Шарап өндірісіндегі биотехнология

Мазмұны

 

Кіріспе

 

1.Кәсіпорынның шығу тарихы

 

2.Негізгі бөлім

 

2.1.Биотехнология ғылымының даму  тарихы

 

2.2.Шарап өндірісіндегі биотехнология

 

3.Жеке тапсырма

 

3.1.Шарап технологиясы

 

3.2. Шарап өндірісіндегі талаптар

 

4.Еңбекті қорғау

 

4.1.Кәсіпорындағы техника қауіпсіздігі

 

4.2. Өндірістік санитария мен еңбек гигиенасы

 

4.3.Өрт қауіпсіздігі

 

4.4.Қоршаған ортаны қорғау

 

 

Қорытынды

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Кіріспе

       Биотехнология (bios - тіршілік; thechne-өнер, шеберлік;logos-ғылым) - тірі ағзалар мен биологиялық үрдістерді өндірісте пайдалану; экономикалық құнды заттарды алу үшін ген және жасуша деңгейінде өзгертілген биологиялық объектілерді құрастыру технологиялары мен пайдалану жөніндегі ғылым және өндіріс саласы.Биотехнологияның негізгі объектісі - тірі жасушалар, атап айтқанда жануар, өсімдік текті жасушалар және микробтар немесе олардың биологиялық белсенді метаболиттері.

        Алғаш рет «биотехнология» термині 1917 жылы Карл Эреки шошқаларды қант қызылшасымен қоректендіру кезінде олардың өнімдерінің жоғарылауы жасалған жұмыстарының нәтижесінде берілген.Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихында ғылыми пән ретінде голланд ғалымы Е.Хаувинк 5 кезеңді ажыратты.

Пастер ғасырына дейінгі кезең (1865 жылы). Сыра, шарап, нан өнімдері және сыра ашытқыларын,ірімшік алғандағы спирттік және сүт қышқылды ашытуды қолдану. Сірке қышқылын және ферментативті өнімдерді алу.

       Пастер ғасырлық кезеңі (1866-1940 жж) - этанол, бутанол, ацетон, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды өндіру. Канализациялық суды аэробты тазалау. Көмірсулардан азықтық ашытқыларды өндіру.

Антибиотиктер кезеңі (1940-1960жж) - тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотиктерді алу. Өсімдік жасушаларын дақылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтардың микробиологиялық биотрансформациясы.Меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1975) - микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Канализациялық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.

       Жаңа биотехнология кезеңі (1973 жылдан бастап) - биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды трансплантациялау.Биотехнология ғылыми пән және өндірістік технология есебінде тірі жасушаның биоөндіргіштік белсенділігін зерттеуге, сапалы өндірушілік қабілеті бар және әртүрлі салаларда: ауыл шаруашылығында; фармацевтикада; тағам өнеркәсібінде; биоэнергетикада; қоршаған орта ремедиациясында; биоэлектроникада; тағы басқаларда қолданылады.

Ауыл шаруашылық және тұрмыстағы қалдықтар, автомобильдерден шығатын улы заттар, өндірістен және ірі қалалардан бөлінетін лас суларды тазартуда микробиологиялық биотехниканың маңызы зор. Арам шөптерге, түрлі зиянды жәндіктерге қарсы күресуде қолданылатын пестицидтердің адам үшін зиянды екені белгілі. Сондықтан пестицидтердің орнына экологиялық жағынан тиімді препараттар (энтобактерин, дендробациллин, битотоксибациллин, гомелиндер, т.б.) Биотехнология тәсілімен алынады. Топырақтың құнарлылығын арттыруда да биотехнологияның маңызы зор. Мысалы, ауа азотын пайдаланып, онымен қоректенетін микроорганизмдердің (азотобактер, т.б.) көмегімен бактериялы тыңайтқыштар (нитрагин, т.б.) дайындалады.

