Контроль виробництва

ТП. 5.4. Культивування посівного матеріалу в посівному апараті

В простерилізований і  охолоджений посівний апарат вносять  стерильне поживне середовище від  УБС-25 в асептичних умовах. Вирощування культури гриба Beauveria bassiana  в aпapaтi здійснюється при постійному пepeмiшyванні культуральної рідини мішалкою в посівному апараті Р-11. Культивування в посівному апараті проводиться з дотриманням усіх правил асептики з частотою обертання 220-230 об/хв, рН становить 4,5-5,6 протягом 32 годин. При максимальній кількості активної біомаси культуру передають насосом на наступну стадію.

 

ТП. 6. Виробничий біосинтез

Після закінчення засіву з ферментера Р-13  в асептичних умовах відбирають пробу для визначення, водневого показника,  масової концентрації грибу, мікробіологічного стану культури. Температуру в процесі ферментації підтримують автоматично подачею холодної води в сорочку.   Засів ферментера виконується посівним матеріалом, що вирощений в посівному апараті. Засів виконують по посівній лінії, котру перед цим ретельно перевіряють, усувають виявленні дефекти і стерилізують гострою парою протягом однієї години при тиску 0,18-0,20 МПа і температурі 132⁰С, безпосередньо перед подачею посівного матеріалу у ферментер.

Вирощування Beauveria bassiana  в ферментерах проводять таким самим чином як i в інокулятораі та посівному апараті. Процес розвитку мікроорганізму в ферментері проходить при строгому контролі всіх стадій, дуже точному виконанні розробленого регламенту умов розвитку продуцента препарату захисту рослин. Температура становить 25-28°С, рН 4,5-5,6. Час культивування становить 60 годин.         Через кожну годину за допомогою пробовідбірного пристрою з дотриманням вимог асептики відбирають проби дріжджової культуральної рідини для біохімічного і мікробіологічного аналізу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 5. Продуктивний розрахунок. Матеріальний баланс дільниці виробництва   

Матеріальний розрахунок виробництва біомаси Beauveria bassiana  – продуцента препарату захисту рослин Боверин, потужністю 90 тон за рік.

 

                                          Виробничий біосинтез

                                     стиснене повітря    t = 25 - 28°C

                                          розчин підживлення   = 60 год

                                                                                 рН = 4,5 – 5,6

                                                Фільтрування

 

Склад поживного середовища, г/л:

Дріжджі кормові – 2,0;

Крохмаль – 2,0;

Хлорид натрію – 0,2;

Хлорид марганцю – 0,01;

Хлорид кальцію – 0,05;

Кукурудзяний екстракт – 1; 

К₂НРО₄  – 0,03;

МgSO₄ × 7 H₂O – 0,04;

FeSO₄ × 7 H₂O – 0,01.

 

 

На 1 л вміст сухих компонентів складає 5,34 г.

1. Розрахувати добову  продуктивність виробництва з  розрахунком 340 днів на рік:

 

2. Втрати по стадіях  виробництва складатимуть:

- Втрати на стадії нормалізації  – 2%;

- Втрати на стадії пастеризації  – 7%;

- Втрати на стадії сквашування  – 3%;

 

3. Добові втрати виробництва  у перерахунку на Боверин:

 

4. Добова потужність з  урахуванням витрат:

 

5. Кількість культуральної  рідини, яка забезпечує добову  потужність виробництва з урахуванням  того, що накопичення грибу Beauveria bassiana  у культуральній рідини становить 7,6 г/л.

 

6. Розрахунок тривалості  робочого циклу ферментаційного обладнання:

На миття та перевірку  герметичності апарату    4 год.

Стерилізація та охолодження  апарату     4,5 год.

Заповнення поживним середовищем     4,5 год.

Завантаження посівним матеріалом     1 год.

Час ферментації         60 год.

Злив культуральної рідини з ферментеру     2 год.

Розрахунок необхідної кількості  ферментерів

Приймаємо до встановлення виробничі ферментери об’ємом 100 м³. Максимальний коефіцієнт заповнення 0,5 і коефіцієнт запасу 1,1.

