354-02 | Модульное биотехнологическое оборудование.
На отечественном, принципиально новом биотехнологическом оборудовании вы можете получить ценные биотехнологические продукты, пищевые добавки, лекарственные препараты, средства защиты растений, экологически чистые пищевые продукты и многое другое, что пользуется повышенным спросом.

Главная страница        >> Каталог технологий        >> Биотехнологии
 
 
 

Модульное биотехнологическое оборудование отвечает самым современным требованиям опытно-экспериментальных исследований в области биотехнологии и промышленного производства биотехнологических продуктов с применением микробиологических технологий.

Концепция, которая последовательно реализована при выборе принципов построения и состава модулей, - это возможность осуществления длительных, непрерывных, многостадийных биотехнологических процессов. Следуя этой концепции, все стадии технологических процессов, а также агрегаты и устройства для их осуществления, оптимизированы на достижение поставленной цели и допускают возможность гибкого программирования различных многостадийных процессов.

Впервые в мировой практике создано гибкое модульное биотехнологическое оборудование, позволяющее производить в непрерывном режиме широкий спектр биотехнологических продуктов, причем переход с выпуска одного продукта к другому осуществляется по программе под управлением компьютера.

Модульное построение биотехнологических агрегатов и систем управления, а также их новый принцип действия, позволяют не только быстро менять рецептуру производимых продуктов, но и обеспечивают масштабирование создаваемых производств от опытно-экспериментального до промышленного уровня.

Предлагаемый комплект биотехнологического оборудования был использован для разработки новейших высокопродуктивных непрерывных технологий производства биопродуктов (рис.1).

Исходное сырье:
  • зерно и его отходы
  • свекла
  • крахмалосодержащее сырье
  • вторичное сырье кондитерских, хлебопекарных, вино - водочных, сахарных, мукомольных и других производств, перерабатывающих сельхозпродукцию
Биотехнологическое оборудование Конечный продукт:
  • заменители сахара
  • сахаросодержащие сиропы
  • витаминизированные напитки
  • лекарственные препараты
  • биологические средства защиты растений
  • культуры микроорганизмов
  • ветеринарные средства
  • пищевые добавки
Рис.1

Состав базового комплекта модульного биотехнологического оборудования представлен на рис. 2.

Модуль стерилизационный (МС)Модуль ферментационный (МФ)Модуль для приготовления питательной среды (МПС)
Модуль интерактивного управления (МУ)
Рис.2

Состав и функциональное назначение оборудования

Модуль для приготовления питательной среды (МПС)

Модуль предназначен для приготовления питательных сред из растительного сырья с последующим разделением полученной суспензии на жидкую и твердую фракции и представляет собой набор унифицированного оборудования для автоматизированного непрерывного производства питательных сред с заданными параметрами по концентрации, соотношению компонентов, рН и температуре. В состав "МПС" входят:

  • бункер для исходного сырья (зерно, отруби и др.), обеспечивающий запас исходного сырья для непрерывного производства питательной среды;
  • измельчитель твердых веществ с дозирующим устройством, обеспечивающий дробление и транспортировку расчетной дозы сырья в смеситель по заданной программе;
  • парогенератор для получения насыщенного водяного пара, используемого для варки растительного сырья, термостатирования и разбавления приготовляемой среды;
  • смеситель с термостатируемой рубашкой, обеспечивающий гомогенное перемешивание и дозированный отбор сгущенной среды по заданному алгоритму;
  • устройство для фракционного разделения питательной среды, обеспечивающее выделение из среды жидкой и твердой фракций.

Модуль стерилизационный (МС)

Модуль предназначен для стерилизации насыщенным водяным паром ферментационного оборудования, питательных сред и титранта, воздуха и отходящих газов, а также для обеспечения асептических условий работы всех устройств базового модуля. В состав "МС" входят:

  • парогенератор, обеспечивающий насыщенным водяным паром работу насосов, дозаторов, паростерилизуемых разъемов трубопроводов, стерилизаторов питательных сред, автоклава и термостатов;
  • автоклав, обеспечивающий ускоренную стерилизацию лабораторной посуды и титранта в условиях циклической принудительной конденсации пара;
  • стерилизатор питательной среды, обеспечивающий дозированную стерилизацию сгущенных питательных сред с их последующим разбавлением стерильной дистиллированной водой до заданных концентраций;
  • устройство для слива стерильной среды, обеспечивающее охлаждение и дробную подачу приготовленной питательной среды в ферментер по заданному алгоритму.

Модуль ферментационный (МФ)

Модуль предназначен для выращивания гетеротрофных микроорганизмов в периодическом или проточном режимах культивирования, проведения процессов биосинтеза и биокатализа веществ. В состав "МФ" входят:

  • ферментер для проведения микробиологических процессов в асептических условиях. Ферментер снабжен турбинной мешалкой, обеспечивающей гомогенное перемешивание культивационной среды с фиксированным пенообразованием и щадящим воздействием на биомассу и твердые включения, например, носители уплотненной биомассы или сорбционные материалы. Ферментер работает при коэффициенте загрузки 0,8-0,9, что позволяет увеличить выход продукта;
  • парогенератор, обеспечивающий насыщенным водяным паром стерилизацию ферментационного оборудования, работу паростерилизуемых разъемов, дозаторов и термостата;
  • емкость для осаждения биомассы, обеспечивающая накопление и охлаждение культуральной жидкости, вытекающей из ферментера, в результате чего происходит ее расслоение с образованием осадка;
  • термостат, обеспечивающий поддержание заданных температур в ферментере и емкости для осаждения биомассы;
  • дозаторы для слива продукта, обеспечивающие раздельный слив осажденной биомассы и надосадочной культуральной жидкости в асептических условиях по заданным алгоритмам.

Модуль интерактивного управления (МУ)

Модуль предназначен для автоматического управления всеми устройствами и агрегатами, а также для измерения и регистрации текущих параметров процесса по рН, температуре, растворенному кислороду и оборотам мешалки.

В состав "МУ" входят:

  • блоки питания, обеспечивающие стабилизированное питание электронных приборов;
  • контроллер, обеспечивающий прохождение и обработку аналоговых и дискретных сигналов, ввод и обработку сигналов с датчиков, вычисление и выдачу на исполнительные устройства значения регулирующих воздействий. Формирует программно-временную последовательность команд для управления клапанами и осуществляет обмен информацией с пультом оперативного управления и компьютером верхнего уровня;
  • компьютер, обеспечивающий интерактивное программное управление многостадийными процессами.

Ряд агрегатов и приборов, входящих в состав модульного биотехнологического оборудования серии "Ока-01", могут использоваться самостоятельно и иметь широкое применение. К ним относятся:

  • Парогенератор непрерывного действия
    Технические характеристики:
    • Объем испарителя 5x30 л.
    • Температура водяного пара 105x130°С.
    • Производительность 3x10 кг/час.
  • Паростерилизуемый разъем
    Технические характеристики:
    • Время стерилизации стыков 15 мин.
    • Проходное сечение трубопроводов du=4x8 мм.
    • Давление 0,02x0,2 МПа.
  • Автоклав
    Технические характеристики:
    • Объем камеры 20 л.
    • Температура пара 105x120°С.
  • Прибор интерактивного управления многостадийным процессом
    Технические характеристики:
    • IBM совместимый компьютер.
    • Контроль и регистрация текущих параметров.
    • Графическое отображение процессов.

