Микробиологическая промышленность - это. II. Значение микробиологической промышленности Отрасли промышленности включающие микробиологические процессы
1) Микроорганизмы использовались человечеством в быту и производстве еще задолго до того как, собственно говоря, они были открыты. Еще в древние времена, не задумываясь об их существовании человечество, использовало их в хлебопечении, виноделии, производстве сыров и кисломолочных продуктов, пивоварении и т.д.
Значение и роль их для производства впервые были открыты Пастером в середине 19 века. Однако знания по физиологии микроорганизмов и закономерностям их роста начали пополняться, только начиная с 20 века.
В результате появилась реальная возможность сделать микроорганизмы неисчерпаемым источником получения биологически активных веществ: белков, аминокислот, ферментов, витаминов, антибиотиков и т.д.
Во второй половине 20 века в промышленно развитых странах зарождается новая отрасль промышленности – микробиологическая промышленность или биотехнология.
Основное преимущество биотехнологии – получение белковых веществ и др. продуктов путем микробного синтеза со огромной скоростью, которая на несколько порядков выше, чем у растений и животных.
Развитие промышленности вызывает потребность в специалистах, технологии, оборудовании и само по себе, разумеется, в соответствующих научных исследованиях.
Данное УМКД написано на основе курса лекции «Оборудование биотехнологии», который на протяжении ряда лет, начиная с 90-х годов, читался авторами в Семипалатинском государственном университете имени Шакарима для студентов-биотехнологов.
2) Биотехнология, биотехнологическая промышленность, оборудование биотехнологии – сравнительно новые термины, которые вошли в практику сравнительно недавно (70 – 80 – 90 годы 20 века).
До этих лет более широко использовался термины:
· микробиология и микробиологическая промышленность,
· а также соответствующее оборудование.
Основная цель биотехнологии –
· производство методами микробиологического синтеза, прежде всего, биологически активных веществ,
· и других продуктов микробиологического производства, например:
Концентрата витамина В 2 ;
Белково-витаминных концентратов;
Кормовых дрожжей на жидких гидролизатах растительных материалов и сульфитных щелоках;
Кормовых дрожжей на отходах пищевой промышленности;
Кормовых дрожжей на очищенных парафинах;
Кормовых дрожжей на газообразных углеводородах;
Лимонной кислоты;
Лизина на свекловичной мелассе, а также других аминокислот, в частности гистидина, аргинина, триптофана и др;
Кормовых антибиотиков (препараты биовит, терравит, бацелихин, бацитрацин и др);
Бактериальных препаратов или удобрений, а также средств защиты растений (нитрагин, азотобактерин, фосфобактерин и др);
Ферментных препаратов;
Солода и т.п.
Для популяции микроорганизмов характерны такие замечательные свойства как:
Высокая интенсивность жизнедеятельности, т.е. роста, размножения и отмирания;
И большое своеобразие обмена веществ (метаболизма).
Например, скорость образования биомассы у микроорганизмов:
В почти, что в 500 раз больше чем у самых урожайных растений;
И в примерно 1000 – 5000 раз больше чем у самых продуктивных пород скота.
За всего лишь каких-нибудь 0,3 – 2,0 часа биомасса микроорганизмов может увеличиться вдвое.
Кроме того, в ряде случаев вся биохимическая активность микроорганизмов направляется на синтез какого-нибудь полезного вещества. Например:
Один из высокопродуктивных мутантов для синтеза пенициллина образует до 0,5 кг пенициллина на каждый 1,0 кг биомассы;
Некоторые из штаммов могут синтезировать витамин В 12 в количествах превышающих их жизненные потребности в 100 – 200 раз.
Одним из главных достоинств биотехнологии является то, что при микробиологическом синтезе используется:
Не дефицитное, не дорогое сырье в виде отходов пищевой промышленности,
А также такое широко распространенное сырье как нефть и природный газ.
3) Используемое в биотехнологии оборудование, классифицируется на соответствующие группы по ряду основных признаков. К таким признакам относятся.
I. Характер воздействия на обрабатываемый материал, либо сырье или продукт.
II. Структура рабочего цикла машины или аппарата.
III. Степень механизации и автоматизации.
IV. Принцип сочетания в технологическом потоке.
V. Функциональное (производственное) назначение.
I. По характеру воздействия на обрабатываемый продукт оборудование делится на три группы:
а) оборудование, в котором на материал оказывается механическоевоздействие без изменения свойств самого материала (т.е. изменяется только форма и размеры продукта, например при измельчении, дроблении или резании);
б) оборудование, в котором на материал оказывается физико-химические, биохимические и тепловые воздействия в результате чего изменяются большинство свойств сырья и даже агрегатное состояние (т.е. изменяется вязкость, плотность, структура и т.д. например, при выпарке, концентрации, экстракции, сушке и т.п.);
в) оборудование, в котором на материал оказываются все виды воздействия.
II. По структуре рабочего цикла оборудование делится на две группы:
а) оборудование периодического действия;
б) оборудование непрерывного действия.
III. По степени механизации и автоматизации оборудование делится на три группы:
а) простые рабочие машины и аппараты (т.е. оборудование, в котором выполняется одна технологическая операция, например дробилка, мешалка, сепаратор и т.п. выполняют, несмотря на свою в некоторых случаях конструктивную сложность только одну технологическую операцию):
б) машины полуавтоматы (т.е. оборудование, в котором имеется несколько рабочих органов выполняющих несколько технологических операции и в котором требуется участие рабочего для выполнения некоторых контрольных функций).
в) машины автоматы (т.е. оборудование, в котором также имеется несколько рабочих органов выполняющих несколько технологических операции в автоматическом режиме и в котором не требуется участие рабочего).
IV. По принципу сочетания в потоке
а) отдельные машины и аппараты;
б) агрегаты или комплексы;
в) комбинированные и автоматизированные виды оборудования (это прежде всего поточно-механизированные линии)
Машины и аппараты отличаются друг от друга по структурной форме. Машина, как правило, состоит из трех частей:
Рабочего органа установленного внутри рабочей камеры;
Передаточного механизма, передающего движение рабочему органу;
И источника движения, т.е. двигателя.
Таким образом, в машине обработка сырья происходит в результате преобразования в движение механической работы двигателя.
V. По производственному назначению оборудование делится на большое количество групп, а именно:
Для проведения вспомогательных и подъемно-транспортных операций по доставке, хранению, дозированию сырья и материалов;
Для стерилизации питательных сред и воздуха;
Для экстрагирования, отжима, фильтрования и флотации;
Для культивирования (т.е. выращивания) микроорганизмов на твердых питательных средах;
Для культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах;
Для разделения жидкой и твердой фаз из неоднородных систем (т.е. центрифуги и сепараторы);
Для концентрирования и очистки растворов биологически активных веществ (т.е. вакуум-выпарные установки);
Для мембранного разделения растворов биологически активных веществ(т.е. ультрафильтрационные установки);
Для сушки продуктов микробиологического производства;
Для измельчения, стандартизации, гранулирования и микрокапсулирования продуктов микробиологических производств.
Лекция № 2. Машинно-аппаратурные схемы производства продуктов микробиологического синтеза.
План лекции:
1) Особенности технологии микробиологических производств.
2) линия производства солода.
3) линия производства этилового ректификационного пищевого спирта.
4) линия производства хлебопекарных дрожжей.
5) технологическая линия производства ферментных препаратов.
1) Типовой технологический процесс микробиологического синтеза может быть представлен в виде следующих последовательных стадий:
Приготовление посевного материала;
Приготовление и стерилизация питательной среды;
Культивирование, т.е. микробиологический синтез;
Выделение целевого продукта;
Помол (измельчение);
Стандартизация;
Фасовка.
В отдельных случаях некоторые из этих стадий могут отсутствовать.
В частности,
– если готовый продукт выпускается в жидком виде,
– то отсутствуют операции сушки и измельчения.
Основной стадией микробиологического синтеза является культивирование.
Культивирование есть ни что иное, как развитие популяции микроорганизмов в специальном аппарате, который называют ферментатором.
При этом в аппарате имеет место в большей части жидкая питательная среда.
Это так называемый глубинный (суспензионный) способ культивирования.
На стадии культивирования осуществляется производство:
Во-первых, как самой биомассы;
Так и, во-вторых, продуктов жизнедеятельности (метаболизма).
В ряде случаев – синтезируемые продукты – антибиотики, ферменты, аминокислоты и т.п.
Необходимость осуществления специфических процессов повлекла за собой разработку и создание специального оборудования, которое будет рассматриваться в данном курсе.
2) Солод − проращенное зерно злаковых культур (ячмень, рожь, рис, пшеница, овес, просо) в специально созданных и регулируемых условиях.
Солодоращение − накопление в зерне максимально возможного или заданного количества ферментов (в основном гидролитических).
Под действием ферментов при солодоращении часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, лептоны, лептиды, аминокислоты и др.
Солод используют при производстве
· пива, полисолодовых экстрактов, получаемых из смеси кукурузного, овсяного и пшеничного солодов,
· концентрата квасного сусла, хлебного кваса,
· безалкогольных напитков, этилового спирта
· хлебобулочных изделий.
Приготовление солода - сложный комплекс специфических процедур, состоящий из следующих стадий:
Очистка и сортировка зерна;
Мойка, дезинфекция и замачивание ячменя;
Проращивание ячменя (свежепроросший солод для производ-ства спирта и ферментации);
Сушка солода;
Обработка сухого солода (солод для производства хлебобулоч-ных изделий, солодовых экстрактов и концентрата квасного сусла);
Выдержка сухого солода (выдержанный солод для производства пива).
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования, состоящего из зерноочистительных и сортирующих машин - воздушных и зерновых сепараторов, цилиндрических и дисковых триеров, магнитных сепараторов.
Следующий комплекс линии включает аппараты для мойки и замачивания ячменя. К ним относятся моечные и замочные аппараты, входящие в комплекс замочного отделения, а также установки непрерывного замачивания зерна.
Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для солодоращения, представленного
· ящичными солодорастильными установками,
· солодовнями с передвижной грядкой,
· статическими солодовнями с совмещенным способом,
· солодорастильными барабанами и кондиционерами для пневматических солодовен.
Наиболее значимым комплексом оборудования линии является оборудование для сушки солода.
К нему относятся:
· сушилки периодического действия (горизонтальные и вертикальные)
· и сушилки непрерывного действия (шахтные и сельные) с топочными устройствами и калориферами.
Завершающий комплекс оборудования линии обеспечивает обработку сухого солода и содержит
· росткоотбойные, солодополировочные машины и измельчители солода.
3) Спирт этиловый (этанол, винный спирт), выработанный из пищевых видов сырья (зерно, картофель, сахар, свеклосахарная и тростниковая меласса, сахарная свекла), - прозрачная бесцветная жидкость без привкуса и запаха посторонних веществ.
Спирт этиловый пищевой получают микробиологическим способом, в основе которого лежит сбраживание сахара в спирт дрожжами семейства сахаромицетов.
Спирт этиловый ректификационный получают на брагоректификационных и ректификационных установках из бражек крахмалосодержащего и сахаросодержащего сырья и из спирта-сырца, полученного из тех же видов сырья.
Переработка зерна и картофеля на спирт осуществляется по однотипной технологии и состоит из следующих стадий:
Подготовка сырья к переработке;
Разваривание крахмалосодержащего сырья;
Осахаривание крахмалосодержащего сырья;
Культивирование дрожжей;
Сбраживание осахаренной массы;
Перегонка бражки;
Ректификация спирта.
Линия начинается с комплекса оборудования для мойки, очистки и измельчения крахмалосодержащего сырья.
В состав этого комплекса входят картофелемойки, камнеловушки, водоотделители, барабанные камнеловушки, дробилки для измельчения картофеля и зерна, а также измельчители для тонкого измельчения зернового сырья.
Далее в состав линии входят комплекс, состоящий из установок для тепловой обработки крахмалосодержащего сырья - смесителей предразварников, варочных аппаратов и паросепараторов, аппаратов гидродинамической обработки замеса, обеспечивающих различные схемы разваривания.
Следующим в линии является комплекс оборудования для охлаждения и осахаривания заторов. В состав этого комплекса входят:
· аппараты с непрерывным осахариванием и вакуум-охлаждением,
· аппараты с двухступенчатым вакуум-охлаждением,
· а также аппараты с непрерывным охлаждением и осахариванием при атмосферном давлении.
Комплекс оборудования для брожения и культивирования дрожжей состоит из бродильных аппаратов и устройств для мойки, спиртоловушек и дрожжевых аппаратов.
В линии для производства спирта из мелассы комплекс оборудования состоит из рассиропников, аппаратов для размножения дрожжей и пеноловушек, а также устройств для отбора проб, измерения расходов мелассы и контроля плотности рассиропки.
Ведущий комплекс оборудования в линии предназначен для перегонки и ректификации спирта. В его составе имеются брагоректификационные и ректификационные установки, установки для получения безводного спирта, холодильники и кипятильники брагоперегонных аппаратов, вспомогательное оборудование ректификационных установок, а также оборудование для учета и хранения спирта.
4) Хлебопекарные дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов.
Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться.
Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:
Приготовление питательной среды;
Выращивание маточных и товарных дрожжей;
Выделение товарных дрожжей из дрожжевой суспензии;
Формование и упаковка прессованных дрожжей;
Сушка дрожжей.
Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:
Выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;
Промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;
Дозревание дрожжей;
Окончательное промывание и концентрирование дрожжей;
- прессование, формование и упаковка дрожжей;
Хранение.
Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.
Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.
Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.
Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.
Завершающий комплекс оборудования состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.
На рис. 2.3 представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.
5) Ферментные препараты представляют собой концентраты ферментов, полученные с помощью микроорганизмов. В состав ферментных препаратов наряду с ферментами входят и балластные вещества. Ферментные препараты применяют в пищевых производствах как катализаторы соответствующих биохимических процессов.
В качестве продуцентов ферментов используют разнообразные источники: растения, животные ткани и микроорганизмы.
Производство ферментных препаратов наиболее перспективным глубинным способом на жидких питательных средах можно разделить на следующие стадии:
Приготовление, стерилизация и охлаждение питательной среды;
Приготовление посевного материала и выращивание производственной культуры;
Отделение и сушка биомассы;
Фасовка отходов и отделение фильтрата;
Концентрирование и сушка концентрата;
Осаждение, сушка и стандартизация препарата;
Фасование препарата.
Линия начинается с комплекса оборудования, в состав которого входят:
· циклон – разгрузитель, экстракторы, стекатель, шнек-пресс, ленточный вакуум-фильтр, смеситель,
· а также нагревательная колонка, выдерживатель и теплообменники.
В состав линии входит комплекс оборудования, состоящий из инокулятора и ферментатора.
Следующий комплекс оборудования представляют камерный фильтр-пресс и барабанная сушилка.
Ведущим является комплекс оборудования, включающий вакуум-выпарные аппараты и распылительные (сублимационные) сушилки.
Завершающий комплекс оборудования линии состоит:
· из установки непрерывного осаждения, аппарата обсушки препарата, центрифуги, барабанной вакуум-сушилки, установки для измельчения и смешивания.
Финишным комплексом оборудования являются фасовочные машины.
Машинно-аппаратурная схема линии производства ферментных препаратов глубинным способом на жидких питательных средах представлена на рис. 2.4.
Лекция № 3. Транспортное оборудование в биотехнологии.
План лекции:
1) Насосы. Классификация насосов.
2) Центробежные насосы.
3) Осевые насосы.
4) Роторные насосы.
1) Насосы, используемые в микробиологической промышленности, делятся на две группы: динамические и объемные.
В динамических насосах преобразование энергии происходит под влиянием динамического взаимодействия между потоком жидкости и рабочим органом насоса.
В объемных насосах перемещение жидкости происходит при изменении объема рабочей камеры насоса при вращательном или возвратно-поступательном движении рабочего органа.
К основным характеристикам насосов относятся
Объемная производительность (м 3 /с);
Напор или давление создаваемое насосом, м. жид. ст. или Па;
Потребляемая мощность, кВт;
Допускаемая высота всасывания, м.
Классификация насосов используемых в биотехнологии:
I. Динамические насосы
1. Лопастные 2. Насосы трения
а) центробежные; а) струйные
б) диагоналевые; б) эрлифтные
в) осевые;
г) вихревые.
I.Объемные или роторные насосы
1. С возвратно-поступательным движением
а) поршневые;
б) плунжерные;
в) диафрагменные;
г) шланговые;
д) пневматические.
2.С вращательным движением.
а) шестеренные
б) винтовые;
в) шиберные или эксцентриково-лопастные
2) Центробежные насосы получили наибольшее распространение в биотехнологии.
Они могут быть:
Либо одноступенчатыми, либо многоступенчатыми.
Большая часть насосов в биотехнологии относится к насосам консольного типа.
Центробежный насос типа К состоит:
Из рабочей камеры – собственно корпуса насоса улиткообразной (спиральной) формы с всасывающим и нагнетательным патрубками,
Рабочего органа – рабочего многолопастного колеса (крыльчатки) закрепленного на горизонтальном валу,
И электродвигателя, который посредством муфты соединен с горизонтальным валом.
Все узлы насоса закреплены на литой чугунной раме. Рабочая спиральная камера насоса спереди закрыта крышкой отлитой совместно с входным патрубком.
Горизонтальный вал, установлен в корпусе на подшипниках качения и приводится в действие через муфту от электродвигателя.
Насосы типа К в основном предназначены для перекачивания воды и других маловязких жидкостей.
По такой же схеме выполнены и другие центробежные насосы предназначенные для агрессивных сред.
К ним относятся:
Консольные насосы на отдельной стойке;
Химические консольные насосы типа Х;
Химические консольные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями типа АХ;
Химические моноблочные насосы типа ХМ;
Химические погружные насосы типа ХП;
Химические погружные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями типа ХПА;
Химические с обогревом корпуса ХО;
Химические погружные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями и суспензий типа ПХП.
Они используются для перекачивания кислых, щелочных, слабокислых, аммиачных сред и кислот. Числа оборотов рабочих колес достигает от 24, 1 до 48,3 об/с.
Помимо этих насосов в биотехнологии используются герметические центробежные насосы во взрывозащищенном исполнении типа ЦНГ-70; ХГ; ХГВ.
Они используются для перекачивания агрессивных, токсичных, взрывоопасных и пожароопасных жидкостей.
Особенностью конструкции этих насосов является то, что они не имеют сальниковых и торцевых уплотнений.
3) В осевых насосах жидкость перемещается в осевом направлении. Приращение давления происходит за счет преобразования кинетической энергии в потенциальную.
Жидкость поступает в проточную полость 1 насоса (рис. 3.2), в которой находится рабочее колесо, состоящее из ступицы 2 с закрепленными на ней лопастями 3. Число лопастей обычно от 3 до 6.
Ступица рабочего колеса 2 насажена на вал 5, который приводится в действие электродвигателем.
При прохождении через рабочее колесо жидкость одновременно участвует в поступательном и вращательном движении.
После рабочего колеса жидкость поступает в неподвижно установленный направляющий аппарат 4, состоящий из ряда неподвижных лопастей.
Этот направляющий аппарат предназначен для устранения закрутки потока на выходе из насоса и уменьшения потерь напора внутри проточной полости.
Рабочее колесо по своей форме похоже на гребной винт. Лопасти его изогнуты по винтовой линии.
Осевые насосы могут быть:
Одноступенчатыми и многоступенчатыми,
Жестколопастными и поворотно-лопастными.
Регулирование подачи производится:
В жестколопастных насосах – изменением частоты вращения колеса,
А в поворотно-лопастных – изменением угла наклона лопастей.
Подача в них может достигать 750– 6000 м 3 /ч, а напоры от 1,3 до 23 м.
Используются они в качестве циркуляционных насосов в системах промышленного водоснабжения, а также для циркуляции суспензий в вакуум-выпарных установках.
4) Роторные насосы состоят, как правило, из трех частей:
Неподвижного корпуса со всасывающей и нагнетательной камерами;
И непрерывно вращающихся замыкателей, расположенных на роторе.
По виду замыкателей роторные насосы делятся:
На коловратные (или шестеренчатые);
Поршневые и плунжерные;
И шиберные (пластинчатые или эксцентриково-лопастные).
Одними из наиболее распространенных роторных насосов являются шестеренчатые или шестеренные насосы.
Они состоят из пары цилиндрических зубчатых колес расположенных внутри эллисообразного корпуса.
При вращении шестерен жидкость:
Из всасывающего патрубка попадает в пространство между соседними зубьями каждой из шестерен,
Достоинством этих насосов является простота конструкции, малые масса и габариты.
Эти насосы имеют следующие характеристики:
Вязкость перекачиваемых жидкостей составляет от 2 * 10 -6 до 10 -4 м 2 /с;
Подача (производительность) достигает до 200 м 3 /ч;
Напор до 250 метров жидкостного столба (т.е. давление 25 атм);
Температура перекачиваемой жидкости до 200 0 С.
Лекция № 4. Вспомогательное оборудование в биотехнологии.
План лекции:
1) Классификация емкостного оборудования. Резервуары.
2) Реакторы-смесители.
3) Питатели и дозаторы для сыпучих и жидких сред.
4) Тарельчатые и весовые дозаторы.
1) На любом предприятии большой объем занимают вспомогательные операции:
По транспортировке, хранению, дозированию сырья, материалов и продуктов.
Для этих целей используется вспомогательное оборудование, которое делится на несколько групп:
I. Емкостное оборудование.
А) Резервуары для длительного и временного хранения жидких материалов.
Б) Реакторы-смесители для смешивания компонентов питательных сред.
В) Мерники жидких сред.
Д) Сборники приемники для приема и кратковременного хранения жидких продуктов (культуральной жидкости и др.)
II. Насосы для транспортировки жидких материалов.
III. Дозаторы и питатели для сыпучих и жидких сред.
IV. Машины для мойки оборудования.
Длительному хранению в биотехнологии подвергаются:
Жидкие парафины, свекловичная меласса, метанол, этанол;
Ацетон и др. сырье.
Временному хранению подвергаются такие продукты как:
Растворы солей, компоненты жидких питательных сред и пр.
Резервуары длительного хранения это, как правило, резервуары большой емкости от 100 до 10000 м 3 .
Форма емкости – в основном, вертикальная цилиндрическая с соотношением диаметра к высоте D/H = (1,0 ÷ 2,0).
Для перемешивания жидкости, т.е. придания ей однородности резервуары снабжаются:
Либо переливными трубами, расположенными внутри емкости на разных уровнях;
Либо гомогенизирующими системами, расположенными вне емкости.
Резервуары снабжаются соответствующими средствами контроля и арматурой (штуцерами или патрубками):
Для подачи жидкости и сжатого воздуха в емкость;
Установки манометра контроля давления;
Установки предохранительного клапана для стравливания избыточного давления;
Установки указателя уровня жидкости в емкости;
Спуска остатка жидкости из емкости;
Трубой передавливания, люками и воздушником;
А также подогревателями, внутрь которых подается пар.
М/п – новая отрасль, которая приобрела самостоятельное значение в 60-е годы под влиянием НТП. В настоящее время ее роль в промышленном производстве страны заметно возросла в связи с необходимостью интенсификации сельского хозяйства.
В структурном отношении – две основных группы производств, которые отличаются друг от друга по используемому сырью:
Производство кормовых белковых веществ (кормовые дрожжи) из углеводородного сырья .
Производство кормовых дрожжей из сырья растительного происхождения (гидролиз древесины и растительных отходов сельского хозяйства)
В состав микробиологии входят: предприятия гидролизной промышленности и химии органического синтеза. В одно целое их объединяют назначение выпускаемой продукции и характер технологического процесса.
Предприятия, использующие водородное сырье, ориентируется на центры нефтепереработки, что обусловлено высокой материалоемкостью производства. Для получения 1 тонны белка необходимо 2,5 тонны углеводородного сырья. Предприятия, ориентирующиеся на углеводородное сырье, размещаются соответственно в Поволжье, Волго-Вятском районе (Нижний Новгород).
Предприятия, ориентирующиеся на сырье растительного происхождения, получают кормовые дрожжи, взаимодействуя с предприятиями гидролизной промышленности, которая перерабатывает отходы лесопиления, пищевые отходы и отходы сельского хозяйства, например, кукурузную кочерыжку, подсолнечную лузу, рисовую и хлопковую шелуху. Гидролизные производства ориентируется на сырьевые базы, размещаясь вместе с лесопилением (Красноярск, Камск, Зима (Иркутская область), Архангельск, Волгоград) или комбинируются с целлюлозно-бумажным производством (Архангельск, Соликамск и Краснокамск – Пермская область).