 

     2.Негізгі бөлім

    2.1.Биотехнология ғылымының даму тарихы

    Биотехнологияның пайда болуымен даму тарихында ғылыми пән ретінде голланд ғалымы Е. Хаувинк 5 кезеңді ажыратты:

1. Пастер ғасырына дейінгі эра (1865ж.). Сыра, шарап, нан өнімдері және  сыра ашытқыларын, ірімшік алғандаағы  спирттік және сүт қышқылды  ашытуды қолдану. Сірке қышқылын  және ферментативті өнімдерді алу.

2. Пастер ғасырлық кезеңі(1866-1940 жж.) – этанол, бутанол, ацетон, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды  өндіру. Канализациялық суды аэробты  тазалау. Көмірсулардан азықтық  ашытқыларды өндіру.

3. Антибиотиктер кезеңі (1940-1960 жж.) – тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотктерді алу. Өсімдік жасушаларын дақылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтарлың микробиологиялық биотрансформациясы.

4. Меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1975 жж.) – микробты мунаттар көмегімен амин қышқылдарын өңдіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өадірістік қолдану. Канализацилық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.

5. Жаңа биотехнология кезеңі (1973 ж. бастап) – биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды трансплантациялау.

Биотехнологияны, оның даму тарихы мен жеке өндірістік технология ретінде, биологиялық ғылымның өзіндік бағыты ретінде қалыптастыруымен байланыстыра қарау керек. Биотехнологияны, оның негізгі позициясымен, және осы пән объектісінің позициясымен қарау керек. Биотехнологияның негізгі объектісі болып тірі жасушалар, атап айтқанда жануар, өсімдік жасушалары текті және микробтар немесе олардың биологиялық активті метоболиттері, шаруашылықтағы барлық жануарлардың түрлері және өсімдік сұрыптары болып табылады.Алғаш рет биотехнология термині 1917 жылы К. Эреки шошқаларды қантты қызылшасымен қоректендіру кезінде, олардың өнімдерінің жоғарылауы, жасалған жұмыстарының нәтижесінде берілген. Ол: «Биотехнология – бұл шикізат материалдарынан, жануарлар организмдерінің көмегімен әртүрлі өнімдерді өндірумен жүретін жұмыстардың барлық түрі» - деп жазды.Жаратылыстану – техника ғылымының, биотехнологиялық ғылымның, биологиялық ғылымның, жасуша биохимиясы мен генетикасының даму барысында биологиялық объектілерді қолдана отырып, технология жетілді, күрделенді және кеңейді, өндірістік масштабта (сүт, спирт зауыттарда, тері-былғары мекемелерінде және т.б.) мамандандырылған өндірістер пайда болды, жасушалық инженериядағы жетістіктер негізінде жасуша дақылдарын қолданумен жаңа технологиялар өңделеді. Әрине, тарихи жоспарда, биотехнологияның даму барысында биотехнология ғылым ретінде, мәнін анықтауда толықтырулар және тиісті өзгерістер әрдайым болып тұрады.Сондықтан, уақыт келе биотехнологиялық өндірістердің өндіріс масштабында пайда болуы, биотехнология ғылым ретінде өндіріс әдістері мен технологияларын, жануарлар, өсімдіктер мен микроорганизмдерді қолдану мен ауыл шаруашылық және басқа да өнімдерді тасымалдау, сақтау және қайта өңдеуден анықтама береді.

