Природные сырьевые субстраты растительного происхождения. — Объекты биотехнологии и их промышленное использование
Биотехнологии ориентируются на возобновляемые источники сырья. Большое внимание уделяется различным видам растительной массы: плоды, соки, клубни, травяная масса и древесина. Используются также отходы сельского хозяйства, деревообрабатывающей и бумажной промышленности, а также многих отраслей пищевой промышленности. Возможность использования перечисленных сырьевых материалов является основой создания безотходных производств. Поэтому многие полагают, что в качестве доступного и, по-видимому, относительно дешевого сырья для биотехнологии окажутся различные побочные продукты одних биотехнологических процессов для других. Например, на отходах микробиологического производства этанола можно с успехом культивировать кормовые дрожжи. Либо на биомассе одного микроорганизма выращивать другие виды.
Источником природного сырья являются сельское хозяйство и отрасли лесоводства. Получаемые в этих отраслях материалы представляют собой соединения различной химической сложности и включают сахара, крахмал, целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Из первичных сырьевых материалов в процессе производства тех или иных продуктов традиционными методами получается огромное число разнообразных побочных продуктов, которые в силу достаточно высокой питательной ценности могут использоваться в биотехнологических процессах.
Наиболее доступным является сырье, используемое в производстве сахара – сахарная свекла и сахарный тростник. Однако в настоящее время в мире традиционное использование сахара постепенно снижается, и он заменяется более эффективными подсластителями.
Существенную значимость представляют крахмалосодержащие сельскохозяйственные продукты, включающие различные злаки, такие, как кукуруза, рис, пшеница, картофель, различные корнеплоды. Некоторым недостатком крахмала является то, что до использования в качестве питательного субстрата он обычно должен быть разрушен до моносахаридов или олигосахаридов путем ферментативного переваривания или гидролиза.
Один из самых распространенных биополимеров – полисахарид целлюлоза, являющийся ценным источником энергии и углерода. Целлюлоза должна рассматриваться в качестве основного питательного сырья для биотехнологических процессов. Однако необходимым условием подготовки данного материала к использованию является ее гидролиз до простых водорастворимых сахаров (глюкозы, целлобиозы).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Источник
2.3 Виды природных ресурсов, непосредственно задействованных в производстве
Природные ресурсы ‑ элементы природы, важнейшие компоненты природной среды, которые используются при данном уровне развития производительных сил для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства [10].
Природные ресурсы являются главным объектом природопользования, в процессе которого они подвергаются эксплуатации и последующей переработке. Главные виды природных ресурсов являются средствами труда. Вторичные являются предметами потребления [10].
Подобно другим предприятиям, ОАО «Савушкин продукт» является одним из основных потребителей природных ресурсов Республики Беларусь. Основными компонентами природных ресурсов, используемых на данном предприятии, являются:
— ресурсы атмосферного воздуха.
Учитывая природное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение, природные ресурсы предприятия можно отнести к ресурсам индекса промышленного производства. Эта подгруппа включает все виды природного сырья, используемые промышленностью. В силу очень большой разветвленности индекса промышленного производства, наличия многочисленных отраслей, потребляющих разные виды природных ресурсов и соответственно выдвигающих к ним различные требования следующие ресурсы можно отнести к неэнергетическим ресурсам. Это ресурсы включающие подгруппу природных ресурсов, которые поставляют сырье для различных отраслей промышленности или же участвуют в производстве по технологической необходимости. К ним относятся следующие виды ресурсов данного предприятия:
-воды, используемые для промышленного водопровода;
-земли, занятые промышленными объектами предприятия.
По экономической целесообразности замены различают ресурсы заменимые и незаменимые. К заменимым относят топливно-энергетические ресурсы предприятия, так как они могут быть заменены другими источниками энергии. К незаменимым принадлежат ресурсы атмосферного воздуха, пресные воды и земельные ресурсы [10].
По взаимоотношениям видов использования ресурсы предприятия ОАО «Савушкин продукт» относятся к ресурсам многоцелевого использования, в том числе взаимоувязанного (комплексного) использования (водные ресурсы), взаимоисключающего (конкурирующего) использования (земельные ресурсы) [10].
Такой природный ресурс, как воздух относятся к неисчерпаемым природным ресурсам, так как его использование не приводит к видимому истощению их запасов ныне или в обозримом будущем [10].
К почерпаемым возобновимым ресурсам относятся водные ресурсы, так как им свойственна способность к восстановлению [10].
К ресурсам природных компонентов относится вода. По биологическому происхождению она относится к абиотическим природным ресурсам.