Агропромышленный комплекс (АПК)
АПК России – это совокупность взаимосвязанных отраслей народного хозяйства, участвующих в производстве сельскохозяйственной продукции и доведении ее до потребителя. Его важнейшая задача – обеспечение страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем.
Состав и значение комплекса
В составе комплекса выделяют три группы отраслей, каждая из которых выполняет определенную функцию:
1. Сельское хозяйство , являющееся центральным звеном АПК;
2. Отрасли, обеспечивающиефункционирование АПК (производство оборудования для сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности). Эта группа отраслей в настоящее время имеет наиболее важное значение для развития АПК, так как способствует механизации сельского хозяйства и повышению его эффективности;
3. Перерабатывающие отрасли , занимающиеся транспортировкой, заготовкой, хранением и переработкой сельскохозяйственной продукции. Значение этой группы отраслей также огромно, так как они способствуют сохранности продукции и поступлению ее к потребителю.
Структура АПК
| Переработка, хранение и реализация сельскохозяйственной продукции | |||||||||||||||
| Пищевая промышленность | Û | Торговля, овощные базы и др. | Û | Легкая промышленность | |||||||||||
| | |||||||||||||||
| Транспортировка продукции с/х (транспорт) | |||||||||||||||
| Ý | |||||||||||||||
| Сельское хозяйство – ядро АПК | |||||||||||||||
| Растениеводство А) полеводство - зерновое хозяйство; - технические культуры; - кормовые культуры; - овощеводство; - бахчеводство; - картофелеводство. Б) садоводство В) виноградорство | Животноводство А) скотоводство Б) свиноводство В) овцеводство Г) оленеводство Д) коневодство Е) птицеводство Ж) звероводство З) пчеловодство И) шелководство К) рыбоводство | ||||||||||||||
| Ý | Ý | Ý | |||||||||||||
| Производство с/х машин и оборудования (машиностроение) | Производство удобрений, биодобавок, ядохимикатов (химическая промышленность) | Наука, управление, сельское строительство, мелиорация | |||||||||||||
Чтобы решить проблему обеспечения страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем все звенья АПК должны быть сбалансированы. Однако в нашей стране сложилась такая структура АПК, когда на долю Сельского хозяйства приходится почти 50% от общего объема производимой продукции (для сравнения в США – 15%, зато на долю перерабатывающих и сбытовых отраслей приходится 70%). Слабое развитие переработки, плохая транспортировка, хранение и сбыт приводят к огромным потерям. Например, потери картофеля и овощей «от поля до обеденного стола» достигают 40 – 45 %.
Отрасли, обеспечивающие функционирование АПК России не в полной мере отвечают современным требованиям. Так, например, уровень механизации в скотоводстве России составляет 70%; в картофелеводстве – 50%, а в овощеводстве – только 30%. За период с 1994 по 2004 год производство удобрений в России сократилось в 7 раз.
Сельское хозяйство.
Ведущей отраслью АПК является сельское хозяйство, которое отличается от остальных отраслей материального производства:
1. Сезонностью в производстве продукции. Суровые климатические условия России позволяют снимать только один урожай в год.
2. Большой зависимостью от природных условий ; Ареал наиболее благоприятных почвенно-климатических условий России охватывает центрально-черноземный район, Северный Кавказ, частично Поволжье, юг Урала и Сибири (см. рис 52, Дронов, стр.159).
3. Земля в с/х является одновременно предметом и средством труда. В сельском хозяйстве используется 222 млн. га, что составляет только 13% земельного фонда. При этом пашни занимают 126 млн га (8%). Невысокая доля сельскохозяйственных земель и пашни в структуре земельного фонда России объясняется суровыми климатическими условиями. Однако в расчете на душу населения эти показатели значительно превосходят показатели большинства европейских стран и Японии. (см. таб.35, Дронов, стр. 158).
Сельскохозяйственная специализация имеет ярко выраженный зональный характер , т.е. в каждой природной зоне выращивается определенный набор культур и развиты определенные направления животноводства.
Зона тундры и лесотундры – оленеводство, рыбоводство, звероводство, овощеводство в закрытом грунте;
Зона тайги – очаговое земледелие по долинам рек и в южных районах, молочное животноводство;
Зона смешанных лесов – озимая рожь, яровая пшеница, овес, ячмень, картофель, кормовые травы и корнеплоды, животноводство преимущественно молочного направления, птицеводство и свиноводство.
Лесостепная и степная зона – основные земледельческие зоны России (доля с/х угодий возрастает до 50 – 80 %, пашни – 35 – 60 %). Выращивается: озимая пшеница, кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, яровая пшеница (в восточных районах). Развиты садоводство и овощеводство, а в лесостепи картофелеводство. Животноводство более развито в зоне степей и имеет мясо-молочное направление. Имеется также птицеводство. По мере продвижения к югу в зону сухих степей большее развитие приобретает овцеводство.
Зона полупустынь и пустынь – поливное земледелие: хлопководство, виноградарство, садоводство, бахчеводство. В животноводстве – овцеводство, верблюдоводство.
Горные районы в сельскохозяйственном отношении представляют интерес только на юге страны, где развито горно-пастбищное животноводство.
Пригородное сельское хозяйство не имеет четких зональных признаков. Оно сложилось вокруг крупных городов, обеспечивая их население свежими и малотранспортабельными продуктами: молоком, мясом, яйцами, картофелем, овощами, ягодами.
Зональность в сельском хозяйстве России в первую очередь касается растениеводства. На животноводство природные условия влияют большей частью через кормовую базу.
Под влиянием природных условий в России сложились районы с разными условиями для развития сельского хозяйства. В настоящее время выделяют девять типов сельскохозяйственных районов России:
Оленеводческо-промысловый;
Лесопромысловый с очагами земледелия и животноводства;
Животноводческо-льно-зерновой с посевами картофеля и овощей;
Свекловично-зерновой с молочно-мясным животноводством;
Зерново-животноводческий с посевами технических культур;
Животноводческий (овцеводство) на полупустынных и пустынных пастбищах;
Животноводческий на горных пастбищах;
Плодоводческо-виноградорский с посевами овощей;
Пригородного сельского хозяйства.
Развитие сельского хозяйства может идти двумя путями: экстенсивным и интенсивным.
Если производство с/х продукции увеличивается за счет расширения площади посевов или количественного увеличения стада, то такое с/х называется экстенсивным.
Интенсивное хозяйство – это с/х, объем продукции которого растет в результате вложения больших агротехнических средств на единицу площади или выведения более продуктивных пород скота.
Для создания высокопродуктивного с/х проводится мелиорация.
Мелиорация земель – это совокупность работ по улучшению земель Она выступает в форме орошения, осушения, известкования почв и т.п. Наибольший эффект дает комплексная мелиорация, т.е. проведение нескольких видов мелиоративных работ.
Сельское хозяйство состоит из двух взаимосвязанных отраслей: растениеводства и животноводства, дающих соответственно 55 и 45 % сельскохозяйственной продукции.
Растениеводство (земледелие).
Природной основой его являются сельскохозяйственные угодья, то есть земли, используемые в сельскохозяйственном производстве. Они составляют 13% всех земель (2,2 млн км 2).
К сельскохозяйственным угодьям относят:
Пашни (60%) – 132 млн га (8% от территории страны);
Пастбища (30%) – 65 млн га;
Сенокосы – 23 млн га
Сады и виноградники.
Основная доля земель, используемых в сельскохозяйственном производстве (пашни), приходится на лесостепную (до 50% распашки территории) и степную зоны (более 60%). Пастбища расположены в основном на севере страны, а также в зоне сухих степей и полупустынь (площадь до 73%).
Растениеводство в России включает:
полеводство (зерновое хозяйство; выращивание технических культур; выращивание кормовых культур; овощеводство; бахчеводство; картофелеводство);
садоводство;
виноградорство.
В структуре посевных площадей ведущая роль принадлежит зерновым культурам (более 50%), а также кормовым культурам (более 30%).
Зерновое хозяйство является ведущей отраслью растениеводства.
Важнейшей культурой зернового хозяйства является пшеница (более 50% сбора).
Основная часть посевных площадей, занятых этой культурой, находится под яровой пшеницей . Это пшеница более засухоустойчива, ее возделывают в условиях континентального климата, она отличается лучшими хлебопекарными качествами. Главные районы выращивания яровой пшеницы:
Юг Сибири и Урала;
Левый берег (степи) Поволжья;
Выращивают яровую пшеницу и в Нечерноземье.
Озимая пшеница более урожайна, чем яровая, но требовательна к почвам и более теплолюбива. Она выращивается лишь в европейской части страны:
Центрально-Черноземный район;
Правобережное Поволжье;
Северный Кавказ (здесь ее посевы совпадают с посевами кукурузы ).
Ценной зерновой культурой в России является рожь. Ржаной хлеб - вкусный и полезный продукт. Из ржи также готовят лучшие сорта спирта, получают крахмал. Рожь малотребовательна к почвам. Основные районы ее выращивания: Нечерноземная зона и лесостепи России).
Ячмень и овес являются преимущественно фуражными, т.е. кормовыми культурами. Ячмень – самая скороспелая и морозоустойчивая зерновая культура, дальше всех «идет» на север и выше всех в горы. Из ячменя получают ценную крупу (перловка), также он используется для изготовления пива и заменителя кофе.
Рис , выращиваемый в России, занимает самые северные в мире ареалы своего распространения в пойме Кубани и дельте Волги, а также на юге Дальнего Востока.
Просо – засухоустойчивая культура. Она распространена небольшими площадями
Гречиха плохо переносит засуху, ее основные районы – увлажненные земли Центрального Черноземья, Поволжья, Урала.
По производству зерновых и зернобобовых культур Россия занимает четвертое место в мире, уступая Китаю, Индии и США. Максимальный урожай этих культур в нашей стране был в 1978 году (127 млн. тонн), а минимальный за последние 30 лет - в 1975 году (72 млн. тонн). Валовой сбор зерновых в России составляет около 100 млн. тонн (3% от мирового производства). При этом по производству ячменя, овса и ржи Россия занимает первое место в мире.
К техническим культурам относят масличные, волокнистые и сахароносные культуры, которые используются в виде сырья для отдельных отраслей промышленности. Эти культуры трудоемки, поэтому размещаются они компактно.
Наибольшее распространение среди технических культур в России получил подсолнечник. Подсолнечник засухоустойчив, поэтому ареал его распространения – сухостепная и степная зоны (Центральное Черноземье, Северный Кавказ).
Второй по значимости технической культурой России является сахарная свекла – единственная в условиях умеренного пояса культура – сырье для производства сахара. Это требовательная к теплу, плодородию и увлажнению почв. Основные районы ее выращивания - Центрально-Черноземный район (1/2 производства), Краснодарский край (1/3 производства), Башкортостан, Татарстан, Пензенская обл., Алтай.
Лен-долгунец – важнейшая волокнистая культура. Для его возделывания наиболее подходит влажный мягкий климат юга лесной зоны в европейской части России (Псковская, Тверская, Смоленская обл. и др.). Также лен выращивают на юге Сибири (Новосибирская обл., Алтайский край).
Как и подсолнечник, ценными масличными культурами являются горчица (Поволжье) и соя (юг Дальнего Востока).
Кормовые культуры – это растения, выращиваемые для скармливания с/х животным:
Кормовые травы (клевер, тимофеевка, люцерна, овсяница и др);
Корнеплоды (свекла, картофель и др.);
Зерновые.
Важнейшей кормовой культурой является картофель . Картофель одновременно выступает как один из наиболее употребляемых продуктов питания, а также техническая культура, из которой получают крахмал и спирт. Его выращивают повсеместно, но больше всего – в центральных районах европейской части. Западный макрорегион дает 90% производства картофеля.
Производство овощей сконцентрировано в основном в южных районах европейской части, а также вблизи крупных городов, где созданы специализированные и тепличные хозяйства.
Садоводство широко представлено на Северном Кавказе, а также Центральном и Центрально-Черноземном районах.
Возделывание бахчевых культур (арбузы и дыни) происходит в засушливых районах Нижнего Поволжья и Северного Кавказа.
Выращивание винограда практически не выходит за границы Северного Кавказа.
В Краснодарском крае и на Черноморском побережье Северного Кавказа развивается чаеводство и выращиваются цитрусовые .
Животноводство
К отраслям животноводства относят скотоводство, свиноводство, овцеводство, птицеводство, коневодство и оленеводство, а также звероводство, пчеловодство, шелководство и рыбоводство. Животноводство как производитель продуктов питания для населения распространено повсеместно, особое значение имеет товарное животноводство. Его размещение зависит от двух основных факторов:
Размещение кормовых баз (сенокосов, пастбищ, кормовых культур и др.);
Потребительский фактор.
От 60 до 80% себестоимости продукции животноводства составляют затраты на производство, хранение и расходование кормов. В зависимости от кормовой базы и природных условий существует животноводство стойловое, стойлово-пастбищное и отгонно-пастбищное.
Скотоводство (разведение крупного рогатого скота) дает самый большой объем продукции (2/5) и имеет, в зависимости от кормовой базы и пород животных, мясо-молочное, молочное и мясное направления . За период с 1990 по 2004 год поголовье крупного рогатого скота в России уменьшилось вдвое.
Молочное скотоводство , требующее сочных зеленых пастбищ, распространено в более увлажненной лесной зоне (Север и Северо-Запад Европейской части), а также в пригородных хозяйствах.
Для мясного направления пригодны и более засушливые пастбища, поэтому это направление скотоводства распространено в условиях сухой степной зоны (Европейский Юг, Урал, Поволжье, Сибирь).
Свиноводство (1/3 мяса) как и скотоводство за период с 1990 года уменьшилось вдвое. Оно наиболее распространено в зонах развитого зерноводства (степь и лесостепь Северного Кавказа, Центрального Черноземья и Поволжья), картофелеводства, а также в районах возделывания подсолнечника, так как жмых (отход маслобойного производства) используют как корм для свиней. На размещение свиноводства оказывает влияние и размещение крупных городов и центров пищевой промышленности (использование отходов).
Овцеводство имеет большое народнохозяйственное значение, так как шерсть является ценным сырьем для текстильной промышленности. Овечью шерсть широко используют для производства трикотажных изделий, тканей, ковров. С одной овцы получают 4-6 кг шерсти ежегодно. Из овчин грубошерстных пород шьют дубленки, полушубки, тулупы. Кроме того, овцы дают различные продукты питания – мясо, жир, молоко, из которого делают брынзу. Размещение овцеводства в основном ориентировано на несочные корма, длинные переходы, круглогодичное содержание на горных пастбищах, поэтому районами овцеводства в России являются сухостепные, полупустынные или горные территории. Главное направление овцеводства России – тонкорунное (юг европейской части и Сибирь). Полутонкорунное овцеводство развито в лесной зоне европейской части страны и на Дальнем Востоке.
Овцы относятся к мелкому рогатому скоту. К этой же группе относят коз . Коз разводят в промышленных масштабах лишь на юго-востоке европейской части страны и горно-степных районах Сибири.
Птицеводство – одна из наиболее быстрых на отдачу отраслей животноводства. Промышленное производство куриного мяса налажено на крупных птицефабриках. Наибольшего развития оно достигло в главных зерновых районах России, а также вблизи крупных городов.
Оленеводство отличается многочисленным поголовьем оленей, которые используются в качестве тягловой силы, для получения мяса, молока и кож. Основными районами оленеводства являются северные районы России, особенно Сибири и Дальнего Востока, где располагаются значительные ягельные пастбища.
Коневодство развито на юге Урала, на Северном Кавказе. Оно играет важную роль как внутрихозяйственный транспорт (особенно при лесозаготовках), в развитии спорта, в качестве продуктов питания для тюркских народов.
Основные районы пчеловодства – Башкортостан, Северный Кавказ, Дальний Восток.
Пушное звероводство развито в Сибири, на Дальнем Востоке и в Северном экономическом районе.
В условиях всеобщего кризиса производства проблема обеспечения населения страны продуктами питания, а легкой промышленности - сырьем становится одной из самых насущных. Решение этой проблемы во многом будет зависеть от хода аграрной реформы, которая осуществляется в стране, и результатов перестройки всего агропромышленного комплекса. Суть аграрной реформы заключается в переустройстве аграрного сектора на основе частной собственности на землю, в создании необходимых правовых предпосылок для развития земельного рынка и свободной конкуренции разных форм хозяйствования (фермерская, кооперативная, акционерная и др.). Структурная политика в отношении аграрного сектора должна быть направлена на техническую реконструкцию сельского хозяйства и перерабатывающих отраслей, что позволит снизить потери и увеличить количество готовой продукции, а также повысить качество потребляемых продуктов питания.