7. Кількість ферментерів:

 

де V_д – добовий об’ємкультуральної рідини;

τ_ц – тривалість циклу;

V_ф – геометричний об’єм ферментеру;

K_зап – коефіцієнт запасу;

K_з – коефіцієнт заповнення;

8. Розрахунок необхідної  кількості ферментацій за добу:

 

Розрахунок завантаження сировини на одну виробничу ферментації

9.1. Максимальний корисний  об’єм виробничого ферментера  з урахуванням коефіцієнта заповнення  буде становити:

 

9.2. Кількість посівного  матеріалу, яку необхідно внести  в ферментер:

 

9.3. Об’єм поживного середовища:

 

9.4. Витрати сировини на  одну ферментацію:

 

9.5. Кількість води, яку  необхідно внести в поживне  середовище:

 

При проходженні ПС через  колонку швидкісного нагріву, відбувається конденсація парів, які надходять  з гостро парою. Об’єм конденсату складає 5% від об’єму рідкої фази:

 

Фактична кількість води, яка вноситься у апарат:

 

10. Розрахунок тривалості  робочого циклу посівного апарату:

Миття та перевірка герметичності  апарату    1,5 год.

Стерилізація та охолодження       2 год.

Заповнення поживним середовищем     0,5 год.

Стерилізація та охолодження  поживного середовища  3 год.

Внесення посівного матеріалу      1 год.

Ферментація         34 год.

Передача посівного матеріалу у ферментер    1 год.

11. Розрахунок кількості  посівних апаратів:

Приймаємо посівний апарат, об’ємом 10 м³. К_з = 0,5, К_зап = 1,1. Об’єм посівного матеріалу становить 10% від добового об’ємукультуральної рідини

 

12. Розрахунок кількості  посівних апаратів:

 

Розрахунок завантаження сировини на 1 ферментацію

12.1. Корисний об’єм посівного  апарату з урахуванням коефіцієнту  заповнення:

 

12.2. Кількість посівного  матеріалу:

 

12.3. Об’єм поживного середовища  у посівному апараті:

 

12.4. Витрати сировини на 1 посівну ферментацію:

Для вирощування продуценту використовують середовище складу (г/л):

Дріжджі кормові – 2,0;

Крохмаль – 2,0;

Хлорид натрію – 0,2;

Хлорид марганцю – 0,01;

Хлорид кальцію – 0,05;

Кукурудзяний екстракт – 1,0; 

К₂НРО₄  – 0,03;

МgSO₄ × 7 H₂O – 0,04;

FeSO₄ × 7 H₂O – 0,01.

 

12.5. Кількість води в  посівний апарат:

 

12.6. Кількість конденсату  складає 5% від об’єму рідкої  фази

 

Матеріальний баланс
Назва сировини та напівпродуктів	Кількість М3	Вміст абсолютно сухої речовини, М3	Назва кінцевого продукту, відходів та втрат	Кількість, М3	Вміст грибу, г/л	Вміст абсолютно сухої речовини, кг
Поживне Середовище	45	4, 5	Культуральна  рідина	38,32	7,6	5,34
Посівний  матеріал	5	0,5	Витрати	0.24	-	3,832

 

Основне технологічне обладнання
Назва апарата	Кількість апаратів	Об’єм апарата, М3	Корисний об’єм, М3	Кількість посівного матеріалу, М3	Об’єм поживного середовища, М3
Ферментер	3	100	50	5	45
Посівний  апарат	2	10	5	0,5	4,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 6. Контроль виробництва

Для забезпечення відповідності  готової продукції вимогам НТД  на підприємстві забезпечується (моніторинговий - постійний постадійний) контроль процесу  та контроль готової продукції.      У процесі виробництва контролюють відповідність сировини, допоміжних матеріалів, напівпродуктів вимогам НТД, контролюють санітарний стан цехів та робочих місць, виконання регламентованих технологічних операцій і виконання технологічних режимів роботи. В табл. 6.1. наведена карта постадійного контролю до технологічної схеми виробництва біомаси грибу Beauveria bassiana.      Для забезпечення відповідності препарату для захисту рослин Боверин вимогам нормативно-технічної документації на підприємстві забезпечують контроль процесу та самої готової продукції. Контролюють відповідність сировини, допоміжних матеріалів вимогам відповідних документів, також конролюють санітарний стан цехів та робочих мість, виконання регламентованих технологічних операцій і виконання технологічних режимів роботи.           Контроль виробництва проводять різними способами, в залежності від об'єкту. Наприклад, контроль підготовки виробництва проводять аспіраційним методом, оскільки проводять мікробіологічну чистоту повітря; приготування поживного середовища контролюють ваговим способом, тому що зважують всі компоненти середовища тощо.      Для дослідження мікрофлори повітря використовують наступні методи:

1. Звичайна седиментація - чашковий метод Коха з пасивним  осадженням мікробів на поверхню  щільного поживного середовища  за певний час, зазвичай 5-10хв.

2. Примусова седиментація  мікроорганізмів повітря з використанням  спеціальних приладів - імпакторів  типу приладу Кротова (мікроби  осаджують на поверхню щільних поживних середовищ) та імпінджерів типу приладу Дьяконова (при продуванні повітря мікроби поступають в рідкі поживні середовища). Ці методи найбільш надійні, бо дозволяють давати кількісну характеристику забрудненості повітря мікроорганізмами та вивчати їх видовий склад.

3. Фільтраційний метод  - повітря продувають крізь воду  або мембранні фільтри з наступним  мірним висівом на поживні  середовища.

Критеріями оцінки мікробіологічного  стану повітря замкнених приміщень  є:

а) Загальне мікробне число (ЗМЧ) - кількість бактерій в перерахунку  на 1м³ повітря, що виросли при посіві на поверхню поживного агару. Посіви інкубують добу при 37⁰С, потім ще добу при температурі - 20⁰С.

б) Індекс санітарно-показових  бактерій - кількість в перерахунку  на 1м³ повітря умовно-патогенних мікробів дихальних шляхів - гемолітичних стрептококів, золотистого стафілокока, грамнегативних бактерій, дріжджеподібних та цвільових грибів. Саме цей метод використовується при контролі мікробіологічної чистоти повітря.змів Максимально допустима кількість життєздатних мікроорганізмів в 1 см³ повітря не більше 1000 КУО/м³

Для визначення мікробіологічної обнасіненості внутрішніх поверхонь  апаратів проводять метод змивів. В змивах з поверхні 100 см² дозволяється не більше 10 колоній неспроутворювальних мікроорганізмів на двох паралельних чашках Петрі. Цю кількість бактерій можна визначити прямим підрахунком на камері Горяєва .

Визначення масової частки сухих речовин.       Метод ґрунтується на вимірюванні показників заломлення крохмалю за допомогою рефрактометра. Масову частку сухих речовин у крохмалі визначають у розчинах крохмалю, розведених дистильованою водою у співвідношенні 1:1. Масову частку сухих речовин Р у відсотках визначають за формулою:

Р = 2Р1

де 2 – коефіцієнт;

Р1 – показання шкали  рефрактометра.

  Метод визначення  редукуючих речовин.

1.   Йодометричний метод  визначення редукуючих речовин  із застосуванням реактиву Мюллера.  Метод ґрунтується на відновлення  іонів міді (Сu²⁺) з лужного розчину Мюллера до геміоксиду міді (Сu₂О) редукуючими речовинами за умови додання надлишкової кількості розчину йоду та титрування надлишку його розчином тіосульфату натрію.

2.   Йодометричний метод визначення редукуючих речовин із застосуванням розчину Оффнера. Метод ґрунтується на відновленні іонів міді (Сu²⁺) до геміоксиду міді (Сu₂О) в лужному розчині Оффнера редукуючими речовинами під час нагрівання, переході осаду в розчин надлишкової кількості розчину йоду та титруванням надлишку йоду розчином тіосульфату натрію.

2.   Визначення редукуючих речовин методом Найта і Алена (Метод ICUMSA). Метод ґрунтується на відновленні іонів міді (Сu²⁺) до геміоксиду міді (Сu₂О) в лужному розчині редукуючими речовинами під час нагрівання. Після охолодження залишкові іони міді титрують ЕДТА (етилендиамінтетраоцтовою кислотою) з використанням мурексиду як індикатору.