Базовый комплект позволяет обеспечить:

  • комплексное технологическое оснащение целевого процесса;
  • сокращение времени стерилизации и сохранение качества среды за счет нового метода стерилизации;
  • дозирование жидкостей и доставку стерильных сред в асептических условиях по заданному алгоритму;
  • недопущение накипи в стерилизационной камере;
  • возможность реализации периодических, объемно-доливных и непрерывных процессов биосинтеза, биокатализа и биотрансформации веществ в асептических условиях;
  • увеличение загрузки ферментеров до 80% без использования пеногасителей;
  • разделение осаженной и охлажденной биомассы от нативной жидкости в процессе ферментации с возможностью дозированного слива или рециркуляции внутри системы в асептических условиях;
  • возможность использования блоков оборудования в качестве биотехнологического конструктора для формирования различных многостадийных процессов с единым интерактивным управлением;
  • повышенный выход продуктов в 1,5-2 раза при значительной экономии расходуемого сырья.

В зависимости от задачи эксперимента или видов исходного сырья и конечного продукта, который необходимо получить в результате биотехнологического процесса, базовый комплект трансформируется и дополняется специфическими техническими средствами.

С применением модульного биотехнологического оборудования реализованы следующие процессы:

  1. Производство мицелиальной биомассы грибов. Биомасса используется в качестве инокулюма для выращивания плодовых тел вешенки, опенка и других высших грибов. Предлагаемая технология позволяет значительно снизить себестоимость процесса выращивания высших грибов за счет исключения импорта и создания собственного высокопродуктивного производства инокулюма.
  2. Производство пекарских дрожжей из крахмалсодержащего сырья. Внедрение новой технологии на хлебозаводах позволяет использовать отходы производства мучных и крупяных продуктов для производства пекарских дрожжей, что снижает себестоимость целевых продуктов, транспортные расходы и позволяет решить экологические проблемы.
  3. Производство растворов амилолитических ферментов. Внедрение новой технологии на спиртовых заводах позволит решить важнейшую проблему утилизации барды и исключить импорт амилаз, расходуемых для ферментативного гидролиза зерна. Возможна реализация новой технологии для промышленного непрерывного производства амилолитических ферментов в России.
  4. Производство осахаренного сиропа (подсластителей) из зерновых. Использование подсластителей в пищевой промышленности значительно снизит себестоимость выпускаемых продуктов, в рецептуру которых входит импортируемый сахар. Возможно использование новой технологии для промышленного производства глюкозы в России. Сопутствующим продуктом при получении подсластителей является белково-витаминная кормовая добавка, содержащая все незаменимые аминокислоты, витамины, белки и углеводы.
  5. Средства защиты растений. Предлагается ферментационный модуль и технологии для высокопродуктивного производства субстанций биопрепаратов для защиты растений. Субстанции биопрепаратов обладают высокой активностью, не загрязняют окружающую среду и могут производиться в хозяйствах в необходимом ассортименте, приуроченном к срокам обработки растений.
  6. Производство пищевых добавок на основе мицелиальных грибов. Пищевая добавка-экологически чистый белковый, витаминный продукт, представляющий собой мицелий высших грибов в виде монокультуры, выращенной в асептических условиях. Пищевой белок предназначен для использования в качестве вкусовой добавки в пищевые продукты - майонез, пищевые концентраты, соусы, мясной фарш и др.
  7. Производство новых целебных напитков. Все напитки, полученные на оборудовании - экологически чистые белковые, витаминные препараты в виде суспензии винных дрожжей, выращенных на пивном сусле в асептических условиях.
  8. Производство лечебно-профилактических препаратов с использованием дрожжей Saccharomyces vini T-8, обладающих ярко выраженным эффектом нейтрализации токсичных метаболитов возбудителей желудочно-кишечных заболеваний и неспецифическим иммунностимулирующим действием. Новый препарат в отличие от имеющихся на рынке аналогов может производиться по замкнутой безотходной автоматизированной технологии в асептических условиях непрерывного процесса.

Предлагаемые модульное биотехнологическое оборудование, процессы и биопродукты частично имеют патентную защиту в РФ, частично открыты для патентования с предполагаемым инвестором, содержат "ноу-хау" и отвечают требованиям XXI века. Комплект оборудования является открытой системой и может включать дополнительное оборудование в соответствии с требованиями и условиями производства заказчиков.


 
 
Главная страница        >> Каталог технологий        >> Биотехнологии

Наверх