Пищевая и легкая промышленность – это перерабатывающие отрасли в составе АПК. Одновременно они входят в состав комплекса по производству товаров народного потребления и услуг . Значение этого комплекса отраслей огромно: они должны обеспечить потребности населения нашей страны в материальных благах и услугах. Состав комплекса очень сложен. В него включены отрасли, занимающиеся производством посуды, лекарств, игрушек, спортивного инвентаря и других продуктов.
Пищевая промышленность – основная перерабатывающая отрасль в составе АПК. Эта отрасль более тяготеет к АГП, чем к комплексу по производству товаров народного потребления и услуг. Основное назначение этой отрасли - производство продуктов питания. Пищевая промышленность включает в себя свыше 20 отраслей. На территориальную организацию этой отрасли сильно влияет сырьевой и потребительский факторы . По характеру используемого сырья и принципам размещения отрасли пищевой промышленности могут быть объединены в следующие три группы:
Отрасли, ориентированные на источники сырья - сахарная, маслосыродельная, молочноконсервная, масложировая, плодоовощная, рыбоконсервная, спиртовая, крохмально-паточная и другие. При размещении этих отраслей учитывают затраты сырья на единицу готовой продукции. Как правило, эти отрасли ориентируются на необработанное сырье , и на предприятиях этих отраслей идет высокий его расход (например, при производстве сахара отходы сахарной свеклы составляют 85 %). К тому же многие виды сырья не подлежат длительной транспортировке и хранению.
Отрасли, тяготеющие к местам потребления готовой продукции , - хлебопекарная, пивоваренная, кондитерская, сахарорафинадная, макаронная и другие. Предприятия этих отраслей, как правило, используют сырье, уже прошедшее первичную переработку или производят скоропортящиеся продукты, поэтому их размещают вблизи населенных пунктов.
Третья группа – отрасли, ориентирующиеся как на сырье, так и на потребителя . Это мясная, молочная и мукомольная отрасли.
Приближение пищевой промышленности к сырьевым базам и местам потребления готовой продукции достигается в некоторых отраслях с помощью специализации предприятий по стадиям технологического процесса: первичная обработка сырья размещается вблизи источников сырья, а производство готовых изделий - в центрах потребления. Такое разделение технологического процесса можно наблюдать в табачной, чайной и винодельческой отраслях.
Важной отраслью пищевой промышленности в России является рыбная, которая отличается особенностью сырьевой базы и технологических процессов. Первичная обработка улова рыбы осуществляется в открытом море на крупных плавучих рыбозаводах, а затем на рыбоперерабатывающих предприятиях, расположенных на берегу. 70% улова рыбы в России приходится на моря Дальнего Востока (Камчатская, Сахалинская области, Приморский край). Также рыбная промышленность стала отраслью специализации таких областей, как Мурманская, Архангельская, Калининградская, Астраханская. Крупными рыбными портами России являются Мурманск, Архангельск, Владивосток, Астрахань, Петропавловск-Камчатский.
Лидером по производству продукции пищевой промышленности является центральный экономический район (25%).
Важными направлениями развития пищевой отрасли являются:
Увеличение мощности действующих и строительство новых заводов по производству сахара (так как потребность в нем из отечественного сырья удовлетворяется лишь наполовину), мясных и колбасных изделий, растительного масла и других;
Техническая реконструкция действующих производств, так как велик износ оборудования на них;
Развитие специализированного транспорта, в том числе и рефрижераторного;
Строительство новых элеваторов, хранилищ и холодильников;
Увеличение производства тары и упаковки.
Легкая промышленность является одной из главных отраслей комплекса отраслей по производству товаров народного потребления. Она включает текстильную, швейную, кожевенную, обувную, трикотажную, меховую и ряд других отраслей (всего около 30). Эта промышленность связана производственными связями с отраслями других межотраслевых комплексов: от машиностроительного комплекса поступает оборудование, от химической промышленности - красители и искусственные волокна, от агропромышленного комплекса - хлопок, лен, шерсть, шкуры животных.
География размещения этой промышленности связана с ее особенностями :
а) предприятия легкой промышленности в небольшой степени загрязняют окружающую среду, поэтому они могут располагаться и в больших городах;
б) продукция легкой промышленности непосредственно влияет на уровень жизни людей, поэтому ее предприятия ориентированы к потребителю;
в) размеры предприятий легкой промышленности, как правило, невелики и не требуют больших затрат энергии и воды, что позволяет размещать их в районах, небогатых территориальными и энергетическими ресурсами;
г) легкая промышленность - трудоемкая отрасль, в которой заняты преимущественно женщины (около ¾ работающих), что позволяет полнее использовать трудовые ресурсы в районах размещения предприятий тяжелой индустрии.
Отрасли легкой промышленности, как и отрасли пищевой промышленности, в зависимости от потребительского и сырьевого факторов условно можно разбить на три группы:
Отрасли, ориентированные на потребителя (кожевенно-обувная, швейная, меховая);
Отрасли с ориентацией на сырье (предприятия по первичной переработке льна, шерсти, кожи);
Отрасли с одновременной ориентацией на потребителя и сырье (хлопчатобумажная, шерстяная, шелковая, трикотажная и др.).
Самой важной и крупной отраслью легкой промышленности является текстильная , которая производит различные виды тканей из натуральных и искусственных волокон. Широкое применение химической продукции (волокон, нитей, красителей и т.п.) несколько ослабляет зависимость этой промышленности от сельского хозяйства. Областью наибольшего сосредоточения предприятий текстильной промышленности были и остаются центральные районы России.
Хлопчатобумажная промышленность России почти на 100% использует привозное сырье. Главным районом хлопчатобумажной промышленности является Центральный район (Ивановская, Московская и Владимирская области). Среди других районов в данной отрасли выделяются Поволжье, Волго-Вятский район и Санкт-Петербург с Ленинградской областью. Сейчас эта отрасль переживает трудные времена в связи с разрывом традиционных поставок хлопка из среднеазиатских республик и конкуренцией со стороны дешевых импортных тканей.
Размещение льняной промышленности ориентировано на сырье, на главные районы льноводства – Центральный и Северо-Западный. Основные предприятия сосредоточены в пяти областях: Владимирской, Ивановской, Костромской, Ярославской, Смоленской.
Шерстяные ткани производят преимущественно в Центре (Москва и Московская область дают треть этих тканей в России) и в Поволжье (Ульяновская область). Здесь большое значение имеет исторический фактор, так как зародилась эта отрасль еще в 17 –ом веке.
В производстве шелковых тканей доля натуральных волокон ничтожна. Они производятся преимущественно из искусственных и синтетических волокон. Эта отрасль также зародилась в Центральном районе (Московская и Ивановская области), причем первоначально базировалась на привозном натуральном сырье.
Уровень развития легкой промышленности недостаточен. Состояние отраслей этой промышленности на современном этапе характеризуется спадом производства потребительских товаров. Основные причины кроются в разрыве хозяйственных связей между поставщиками сырья и производителями продукции, в отсталой материально-технической базе отрасли, в снижении спроса на дорогостоящую некачественную продукцию. Наладить производство продукции легкой промышленности, отвечающее современным требованиям, - главная задача на современном этапе, что позволит улучшить качество и увеличить ассортимент продукции отрасли, сделать ее конкурентоспособной относительно импортных товаров на внутреннем рынке страны.
Для получения высококачественных и безопасных продуктов детского питания в промышленных условиях необходим микробиологический и санитарно-гигиенический контроль производства на всех этапах.
Микробиологический контроль производства жидких и пастообразных молочных продуктов для детского питания.
Микробиологический контроль включает следующие этапы:
контроль сырья (не реже 1 раза в декаду);
контроль компонентов – каждая партия;
контроль технологического процесса производства (не реже 1 раза в декаду);
контроль эффективности пастеризации молока, сливок и нормализованной смеси;
контроль производства качества заливок;
контроль санитарно-гигиенического состояния производства и рук работников;
контроль воды и воздуха (не реже 1 раза в месяц);
контроль качества тары и упаковочных материалов;
контроль готовой продукции.
Контроль эффективности пастеризации молока, сливок и нормализованной смеси.
Контроль эффективности пастеризации осуществляется ежедневно вне зависимости от качества готового продукта.
Показателем эффективности пастеризации является отсутствие в 1мл молока бактерий группы кишечных палочек (БГКП), а также к МАФАМ – общего количества бактерий в 1мл молока – не более 10000.
