных АКБ	Замена АКБ	токсичность	1	1,36
Отходы полимерных материалов	Растаривание пищевых продуктов	пожароопасность	4	6,199
Спецодажда и обувь	Замена спецодежды и обуви	малоопасен	4	0,144
Лом и отходы черных металлов	Ремонт оборудования, металлические тары	малоопасен	4	1,484
Зола	Сжигание древесных опилок	малоопасен	4	0,144
Мусор производственный	Уборка помещений, замена ламп накаливания	Токсичность, пожароопасность	4	2,369
Мусор бытовой	Образование ГБО от жизнедеятельности людей	Содержание возбудителей инфекционных заболеваний	4	9,48
Отходы бумаги и картона	Растаривание пищевых продуктов	пожароопасность	4	180,825

5.4 Характеристика экологической безопасности сырья и продукции

Сырье и вспомогательные материалы, используемые в производстве должны соответствовать требованиям следующей документации:

- молоко сухое обезжиренное по ГОСТ 1-0970-87;

- молоко коровье обезжиренное, полученное путем сепарирования молока коровьего, заготовляемого, отвечающего требованиям ГОСТ Р 52054;

- масло сливочное по ТУ 9221-135-04610209;

- вода питьевая по СанПиН 2.1.4.1074-01;

- сахар-песок по ГОСТ 21-94;

- ароматизаторы пищевые по ОСТ 10-237-99.

Содержание токсических элементов, афлатоксина, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов не должно превышать допускаемых уровней, установленных в СанПиН 2.3.2.1078-01. "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов".

Таблица 5.4 - Экологическая безопасность сырья

Наименование вырабатываемого продукта	Перечень используемого сырья	Перечень экологически опасных веществ	ГОСТ, ТУ, химический анализ
Сгущенное молоко вареное “Семь гномов”	Молоко сухое обезжиренное	Медь, не более 0,0008% Олово, не более 0,01% Свинец не допускается	ГОСТ 10970-92
	Масло сливочное “Покровское”	---	ТУ 9221-135-04610209
	Сахарный песок	---	ГОСТ 21-94

В плавцехе для дезинфекции, мойки оборудования, помещения используются следующие моющие и дезинфицирующие средства:

- хлорамин Б;

- хлорная известь;

- порошок стиральный “Лотос”;

- каустическая сода;

- кальцинированная сода;

- азотная кислота;

- сульфаминовая кислота.

На основании обработки данных можно сделать вывод.

1. Концентрация вредных веществ, полученных в результате технологического процесса производства вареного сгущенного молока, не превышает допустимые нормы.

2. Вода, используемая на бытовые и производственные нужды, подвергается бактериологическому анализу. Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах, не превышает нормативы.

3. Весь объем сточных вод поступает в центральную канализационную систему с очистными сооружениями. В сточных водах, прошедших очистку, существенно снизилась концентрация вредных веществ.

4. Твердые производственные отходы, образующиеся на предприятии ООО “Маслосырбаза “Энгельсская”, в соответствии с договором с УЖКХ вывозятся с территории предприятия в специализированные места.

5. Содержание токсичных элементов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов не превышает допускаемых уровней, установленных в СанПиН 2.3.21078-01. "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов".

Заключение

Целью дипломного проекта являлась разработка технологии иммобилизации в-галактозидазы и исследование эффективности ее действия на молоко и молочные продукты. Путем физической иммобилизации удалось иммобилизовать фермент на таких носителях, как лавсан, асбестовое волокно и древесные опилки. Было получено молоко с низким содержанием лактозы за счет ферментативного гидролиза иммобилизованной в-галактозидазой. В процессе приготовления сгущенного молока соблюдалась технология производства ООО “Маслосырбаза “Энгельсская”. Наиболее удобным для иммобилизации считаем асбестовое волокно, т.к. оно показало хорошие результаты по эффективности снижения лактозы и пролонгированности действия. Полученный продукт имел цвет и консистенция вареного сгущенного молока, приятный вкус. Таким образом, приготовление вареного сгущенного молока из предварительно гидролизованного сухого молока не меняет специфических органолептических свойств продукта.

Для выявления экономической устойчивости будущего производства была рассчитана экономическая эффективность. Себестоимость 1т предлагаемого продукта по сравнению с базовым вариантом увеличилась на 45,7руб., т.е. крайне незначительно. Уровень рентабельности производства нового продукта составляет 19,8%, что является достаточно высоким показателем. Стоимость оборудования увеличивается, а затраты на ферментные препараты уменьшаются за счет многократного использования иммобилизованного фермента.