      Өткен ғасырдың 80-шы жылдарында Еуропалық биотехнологиялық федерация биотехнологияны тіндік дақылдар мен микроорганизмдердің пайдалы жақтарын өндірістік қолдану үшін биохимиялық, микробиологиялық және химиялық технологияларды біріктіріп қолдану ретінде анықтады.Ол биотехнологияны биологиялық, химиялық және технологиялық ғылымдардың арасында туынджаған ілгерілемелі ғылыми-техникалық пәнаралық саласы ретінде, технологиялық үрдістерде микроорганизмдерді, жасу дақылы және тіндік дақылды қолданумен биохимия, микробиология, молекулярлық биология және қолданбалы ғылымдар саласында, білімдерді интеграциялау ретінде қарады. Биотехнологиялық үрдістерді тірі материяның кез-келген деңгейінде қолданылады: жасушалық, ағзалық-тіндік, организмдік, популяциялық, биоценоздық.Нәтижесінде тірі жасушаның биохимиясы мен генетикасы туралы білім негізіндегі биотехнологиядан, адам өміріне қажетті шығу тегі әртүрлі текті(жануар, өсімдік және микробты) тіріжасушалардан әртүрл іөнімдерді алу технологиясы ретінде ұсынады. Молекулярлық биология мен генетикалық инженерияның әрі қарай дамуы технологияға мыналарды алыпкеледі:

      Биотехнология – халық шаруашылығында пайдалы, сондай-ақ медицинаға бологиялық агенттерді – микроорганизмдер, вирустар, өсімдік және жануарлар жасушаларының көмегімен, сондай-ақ жасуша құрамдарының және жасушадан тыс заттардың көмегімен мақсатты өнімдерді меңгерумен алу.

 

-Биотехнология – бұл беріген  қасиеттерімен жануарлардың, өсімдіктердіңжасушалары  және тін дақылдарының, микроорганизмдердің  жоғары түрлерін алу негізін  биологиялық үрдістер мен агенттерді өндірісте қолдану.

-Биотенология – бұл пайдалы-шаруашылық  мақсатта, медициналық тәжірибе  үшін, экологияны жақсарту және  т.б. үшін прдуцнет есебінде жануарлар, өсімдіктер және микроорганизмдерді  қолданумен, технологиялық үрдістердің  туындауымен, жетілдірумен байланысты ғылым. Сонымен биологияны халық шаруашылығына қажетті өнімдерді (дәрі-дәрмектерді, реактивтерді, өсімдіктерді қоғау заттар, бактериялық тыңайтқыштар, қоректендіргіш дәмдеуіштерді және т.б.) алу үшін аппаратурамен, технологиямен және үрдістермен айналысатын немесе микроорганизмдер, соның ішінде вирустар, тіндік және өсімдік жасушалары немесе олардың құрамындағылар мен қалдықтарды тоқыраумен айналысатын пән ретінде қарастыруға болады.

          Биология саласында жаңа ғылыми бағыт қалыптасу, гендік инженерияда қызметті белсенді генетикалық құрылым рекомбинантты ДНҚ-ны in vitro құрастыру, аталық-аналық жасушасының табиғи генотипін тиісті фенотиптік қасиетімен түрленуленген өзгеру, ОВ 40вирустың ДНҚ фрагментінен және E.coli галактозды оперонымен dvgal лямбда бактериофагынан тұратын алғашқы рекомбинантты ДНҚ-ны құру (Берг, 1972) дәстүрлі емес биотехнология – молекулярлық биотехнология, рекомбинантты биотехнологиясының бастамасы болды. Сондықтан, генді инженерия жаңа биотехнологияның ядросы ретінде молекулярлық биологияның, молекулярлық генетиканың тікелей ұрпағы деп мойындау керек, ал дәстүрлі биотехнологияның негізі – микробиология, микробиологиялық өндіріс. Әрине, биотехнологияға ғылыми пән ретінде анықтама бергенде, оның міндеттері мен мақсаттарында салалы бояулар, ауыл шаруашылық биотехнологиясы, экологиялық биотехнологиясы, өндірістік биотехнологиясы және басқа да бағыттары да болуы мүмкін. «Биология мен биотехнология» сөздері, «био» және «технология» болып ажыратылады. Биология да және биотехнология да тірі объектімен жұмыс істейді, бірақ олардың тіріге деген ыңғайы немесе көз-қарасы әртүрлі. Биотехнология тірі тек танымдық қызығушылықпен оқытпайды, ол тірі объектіні адамға қажетті өнімдерді өндіру үшін, жұмыс істеуге мойын ұсындырғысы келеді. 1928 жылы биотехнологияның көркеюіне таң қала отырып, Д.Ж. Холдейн «Неге өзімізге химиялық қосылыстарды жасау еңбегін алуымыз керек, егер оны бізге микроб жасаса?» деген болатын.

       Биотехнология қазіргі инженерлік технология мен аппаратураларды қолдана отырып, биологиялық бірнеше пәндер негізінде қаланған биологиялық, химиялық және технологиялық ғылымдар негізінде қалыптасқан. Биотехнология дамуының қалыптасуына-ферментационды технология және инженерлік энзимология, гендік инженерия және молекулярлық биология, генетика саласындағы жетістіктер, тірі жасушаның биохимиясы және физиологиялық қалыптасқан білім, биологиялық ғылымның бір буыны, яғни негізгі бұтағы, т.б. Шынында да, биотехнология ғылыми пән және өндірістік технология есебінде тірі жасушаның биоөндіргіштік белсенділігін зерттеуге, сапалы өндірушілік қабілдеті бар және әртүрлі салаларда: ауыл шаруашылығында, фармацевтикада, тағам өнеркәсібінде, биоэнергетикада, қоршаған орта ремедиациясында, биоэлектроникада, тағы басқаларда қолданылатын жаңа объектілерді құрып, жетілдіру мақсатына арналған жұмысы бойынша үлкен көңіл бөлінеді. Ғылымның әртүрлі саласындағы жетістіктер биотехнологияда қолданылады. Биотехнология жоғары технологиялардың қазіргі саласы есебінде, оның тірі организмдер мен биологиялық үрдістерді құрайды және әртүрлі өзіндік ғылыми бағыттар бойынша дамиды: ауылшаруашылық, өнеркәсіптік, экологиялық, молекулярлық, биотехнологиялық, имуннобиотехнологиялық және т.б.

 

      2.2.Шарап өндірісіндегі биотехнология

      Шарап жасау өндірісінің негізгі көзі - биотехнологиялық  жолмен өндіру болып табылады .Шарап өндірісінде қазіргі кезеңде  арнайы технологиялар қолданылады. Ол технология және механикаландырудан басқа, өндірістік процестерді автоматтандырумен байланысқан. Осыған, қолданып жатқан жабдықтарды тавтоматтандыру, толық автоматтандырылған аппараттар мен машиналарды құрастыру, шикізаттың, жартылай өнімнің және дайын өнімнің сапасын технологиялық процесстің әр түрлі сатыларында, автоматты бақылаудың жаңа жүйелерін қолдану кіреді.

       Жүзімді шырынға өңдегенде оның қанттылығы 18-20% және титрленетін қышқылдылығы 7-9 г/л болу керек. Осындай шырынды ашытқанда 9-12% көлемде спиртті шарап алынады. Осындай шараптар микробиологиялық ауруларға тұраұты және дәмінде үйлесімділік байқалады. Неғұрлым шырынның қанттылығы болса, ашыту барысында пайда болатын глицерин және янтарь қышқылының мөлшері жоғары болады. Глицерин дәмнің толықтығына және жұмсақтығына әсер етеді. Янтарь қышқылы таза және тұздар түрлерінде шараптың хош иіс пен дәмге иемдейді. Ақ асханалық және хош иісті шараптардың дәміне үйлесімді қышқылдылық негізгі әсерін тигізеді. Шараптағы органикалық қышқылдардың сапалық құрамы да негізгі роль атқарады.  Толық үйлесімді дәм беру үшін шарапта барлық қышқылдар болу керек- шарап, алма, сүт және янтарь.  Шарап қышқылы- шарапқа сүйкімді қышқылдылық беріп оның рн көрсетеді және әр түрлі қантсыз микробиологиялық процесстердің дамуын ескертеді. Шарап қышқылының мөлшері 2-3 г/л болу керек.

 Алма қышқылы да дәмнің  қалыптасуына қатынасып шарапқа жеміс дәмін береді. Бірақ алма қышқылы алма-сүт ашыту бактерияларына қоректік орта болып табылады. Сонымен қатар өте көп мөлшерде шарапқа жас қышқылды дәм береді. Сондықтан алма қышқылының мөлшері 1-1.5 г/л шектеулі болу керек.

 Сүт қышқылы шарапқа толық және жұмсақ дәм береді. Оның мөлшері 2-3 г/л болғаншы жақсы. Сүт қышқылы өте аз мөлшерде (1 г/л дейін ) шырынды ашыту процесінде, кейін алма- сүт ашу процесінде түзіледі. Шараптағы қышқылдардың өзара қатынастығы жүзімнің пісу шарасына және дәрежесіне байланысты.

 Ақ асханалық шараптағы экстракттың  мөлшері оның негізгі көрсеткіші  болып табылады. Шет елдерде шараптың  экстрактылығы сыртқы және ішкі  сауда жүргізуде ең негізгі  қажетті көрсеткіші болып табылады.  Біздің мемлекетте экстрактты  тек қоспа шараптың толық анықталуында ғана анықтайды.

        Жүзімді өңдейтін жоғарғы өнімділікті ағынды сызбаларды енгізгенге байланысты мезга мен суслоның өзара қатынасу уақыты қысқартылды, сондықтан ақ асханалық және хош иісті шараптардың экстакттілігі төмендеді. Ал асханалық және хош иісті шараптарда экстракттың үйлесімді мөлшері 18-20 г/л болу керек, бірақ 16 г/л кем болмау қажет, ал ағынды сызбаларда өңдегенде 14-15 г/л экстрактты шарап материалдарын алуға болады. Экстракттың мөлшерін жоғарылату үшін мезгада тұндыру және мезганың жарты бөлігін термиялық өңдеу операцияларын ұсынды. Осы операцияларды жүргізу үшін ВЭКД-5 экстрактор-вининдикаторын қолданады.

     Жүзімді ақ асханалық және хош иісті шараптарды дайындау үшін өңдеудің негізгі технологиялық ерекшеліктерінің бірі ауаның оттегімен тотығуынан сақтап қалып, тотығу-тотықсыздану потенциалын төменгі деңгейде ұстау. Ауаның оттегімен өте қаныққанда тотығу-тотықсыздану потенциалы 350-400 МВ дейін көтерілу мүмкін, сонымен қатар шарап үйлесімделігін жоғалтып, дәмінде дөрекілік және тегістік байқалады. Хинондар, альдегидтер, диацетилдер және т. б. Заттардың мөлшері шығарылғанына байланысты тотыққан түрі дамиды, осындай қасиетке ақ асханалық және хош иісті шараптар иемденбеу керек. Осы құбылыстарды тигізбеу үшін немесе төмендету үшін бірнеше арнайы технологиялық шаралар қолданылады, олар: суслоның немесе шараптың ауамен қатынасу уақытын төмендету.  Барлық ағынды сызбаларда уату және сабақ айыру, ағызғышта өздігінен аққан және бірінші үлесті шырындар, сығымдағышта екінші және соңғы үлесті шырындарды алу процесстері жүргізіледі.

ВПЛ-10К ағынды сызба құрамында қабылдағыш қоректі бункер ВБШ-10, ВДГ-10 білікті-уатқыш сабақ айырғыш, ВССШ-10 ағызғышы, ВСАУ күкірттегіш қондырғы, ВПНД-10 сығындағыш, ВПМН-10 мезга және шырын сорғыштар, уатқыштан сабақты шығаратын тасымалдағыш кіреді.