Библиографическое описание:

Мадаминов Д. К. Материальный расчёт и подбор оборудования для производства бифидумбактерина // Молодой ученый. — 2016. — №13. — С. 181-184.



Ухудшение условий окружающей среды, несбалансированность и недостаток питания, применение при лечении ряда заболеваний антибиотиков, вызывая ослабление природного иммунитета, как следствие нарушают микробиологические системы желудочно-кишечного тракта — составной части общей иммунной системы.

Решение проблемы поддержания и восстановления нормальной кишечной микрофлоры человека может быть осуществлено по трем направлениям. Первое — это употребление живых бифидо- и лактобактерий в виде бакпрепаратов, второе — употребление пищевых добавок с бифидо- и лактобактериями и третье — обязательное включение в рацион кисломолочных пробиотических продуктов.

Характеристика сырья (молочная сыворотка).

Молочная сыворотка — это жидкость, которая остается после сворачивания и процеживания молока. В зависимости от вырабатываемого продукта получают под сырную, творожную и казеиновую сыворотку. Молочная сыворотка отделяется после свертывания молока (точнее молочного белка — казеина), в результате изменения (снижение) рН до 4.6 ед. под воздействием молочной кислоты, образуемой микроорганизмами.

Соли и микроэлементы молока — содержание поваренной соли — 10,8 %(сухих веществ). Из микроэлементов: железа — 408–846 мкг/кг; меди — 7,6–17,0 мкг/кг; марганца — 27,4 мкг/кг; цинка — 3,108 мкг/кг; кобальта — 0,085–1,0 мкг/кг; йода — 44,5 мкг/кг и более 20 других наименований. Вода (93,7 %).

Таблица 1

Молочная сыворотка

Пищевая ценность на 100 г продукта

Энергетическая ценность 27 ккал 112 кДж

Белки

0,846 г

Жиры

0,36 г

Углеводы

5,14 г

Кальций

47 мг

Использование бифидобактерий в производстве молочных продуктов.

Бифидоряженка имеет очень густую консистенцию, обладающую приятным вкусом, утоляющим жажду в самую жаркую погоду. Ряженка способна нормализовать содержание бифидобактерий в организме.

Бифидокефир содержит кроме кефирной закваски биокомплекс — уникально подобранный комплекс бифидобактерий природного происхождения, прекрасно сочетающих питательные и полезные свойства для детей раннего возраста и также людей, страдающих повышенной кислотностью.

Бифидопростакваша — это кисломолочный напиток, выработанный из пастеризованного молока путем сквашивания его закваской, приготовленный на чистых культурах молочнокислых бактерий и бифидобактерий.

Рис. 1. Схема производства бифидобактерина

Материальный расчёт производства бифидумбактерина.

В связи с тем, что ни одну технологическую операцию невозможно провести без информации о количественном и качественном составе перерабатываемого сырья и его массе на разных этапах производства, в данном разделе произведен материальный расчет с последующим подбором оборудования в линию.

Материальный расчет.

  1. Масса молочной сыворотки, перерабатываемой на бакпрепарат:

Мсыв.норм.= 16000 кг.

  1. Масса сыворотки с учётом потерь при сепарировании:

Мсыв.теор.= Мсыв.норм.·(100 — Псеп.)/100,

где Псеп. = 0,454 % — нормативные потери сырья при сепарировании.

Мсыв.теор.= 16000·(100–0,454)/100 = 15927,36 кг.

  1. Потери при сепарировании:

Мсеп.= Мсыв.норм — Мсыв.теор.Мсеп.= 16000–15927,36 = 72,64 кг.

  1. Масса обезжиренной сыворотки:

Моб.сыв.= Мсыв.теор.·(Жсл. — Жсыв.) / (Жсл. — Жоб.сыв.),

Где Жсл.= 30 % — содержание жира в подсырных сливках;

Жсыв.= 0,5 % — содержание жира в сыворотке;

Жоб.сыв.= 0,1 % — содержание жира в обезжиренной сыворотке.

Моб.сыв.= 15927,36·(30–0,5) / (30–0,1) = 15688,05 кг.