В ходе выполнения проекта подробно изучены аппаратурное оснащение и технологическая схема производства вареного сгущенного молока “Семь гномов”. В технологическую линию вареного сгущенного молока предлагаем внедрить двухкорпусную вакуум-выпарную установку. Это сократит время сгущения и варки молока.

Научная работа, выполненная в научно-исследовательской лаборатории кафедры биотехнологии, биологической и органической химии, показала достаточно высокую эффективность использования в-галактозидазы в молочных продуктах. Иммобилизация фермента позволяет многократно использовать его для гидролиза молока и создания молочных продуктов с низким содержанием лактозы, что важно для людей с интолерантностью лактозы в организме производства ООО иммобилизованное волокно и древесные опилок.

Выводы

1. Введение нативной в?галактозидазы в концентрации 0,03% сильнее снижает концентрацию лактозы в цельном молоке, чем 0,01%-й раствор фермента. В цельном молоке содержание лактозы снизилось за 3 часа на 24,4; за 6 часов - на 31,4 и за 24 часа - на 32,4%. В сухом молоке снижение составило 22,1; 32,6 и 45,7% соответственно. В сгущенном молоке с сахаром - на 29,2; 31 и 32%, а в вареном сгущенном молоке “Семь гномов” снижение содержания лактозы составило соответственно через 3, 6 и 24 часа 58,8; 65,8 и 70%. Нативная в?галактозидза практически полностью инактивируется в течение суток.

2. Внесение в цельное восстановленное и сгущенное молоко в?галактозидазы не изменяет органолептических свойств продукта.

3. Из шести носителей, используемых для иммобилизации в?галактозидазы, оптимальными оказались лавсан, асбестовое волокно и древесные опилки, т.к. они удобны в использовании и способны связывать достаточное количество фермента.

4. Пороком вареного сгущенного молока является кристаллизация лактозы при охлаждении и фасовке готового продукта. Это ухудшает органолептические свойства и качество сгущенного молока. В тоже время ферментативный гидролиз в?галактозидазой позволяет избежать кристаллизации, т.к. часть лактозы из твердого состояния переходит в раствор.

5. Иммобилизованный на лавсане, асбесте и древесных опилках 0,03%-й раствор в?галактозидазы эффективно действовал даже на 3 сутки непрерывного ферментативного гидролиза. При этом концентрация лактозы на этих носителях снизилась на 48,3; 46,4 и 35% соответственно.

6. Наибольшую эффективность по разложению лактозы показал 0,03%-й раствор в?галактозидазы, иммобилизованной на асбесте. С использованием этого носителя в нативном молоке концентрация лактозы снизилась через 3 часа на 31,5%, 6 часов - на 34,9%; 24 часа - на 39,3%; а в сухом молоке соответственно на 31,9; 43,6 и 52%. В вареном сгущенном молоке, приготовленном на предварительно гидролизованном 0,03%-й в?галактозидазой сухом молоке, концентрация лактозы снизилась на 61,8%.

7. Фермент, иммобилизованный на асбесте, сохранял свою активность в течение 15 суток; на лавсане - 10суток; на древесных опилках - 7 суток.

8. Себестоимость 1т сгущенного молока, приготовленного с использованием иммобилизованного фермента, выше базовой, на 45,7руб. Однако при этом срок окупаемости составляет 10 месяцев. В тоже время уровень рентабельности производства сгущенного молока достаточно высок и составляет 19,8%. Выручка предприятия по проектируемому варианту составляет 136 942 руб. в первый год производства и 952 699 руб. в последующие годы.

9. Считаем, что для модернизации линии вареного сгущенного молока необходимо установить двухкорпусную вакуум-выпарную установку. Установка не требует специального помещения и размещается на свободной производственной площади плавцеха.

Список литературы

1. Алейникова Т.Л., Рубцова Г.В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии - М.: Высшая школа, 1988. - 240 с.

Аркадьева З.А., Безбородов А.М., Блохина Т.Н. Промышленная микробиология - М.: Высшая школа , 1989. - 475 с.

3. Березин Н.В., Антонов В.К., Мартинек К. Иммобилизованные ферменты. Современное состояние и перспективы. В 2-х томах - Издательство Московского Университета, 1976ю - 296 с.

4. Блинов В.А. Молоко и молочные продукты - Саратов, 2000. - 124 с.

5. Блинов В.А., Буршина С.Н. Общая биотехнология: Методические указания к лабораторным работам для студентов 4 курса специальности 070100 “Биотехнология” - Саратов, 2004. - 106 с.

6. Вайткус В.В. Гомогенизация молока ? М.: Пищевая промышленность, 1967. - 200 с.

7. Варданян А.Г., Лодыгин А.Д. Результаты исследований ферментативного гидролиза лактозы в пермеате подсырной сыворотки// Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие» - 2006. - №2. - 356 с.

8. Василенко Т.И. Молоко, молочные продукты и консервы - Издательство стандартов, 1989. - 457 с.

9. Вестерби П. Новая технология рекомбинированного сгущенного молока с сахаром// Молочная промышленность - 2000. - №10.

10. Ганина В.И., Калинина Л.В., Большакова Е.В. в-галактозидазная активность молочнокислых бактерий и бифидобактерий// Молочная промышленность - 2002. - №3. - с 36-37.

11. Гришин М.А., Соколов Ф.С. Производство молочных консервов - Киев: Высшая школа, 1982. - 216 с.

12. Гамазкова Л.М. Российский рынок сгущенного молока - Москва, 2004. - 52 с.

13. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов - Москва, “Элевар”, 2000. - 51 с.

14. Горбатюк В.И. Процессы и аппараты пищевых производств - М.: Колос, 1999. - 335 с.

15. Горощенко Л.Г. Российский рынок молочных продуктов// Молочная промышленность - 2007. - №1.

16. Добриян Е.И. Разработка новых продуктов на основе биотехнологии// Молочная промышленность - 2004. - №12. - с 41-42.

17. Егоров Н.С., Самуилов В.Д. Биотехнология. Кн.1: Проблемы и перспективы - М.: Высшая школа, 1987. - 159 с.

18. Егоров Н.С., Самуилов В.Д. Биотехнология. Кн.4: Автоматизация биотехнологических исследований - М.: Высшая школа, 1987. - 159 с.

19. Егоров Н.С., Самуилов В.Д. Биотехнология. Кн. 8: Иммобилизованные ферменты - М.: Высшая школа, 1987. - 159 с.

20. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности - М.: Колос, 1997. - 136 с.

21. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве - М.: Колос, 2000. - 424 с.

22. Информация о продукте (На-1ас1азе). ООО "Хр. Хансен", Россия, 2003.

23. Инихов Г.С, Брио Н.П. Методы анализа молока и молочных продуктов - М.: Пищевая промышленность, 1971. - 422 с.

24. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевых производств - М.: Колос, 2000. - 551 с.

25. Корнеева О.С., Жеребцов Н.А., Черемушкина И.В. Идентификация каталитически активных групп в-галактозидазы Penicillium canescens F-436// журнал “Биохимия” - 2001. - том 66, выпуск №3. - с 412-418.

26. Кузьмичева М.Б. Российский рынок молочных консервов// Молочная промышленность - 2002. - №1.

27. Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности - Л.: Химия, 1985. - 461 с.

28. Мамсуров А.Х., Киптелая Л.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов в общественном питании - М.: Экономика, 1986. - 271 с.

29. Макаров К.А., Кибардин С.А. Иммобилизованные биопрепараты в медицине - М.: “Медицина”, 1980. - 128 с.

30. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. - 328 с.

31. Огустин М.А. Ингредиенты для рекомбинированных молочных продуктов// Молочная промышленность - 2001. - №10.

32. Патратий А.П., Полякова Г.С. Инструкция по технологическому контролю на предприятиях молочной промышленности - ЦНИИТЭИмяслмолпром, 1977. - 183 с.

33. Поляк А.Л. Рынок сухого обезжиренного молока// Молочная промышленность - 2002. - №7.

34. Ростроса Н.К. Справочник по цельномолочному производству - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 280 с.

35. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды - М.: Мир, 1987. - 411с.

36. Скородумова А.М. Практическое руководство по микробиологии молока и молочных продуктов - М.: Пищепромиздат, 1983. - 308 с.

37. Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Т.2 - Цельномолочные продукты - С-Пб.: ГИОДД, 2003. - 384 с.

38. Стабников В.И., Весянский В.Н., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств - М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.

39. Технологические инструкции по производству продуктов сгущенных в соответствии с ТУ 9227-002-51427585-2004. - ООО “Маслосырбаза "Энгельеская”, Энгельс, 2004. - 14 с.

40. Твердохлебов Г.В., Диланян З.Х Технология молока и молочных продуктов - М.: Агропромиздат, 1991. - 463 с.

41. Шалапугина Э.П., Краюшкина И.В., Шалапугина Н.В. Лабораторный практикум по технологии молочных консервов и сыра - ФГОУ ВПО “Саратовский гау”, Саратов, 2004. - 104 с.

42. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов - М.: Колос, 2000. - 200 с.

Размещено на Allbest.ru