Если установлено, что результаты анализов исследуемого продукта не соответствуют нормативам, то есть эффективность пастеризации недостаточная, то пастеризационная установка останавливается для выяснения причин снижения эффективности пастеризации.
И только при получении устойчивых результатов анализов исследуемого продукта осуществляют запуск пастеризатора.
Контроль производства качества закваски.
Молоко предназначенное для закваски должно соответствовать требованиям по редуктазной пробе.
Эффективность пастеризации молока для производства заквасок, так же проверяемой на наличие БГКП. Эффективность тепловой обработки молока, стерилизованного в колбах или бутылках, предназначенного для закваски контролируют стерильность (КМАФАМ). Ежедневно проверяют количество закваски, сгустка и запах по следующим показателям: наличие посторонней микрофлоры, кислотности и время сквашивания.
Микробиологический контроль готового продукта.
Микробиологический контроль готовых продуктов детского питания также включает определение следующих показателей: содержание КМАФАМ, дрожжей и плесневых грибов, БГКП (колиформы), E. Coli, B.cereus, S. aureus, патогенных микроорганизмов, в том числе Salmonella. В продуктах, содержащих специфическую микрофлору, контролируют ее титр.
В производственных лабораториях предприятий производящих продукты без термообработки (адаптированные смеси) контролируют каждую партию продуктов по всем показателям.
В продуктах, употребляемых после термической обработки (молочные каши и др.) контролируют каждую партию на содержание КМАФАМ, БГКП, дрожжей и плесневых грибов.
Контроль на содержание B.cereus и S. aureus в сухих, жидких и пастообразных, готовых продуктах проводят периодически, не реже 1 раза в месяц.
Контроль санитарно-гигиенического состояния производства и рук работников.
К санитарно-гигиеническому состоянию производства продуктов детского питания предъявляются повышенные требования.
Все участки оборудования, аппаратуры и молокопроводы должны контролироваться не менее 3-х раз в месяц на БГКП.
Качество мойки оборудования оценивается по КМАФАМ в смывах, не реже 2-3 раз в неделю.
Чистоту рук (хлорирование) работников контролируют не реже 3-х раз в месяц.
Оценка результатов контроля санитарно-гигиенического состояния производства. Один раз в декаду исследуют пробу смыва с оборудования (с 100 см 2) следующих линий:
линии сырого молока и не пастеризованных компонентов;
линии стерилизованного молока;
линии кисломолочной продукции (включая резервуары) и т.д.
При наличии 100 бактерий в 1мл слива мойку считают неэффективной. Ежедневно исследуют пробы (100 см 2) на фасовочных автоматах, в резервуарах и трубах для закваски.
Одежду и руки работников заквасочного отделения проверяют один раз в декаду на наличие БГКП.
Контроль виды и продукты.
Питьевая вода, используемая на бытовые и производственные нужды исследуется на баканализ не реже 1 раза в месяц. Согласно НД коли-индекс не должен превышать 3 в 1мл воды.
В воздухе производственных помещений определяют общее количество бактерий, количество дрожжей и плесневых грибов не реже 1 раза в месяц.
Контроль тары и упаковки и материалов.
На предприятиях в целях контроля тары и упаковочных материалов проводят анализы на содержание КМАФАМ и БГКП. Содержание КМАФАМ на 100см 2 тары должно быть не более 50 КОЕ, при отсутствии БГКП.
Микробиологическая промышленность
отрасль промышленности, в которой производственные процессы базируются на микробиологическом синтезе (См. Микробиологический синтез) ценных продуктов из различных видов непищевого сырья (углеводородов нефти и газа, гидролизатов древесины), а также отходов промышленной переработки сахарной свёклы, кукурузы, масличных и крупяных культур и т.д. Выпускает белково-витаминные концентраты, Аминокислоты , Витамины , ферментные препараты, Антибиотики , бактериальные и вирусные препараты для защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, а также продукты комплексной переработки растительного сырья - фурфурол, ксилит и др. М. п. возникла в ходе современной научно-технической революции и основана на новейших достижениях технической микробиологии (См. Микробиология), химии, физики, химической технологии и кибернетики. На научной основе создаются всё более совершенные инженерно-биологические системы, в которых свойственная микроорганизмам огромная энергия ферментативного превращения веществ используется для направленного синтеза продуктов, необходимых сельскому хозяйству и промышленности. Значительная часть продукции М. п. употребляется для получения биологически полноценных Комбикорм ов. В расчёте на 1 т
дрожжей, добавленных в корма, на фермах дополнительно производится до 800-1200 кг
свинины, или 1500-2000 кг
мяса птицы (в живом весе), или 15-25 тыс.
яиц, сберегается 3,5-5 т
зерна. Экономическая эффективность животноводства ещё более возрастает, когда вместе с кормовыми дрожжами в состав рационов вводятся недостающие витамины и аминокислоты, кормовые антибиотики, ферментные препараты. Повышению урожайности полей, огородов, садов и виноградников способствуют микробиологические средства для борьбы с вредителями и возбудителями болезней растений, а также бактериальные удобрения. Микробные и вирусные Инсектициды безопасны для человека, полезных животных и насекомых, помогают охране природы и улучшают условия воспроизводства в растительном и животном мире. Ферментные препараты намного ускоряют ряд технологических процессов обработки с.-х. сырья, повышают выход и улучшают качество продукции в пищевой, мясной, молочной и лёгкой промышленности, значительно увеличивают производительность труда. Ферментные препараты применяются также в химической промышленности (выпуск моющих средств высокого качества), перспективно использование их в чёрной металлургии (удаление жира с тонкокатаного стального листа), в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод. В 1966 предприятия микробиологического синтеза, находившиеся в ведении различных министерств и ведомств, были выделены в самостоятельную новую отрасль и при Совете Министров СССР было организовано Главное управление М. п. Расширены существовавшие ранее научно-исследовательские и проектные организации, созданы новые всесоюзные научно-исследовательские институты: генетики и селекции промышленных микроорганизмов, микробиологических средств защиты растений и бактериальных препаратов, биотехнический институт, ферментное отделение при Всесоюзном научно-исследовательском институте синтезбелок. За 1966-70 производство кормовых дрожжей увеличилось в 2,7 раза, выработка кормовых антибиотиков в 3,3 раза, ферментных препаратов в 2 раза. Освоен выпуск белково-витаминных концентратов (БВК) из углеводородов нефти, кормовых антибиотиков - кормогризина и бацитрацина, важнейшей аминокислоты - лизина, витамина B 12 , эффективного средства защиты растений - энтобактерина и др. В 1972 по сравнению с 1970 производство кормовых дрожжей в СССР возросло на 40%, кормовых антибиотиков на 29%, ферментных препаратов в 2 раза, лизина в 5 раз. Выпуск продукции для сельского хозяйства на предприятиях Главмикробиопрома за 1971-72 увеличился в 1,7 раза. Среднегодовые темпы прироста промышленной продукции отрасли за 1971-72 значительно выше среднегодового прироста продукции в целом по промышленности СССР. Построены крупные предприятия М. п. - Лесозаводский (Приморский край) и Хакасский (Красноярский край) гидролизно-дрожжевые заводы мощностью по 28 тыс. т,
Кировский биохимический завод мощностью 60 тыс. т
кормовых дрожжей в год, Новогорьковский завод белково-витаминных концентратов из парафинов нефти мощностью 70 тыс. т
в год, Вильнюсский (Литовской ССР) завод ферментных препаратов, Ливанский (Латвийской ССР) и Чаренцаванский (Армянской ССР) заводы лизина. Продолжается строительство крупнейших предприятий микробиологического синтеза. Для них создаётся высокопроизводительное оборудование большой единичной мощности. Один Светлоярский (Волгоградская обл.) завод производительностью 240 тыс. т
в год белково-витаминных концентратов будет поставлять комбикормовой промышленности более 100 тыс. т
переваримого белка и большое количество витаминов. Новые высокоинтенсивные методы гидролиза древесины открывают перспективу эффективной комплексной химической и биохимической переработки древесного сырья и организации на этой основе производства пекарских дрожжей, пищевой глюкозы, лизина, глицерина, гликолей и др. ценной продукции. Потребности народного хозяйства, и прежде всего сельского хозяйства, в продуктах микробиологического синтеза непрерывно возрастают. Создание мощной М. п. - составная часть выработанной КПСС программы развития сельского хозяйства, укрепления его материально-технической базы. Вместе с тем М. п. ускоряет технический прогресс в ряде отраслей промышленности - пищевой, лёгкой, тяжёлой. В химической промышленности, например, из аминокислот и др. белковых продуктов микробиологического синтеза можно организовать производство новых видов высококачественных искусственных волокон и плёнок - полноценных заменителей шерсти. Продукция М. п. - лизин, ферментные и белковые препараты - в перспективе будет широко использоваться для обогащения хлеба, хлебных продуктов, пищевых концентратов белком и повышения т. о. их питательной ценности. М. п. быстро развивается и в др. социалистических странах. Кормовые дрожжи выпускают Болгария, Венгрия, ГДР, Польша, Румыния, Чехословакия, Югославия. В Болгарии, Румынии и Чехословакии организовано производство лизина, в Болгарии, Венгрии, Польше, Чехословакии, Югославии - кормовых антибиотиков, в Болгарии, Венгрии, ГДР, Польше и Чехословакии - ферментов. В крупных капиталистических странах М. п. получила значительное развитие. Так, в США выпуск антибиотиков для добавки в корма увеличился за 1965-70 с 1200 до 3318 т;
за 1968-72 потребление ферментных препаратов увеличилось в 1,8 раза. В Японии микробиологический синтез лизина в 1973 составил 20 тыс. т,
глутаминовой кислоты, применяемой в основном для улучшения вкусовых качеств пищи, - около 100 тыс. т,
производство кормовых антибиотиков в 1970 - 4,7 тыс. м
; больших масштабов достиг выпуск антибиотиков для защиты с.-х. растений от болезней (около 80 тыс. т
в 1970); производство ферментных препаратов для различных отраслей промышленности и сельского хозяйства в 1973 составило 13,3 тыс. т.
Лит.:
Программа КПСС, М., 1973, с. 127; Материалы XXIV съезда КПСС, М., 1971; Государственный пятилетний план развития народного хозяйства СССР на 1971-1975 годы, М., 1972; Алиханян С. И., Селекция промышленных микроорганизмов, М., 1968; Беляев В. Д., Микробиология - сельскому хозяйству, «Партийная жизнь», 1971, № 12; Денисов Н. И., Кормовые дрожжи, М., 1971; «Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева», 1972, № 5 (номер посвящен промышленной микробиологии); Калунянц К. А., Ездаков Н. В., Производство и применение ферментных препаратов в сельском хозяйстве, М., 1972; Лизин - получение и применение в животноводстве, М., 1973. Б. Я. Нейман.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Микробиологическая промышленность" в других словарях:
микробиологическая промышленность - mikrobiologijos pramonė statusas T sritis chemija apibrėžtis Pramonės šaka, kurios objektas medžiagų sintetinimas arba keitimas veikiant mikroorganizmais. atitikmenys: angl. microbiological industry rus. микробиологическая промышленность … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Производство какого либо продукта с помощью микроорганизмов. Осуществляемый микроорганизмами процесс называют ферментацией; емкость, в которой он протекает, называется ферментером (или биореактором). Процессы, протекающие при участии бактерий,… … Энциклопедия Кольера - вырабатывает синтетические Витамины, коферменты в виде чистых кристаллических веществ и готовых к применению форм (драже, таблетки, ампулы, капсулы, гранулы, концентраты) и в небольших количествах витаминные препараты из растительного и… …
Развитие промышленности в 1917 45. При наличии в царской России отдельных хорошо оснащенных и организованных производств технический уровень промышленности в целом оставался низким, структура её была отсталой (удельный вес… … Большая советская энциклопедия
Биотехнология интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов или их производные для создания и модификации продуктов или процессов различного назначения. Чаще всего применяется в… … Википедия
Запрос «ВДНХ» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Достопримечательность Всероссийский Выставочный Центр Выставка Достижений Народного Хозяйства … Википедия
Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Основы микробиологической промышленности составляют предприятия по выпуску кормового микробиологического белка. Предприятия данной отрасли оказывают негативное воздействие на природные водные объекты и атмосферный воздух. В выбросах предприятий содержатся взвешенные вещества, диоксид, оксид углерода, метиловый спирт, уксусная кислота, аммиак, ацетон, серная кислота, формальдегид, оксид ванадия, толуол.
В целом микробиологическая промышленность вносит небольшой вклад в загрязнение атмосферного воздуха, на ее долю приходится 0,4% объема используемой свежей воды и 1% объема сброса сточных вод в поверхностные водоемы.
2.11 Машиностроение
Машиностроительный комплекс по производству продукции является крупнейшим промышленным образованием, включающим следующие отрасли: тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение, станкоинструментальную промышленность, автомобильное, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, электротехническую промышленность, приборостроение и нефтяное машиностроение, строительное, дорожное и коммунальное машиностроение.
Основными источниками загрязнения атмосферы являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные и лакокрасочные цехи и участки. По валовому выбросу вредных веществ в атмосферу доля машиностроительного комплекса составляет около 6% выбросов в атмосферу всей промышленности.
Выбросы характеризуются присутствием в них оксида углерода, диоксида серы, различных видов пыли и взвешенных веществ, оксидов азота, а также таких вредных веществ, как ксилол, толуол, ацетон, бензин, бутилацелат, аммиак, этилацетат, серная кислота, марганец, хром, свинец и др. Из наиболее опасных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, значительная доля комплекса в выбросе шестивалентного хрома – 137,9 т, или 43% выброса всей промышленности ежегодно.
Предприятия машиностроения ежегодно используют около 3,5 млрд. м3 свежей воды. Ежегодный сброс сточных вод в поверхностные водоемы составляет около 2 млрд. м3, в том числе загрязненных сточных вод – 0,95 млрд. м3.
2.12 Транспорт
С транспортно-дорожным комплексом связаны газообразные, жидкие и твердые отходы, которые поступают в атмосферу, поверхностные и подземные водоемы, морские воды и почвы. В атмосферу поступает значительное количество углекислого газа и вредных веществ – свинца, сажи, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота.
Ежегодно около 53% выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на долю транспортных и других передвижных средств, в том числе автомобильных, воздушных, водных, железнодорожных, тракторов и самоходных машин. Общий объем выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом составляет примерно 70% от всех видов транспорта, или около 40% общего количества антропогенного загрязнения атмосферы.
Отставание в развитии транспортных систем, их экологической защищенности и конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках во многом обусловлено отсутствием системы экологической сертификации в нашей стране, необходимой законодательной и нормативной базы, низким экологическим качеством выпускаемой продукции, отсутствием необходимых механизмов стимулирования проведения работ по снижению токсичности новых и эксплуатируемых автомобилей, включая проведение единой государственной политики в этой области. Наиболее серьезным препятствием к внедрению международных стандартов остается использование свинецсодержащих присадок к моторным топливам, не позволяющих применять каталитические нейтрализаторы.
Значительный выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ производят двигатели воздушных судов. Наиболее неблагоприятное воздействие они оказывают в районе аэропортов, так как здесь выбрасывается почти половина загрязняющих веществ, приходящихся на долю авиации.
Основное загрязнение атмосферного воздуха на железных дорогах дают тепловозы. На их долю приходится до 90% выбросов на железнодорожном транспорте.
Основным источником загрязнения при эксплуатации флота являются накопления на пассажирских и грузовых судах хозяйственно-бытовых и нефтесодержащих вод. Более половины судов (57%), эксплуатирующихся на внутренних водных путях, принадлежат коммерческим и частным компаниям, которые во избежание дополнительных расходов не осуществляют сбор и передачу загрязнений со своего флота на утилизацию, не проводят работ по оснащению судов необходимым водоохранным оборудованием. На их долю приходится более 50% хозяйственно-бытовых сточных вод, нефтесодержащих вод, сухого мусора и отходов, образующихся в процессе эксплуатации речного транспорта.
Потоки автомобильного транспорта являются основным источником шума в городах любой величины. Они не только создают 80% всех зон акустического дискомфорта городов, но и определяют максимальное превышение уровней шума над нормативными.
В настоящее время уровни шума на городских улицах составляют 65–85 дБ (при норме 70 дБ), в дискомфортных условиях проживания в среднем находится около 30% городского населения страны.
Следовательно, транспортно-дорожный комплекс вносит определяющий вклад в загрязнение атмосферного воздух. Особенно существенна его доля по выбросам оксида углерода и углеводородов.