  1. Масса сливок:

Мсл.= Мсыв.теор.·(Жсыв. — Жоб.сыв.) / (Жсл. — Жоб.сыв.),

Мсл.= 15927,36·(0,5–0,1) / (30–0,1) = 239,3 кг.

  1. Масса кислоты, пошедшей на нейтрализацию:

Морг.к.= 0,01·Корг.к.· Моб.сыв,

Где Корг.к — доза внесения органической кислоты (0,5–0,7 %).

Морг.к.= 0,01·0,7·15688,05 = 109,81 кг.

  1. Масса нейтрализованной сыворотки, с учетом внесения кислоты:

Мн.сыв.= Моб.сыв. + Морг.к,

Мн.сыв.= 15688,05 + 109,81 = 15797,86 кг.

  1. Масса производственной питательной среды:

Мп.с.= Мн.сыв.

Мп.с..= 15797,86 кг.

  1. Масса посевной культуры:

Мп.к. = 0,01·Кп.к·Мп.с,

Где Кп.к. — посевная доза (3–5 % от массы производственной питательной среды).

Мп.к.= 0,01·5·15797,86 = 789,9 кг.

  1. Масса прироста биомассы:

Мп.б.= 0,001·Кп.б.·Мп.с.,

Где Кп.б. — прирост биомассы (2–3 г/л производственной среды);Мп.б.= 0,001·0,003·15797,86 = 0,047 кг.

  1. Массы питательной среды и посевной культуры для предварительной ферментации, а также прироста биомассы на стадии предферментации:

Мп.с.2 = Мп.к./1,050003,

Мп.с.2 = 789,9/1,050003 = 752,28 кг.

Мп.к.2 = 0,01·Кп.к.·Мп.с.2

Мп.к.2 = 0,01·5·752,28 = 37,61 кг.

Мп.б.2 = 0,001·Кп.б·Мп.с.2

Мп.б.2 = 0,001·0,003·752,28 = 0,0022 кг.

  1. Масса культуральной жидкости:

Мк.ж.норм. = Мп.с.+ Мп.к.+ Мп.б.

Мк.ж.норм. = 15797,86 + 789,9 + 0,047 = 16587,8 кг.

  1. Масса культуральной жидкости с учетом потерь при центрифугировании:

Мк.ж.теор. = Мк.ж.норм.·(100 — Пц)/100,

где Пц = 5 % — нормативные потери при центрифугировании;

Мк.ж.теор. = 16587,8·(100–5)/100 = 15758,416 кг.

  1. Масса потерь при центрифугировании:

Мц. = Мк.ж.норм. — Мк.ж.теор.

Мц. = 16587,8–15758,416 = 829,384 кг.

  1. Масса баксуспензии до внесения защитной среды:

Мб.ц. = Ак.ж.·Мк.ж.теор.б.с.,

Где Ак.ж. — активность культуральной жидкости (5·105 КОЕ/г)

Аб.с. — активность баксуспензии, поступающей на сублимационную сушку (107 КОЕ/г)

Мб.ц.= (5·105·15758,416)/107 = 787,92 кг.

  1. Масса баксуспензии (с учетом внесения защитной среды):

Мб.с.норм. = Мб.ц.·100/(100 — Кз.с.),

Где Кз.с. = 5 % — доза внесения защитной среды

Мб.с.норм. = 787,92·100/(100–5) = 829,39 кг.

  1. Масса осветленной жидкости, получаемой при концентрировании микробных клеток:

Мос.ж. = Мк.ж.теор. Мб.ц.,

Мос.ж. = 15758,416–787,92 = 14970,496 кг.

  1. Масса защитной среды:

Мз.с.= Мб.с.норм — Мб.ц.

Мз.с.= 829,39–787,92 = 41,47 кг.

  1. Масса компонентов защитной среды:

Мз.с = Мсах. + Мжел. + Ммол.с + МБСК + Мв,

Где Мсах. — масса сахарозы в составе защитной среды в конечной суспензии;

Мжел. — масса желатина;

Ммол.с. — масса молочной сыворотки;

МБСК — масса бифидогенного концентрата;

Мв — масса воды.