Предприятие ОАО «Савушкин продукт» являются потребителям большого количества чистой воды для нужд производства (рисунок 5). Вода является сырьевым и вспомогательным ресурсом в процессах теплообмена, отопления, водопровода для технологических и бытовых нужд. В процессе производства продукции вода используется на:
— санитарную обработку оборудования;
— обеспечение работы вспомогательных производств (выработка пара и собственные нужды котельной, охлаждение аммиачных компрессорных установок, кондиционеров и т.д. Сточные воды предприятия относительно загрязнены, особенно органическими соединениями. Концентрация органических веществ в сточных водах в основном обусловлена потерями сырья и молочной продукции при производстве (молоко, кефир, творожная масса, сыворотка и т.п.). Сточные воды после мойки оборудования и помещений содержат значительное количество органических загрязнителей и относятся к производственным загрязненным сточным водам, которые должны подвергаться очистке. При сбросе 1 м 3 неочищенной сточной воды загрязняется 40-60 м 3 природной воды. В сточные воды предприятий молочной промышленности попадают такие ценные компоненты, как молочные белки и жир [11].
Рисунок 5. Диаграмма водопотребления ОАО «Савушкин продукт» []
Таким образом, на 1 т переработанного сырья в молочной промышленности расходуется в среднем 5 м 3 свежей питьевой воды. Техническая вода, как правило, не используется. Ее допускается использовать в системе оборотного водоснабжения, на наружную мойку машин, на полив территории [11].
Основными источниками условно чистой воды, пригодной для повторного использования, является вода, выходящая из секций охлаждения исправных пластинчатых теплообменников. Эту воду разрешено использовать повторно после подогрева не ниже 80 °С для мойки оборудования, ванн, цистерн и фляг, уборки производственных помещений, стирки производственной одежды. Таким образом вода является неисчерпаемым ресурсом, хотя ее запас можно легко испортить, если использовать ее запасы нерационально[11].
Молочная промышленность является крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов. Наиболее энергоемкими в молочной промышленности являются процессы сгущения, сушки, производство молочного сахар, заменителей цельного молока. Значительная часть электрической энергии на предприятиях молочной промышленности поступает на выработку холода [11].
Также необходимым ресурсом является воздух. Он является одновременно потребительским благом (он необходим людям для дыхания) и ресурсом во многих производственных процессах (ресурс «воздух» необходим для горения, охлаждения или окисления чего-либо). Объем потребления этого ресурса относительно невелик, и поэтому запас воздуха можно считать неисчерпаемым. Правда, воздушная оболочка тоже может быть испорчена загрязнением [11].
Предприятие является источником различных выбросов в атмосферу, которые можно подразделить следующим образом:
— выбросы, образующиеся при производстве энергии и в результате использования транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания;
— выбросы, сопутствующие основным технологическим процессам;
— выбросы, вспомогательных цехов и производств.
Общее количество источников выбросов – 50, в том числе оснащенных газоочистными установками 2. Основными источниками выбросов (рисунок 6) в атмосферу являются:
— мойка технологического оборудования;
— производства пара и тепла;
Рисунок 5. Диаграмма выбросов в атмосферу []
Также источниками загрязнений воздушного бассейна в молочной промышленности являются производство сухого молока и молочных продуктов (сушильные установки, огневые калориферы); жестяно-баночное производство (лужение, лакировка, травление, пайка); мойка тары и оборудования; производство мороженого (печь для выпечки вафель); сыродельное производство (парафинеры, коптилки колбасного сыра) [11].
Количество веществ, выбрасываемых в атмосферу и загрязняющих ее, можно сократить путем применения различного рода газо- и пылеулавливающих систем (циклонов, пылеосадительных камер, рукавных фильтров, абсорберов). На предприятии ежегодно проводится производственный аналитический контроль выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, на основании договора со сторонней аккредитованной организацией и разработанной программы аналитического контроля [11].
Кроме отходов в результате водопотребления и выбросов в атмосферу на предприятии имеются непосредственно отходы производства. Основными из них являются упаковки полиэтилена, полистирола, полипропилена, изношенные шины, отработанные технические масла, отходы черных и цветных металлов и т.д [11].
Данные отходы можно классифицировать по всем классам опасности:
— I класс – ртутные люминесцентные ламы;
— II класс – отработанные аккумуляторы;
— IV класс строительные отходы;
Сбору и передаче на дальнейшую утилизацию подлежат: незагрязненные отходы картона/бумаги, полиэтилен, полистирол (высечка полистирольной ленты, пластмассовая упаковка), ПЭТ-бутылки, изношенные шины с металлокордом, отработанные свинцовые аккумуляторы с неслитым электролитом, синтетические и минеральные масла отработанные, лом и отходы черных, цветных металлов, отходы кабелей, эмаль-провода. Обезвреживанию подвергаются: отработанные люминесцентные и ртутные лампы, ртутные термометры и т.д [11].
Очистка производственных выбросов, содержащих твердые частицы, проводится газоочистным оборудованием. Ежегодно проводятся аэродинамические испытания газоочистных установок с установлением эффективности их работы сторонней аккредитованной организацией [11].
Источник