Мсах. = 0,01·Ксах.·Мз.с.,

Где Ксах. — процентное соотношение сахарозы от массы защитной среды в конечной суспензии (5–8 %)

Мсах. = 0,01·8·41,47 = 3,32 кг.

Мжел. = 0,01·Кжел·Мз.с.,

Где Кжел. — массовая доля желатина в конечной суспензии (1–1,5 % от массы защитной среды)

Мжел. = 0,01·1,5·41,47 = 0,62 кг.

Ммол.с, МБСК. = 0,01·Ксм.·Мз.с,

Где Ксм. — массовая доля смеси молочной сыворотки и бифидогенного концентрата в конечной суспензии (12–25 % от массы защитной среды); соотношение в смеси молочной сыворотки и бифидогенного концентрата составляет (34–35):1

Ммол.с. = 0,01·24,3·41,47 = 10,07 кг.

МБСК = 0,01·0,7·41,47 = 0,3 кг.

Мв = Мз.с. — (Мсах. + Мжел.+ Ммол.с.+ МБСК),

Мв = 41,47 — (3,32 + 0,62 + 10,07 + 0,3) = 27,16 кг.

  1. Активность баксуспензии до внесения защитной среды:

Аб.ц. = Мб.с.норм.·Аб.с.б.ц.,

Где Аб.с. = 1·107 КОЕ/г — стандартная активность баксуспензии, поступающей на сублимационную сушку.

Аб.ц. = 829,39·107 / 787,92 = 1,05·107 КОЕ/г.

  1. Масса баксуспензии с учетом потерь активности при фасовании и сушке препарата:

Мб.с.теор.= Мб.с.норм.·(100 — Пс)/100,

где Пс = 3 % — нормативные потери при фасовании и сушке;

Мб.с.теор = 829,39·(100–3)/100 = 804,5 кг.

  1. Масса потерь при сушке:

Мс.= Мб.с.норм. — Мб.с.теор.,

Мс.= 829,39–804,5 = 24,89 кг.

  1. Масса готового продукта:

Мг.п. = Мб.с.теор.· Аб.с. г.п.,

где Аг.п. = 1,6·108 КОЕ/г — стандартная активность готового бакпрепарата;

Мг.п. = 804,5·107/ 1,6·108 = 50,28 кг.

  1. Масса влаги, испарённой при сушке бакпрепарата:

Вс = Мб.с.теор. — Мг.п.,

Вс = 804,5–50,28 = 754,22 кг.

  1. Материальный баланс:

Мсыв.норм. + Морг.к.+ Мп.к.+ Мп.б.+ Мз.с. = Мсеп.+ Мсл.+ Мц.+ Мос.ж + Мс.+ Мг.п+ Вс.

16000 + 109,81 + 789,9 + 0,047 + 41,47 = 72,64 + 239,3 + 829,39 + 14970,496 + 24,89 + 50,28 + 754,22; 16941,22 = 16941,22 (кг)

Литература:

  1. Степаненко П. П. Микробиология молока и молочных продуктов: Учебник для ВУЗов — Сергиев Посад: ООО «Всё для Вас — Подмосковье», 1999.
  2. Храмцова А. Г., Нестеренко П. Г. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
  3. Нечаев А. П., Траубенберг С. Е., Кочеткова А. А. и др. Химия пищи — СПб.: ГИОРД, 2003.
  4. Залашко М. В. Биотехнология переработки молочной сыворотки — М.: Агропромиздат, 1990.
  5. Кочетков Н. К., Бочков А. Ф., Дмитриев Б. А. и др. Химия углеводов — М.: Химия, 1967.
  6. Шендеров Б. А., Манвелова М. А. Функциональное питание и пробиотики: микроэкологические аспекты — М.: Агар, 1997.
  7. Нестеренко П. Т., Самойлов В. Г. Оборудование предприятий молочной промышленности — СПб.: ГИОРД, 2004.
  8. Ростроса Н. К., Мордвинцева П. В. Курсовое и дипломное проектирование предприятий молочной промышленности — М.: Агропромиздат, 1989.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle