Введение к работе
Актуальность. Необходимость стабилизации материалов биологического происхождения, связанная с их чрезвычайной нестойкостью, является актуальной проблемой биотехнологии. Высушивание является одним из наиболее совершенных процессов стабилизации свойств продуктов биологического (растительного, животного, микробиологического) происхождения и позволяет сохранять данные продукты в обычных условиях длительное время. (Самуйленко А.Я., 2000)
В настоящее время многие биотехнологические лаборатории исследуют методы обезвоживания, в которых процесс влагоотъёма от обезвоживаемого материала реализуется в закрытой системе контактирующих материалов и без фазовых переходов влаги, к числу которых относится капиллярно-химическое обезвоживание (КХО). Сорбенты, используемые для КХО, имеют два общих основных свойства, которые наиболее сильно влияют на различие в показаниях к применению и силе воздействия – сорбционная емкость и способность сорбировать разного размера молекулы и бактериальные клетки.
Наибольший интерес со стороны исследователей и производителей вызывает цеолит-глауконит, обладающий уникальными ионообменными и адсорбционными свойствами. Получаемые на основе глауконита препараты могут использоваться для иммобилизации нутриетов (ферментов, витаминов, белковых компонентов) и постепенного (пролонгированного) высвобождения их в ЖКТ, связывания кишечных газов, токсинов, солей тяжелых металлов и профилактики воспалительных и аллергических реакций. (Паничев А.М., 2003)
Конструирование ветеринарных препаратов и кормовых добавок на основе ионообменных матриц позволяет значительно сократить негативные воздействия на активные ингредиенты конечного продукта и затраты на производство, что является актуальной задачей биотехнологии и фармакологии.
Цель и задачи исследований.
Целью нашей работы являлась разработка технологии капиллярно-химического обезвоживания на глауконите для получения перорально применяемых ветеринарных препаратов и кормовых добавок.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Исследовать закономерности капиллярно-химического обезвоживания жидких полуфабрикатов обезвоживающими веществами и требования к установлению сорбционного равновесия.
2. Обосновать выбор глауконита как основы капиллярно-химического обезвоживания и изучить его биологические и влагопоглотительные характеристики для конструирования ветеринарных препаратов.
3. Разработать технологию капиллярно-химического обезвоживания и предложения по аппаратурно-технологическому оформлению процесса получения сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок на глауконите.
4. Приготовить пять производственных серий БКД «Баксин-вет» по разработанной технологии методом капиллярно-химического обезвоживания и оценить потребительские свойства.
5. Рассчитать экономическую эффективность метода капиллярно-химического обезвоживания.
6. Разработать нормативно техническую документацию и методики контроля технологии приготовления методом капиллярно-химического обезвоживания перорально применяемых сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок.
Научная новизна:
Впервые исследован механизм капиллярно-химического обезвоживания жидких препаратов пористыми сорбентами с использованием модельных представлений о межфазном массообмене в системе насыщенных и ненасыщенных влагой пористых частиц.
Изучены свойства различных пористых материалов и обоснованы требования к потенциальным обезвоживающим материалам при реализации капиллярно-химического высушивания. Отсутствие у глауконита токсических, канцерогенных, мутагенных свойств и наличие богатого макро- и микроэлементный состава, высокой сорбционной емкости и способности сорбировать молекулы различного размера и иммобилизировать бактериальные клетки позволило использовать его в качестве основы для капиллярно-химического обезвоживания и получения ветеринарных препаратов и кормовых добавок со стабильными биологическими свойствами и остаточной влажностью не выше 12%.
Впервые на основе природного глауконита реализован метод капиллярно-химического обезвоживания для приготовления перорально применяемых сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок, позволивший исключить высокозатратный способ лиофильного обезвоживания, обогатить готовую форму препаратов ионообменными свойствами и обеспечить длительное хранение.
Аппаратурно-технологическое оформление производства сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок по технологии капиллярно-химического обезвоживания на глауконите позволяет реализовать процесс на специализированных предприятиях, в лабораториях и животноводческих фермах.
Научная новизна работы подтверждена Сертификатом регистрации объекта интеллектуальной собственности SR1 № RU02R1RU20100003 «Технология получения биопрепаратов и кормовых добавок способом капиллярно-химического обезвоживания на глауконите».
Практическая и теоретическая значимость работы.
Определены основные технологические и биологические свойства природного глауконита Каринского месторождения, позволяющие применять его для капиллярно-химического обезвоживания перорально применяемых ветеринарных препаратов и кормовых добавок.
Аппаратурно-технологическое оформление производства ветеринарных препаратов и кормовых добавок по технологии капиллярно-химического обезвоживания на глауконите позволяет реализовать процесс на специализированных предприятиях, а также непосредственно в лабораториях и животноводческих фермах.
Разработан комплект нормативно-технической документации ТУ 9291-001-95532231-2010 и регламент производства на БКД «Баксин-вет», ТУ 9365-002-71368318-2008 и регламент производства на ветеринарный препарат «ЗооАктимакс».
Разработаны и утверждены РАСХН «Методические рекомендации получения готовой формы биопрепаратов и кормовых добавок способом капиллярно-химического обезвоживания на глауконите», «Сборник методик определения параметров ингридиентов и готовой формы биопрепаратов и кормовых добавок, полученных методом капиллярно-химического обезвоживания».
Годовой экономический эффект от внедрения метода капиллярно-химического обезвоживания в технологическую схему получения биопрепарата «Биоспорин» по сравнению с ранее применяемым методом лиофильного высушивания составил 91,7 %.
По разработанной технологии капиллярно-химического обезвоживания на глауконите произведены ветеринарные препараты «ЗооАктимакс» ООО «Лаборатория технологии оздоровительных препаратов», г. Санкт-Петербург и БКД «Баксин-вет» ООО «Никофарм», г. Москва.
Результаты исследований по разработке технологии капиллярно-химического обезвоживания на глауконите для получения перорально применяемых ветеринарных препаратов и кормовых добавок используются в учебном процессе по дисциплине «Биотехнология» в ФГОУ ВПО МГАВМиБ имени К.И. Скрябина.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на XXVI Московском международном ветеринарном конгрессе по лечению мелких домашних животных (Москва – 2008 г.), XII Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Вклад молодых учёных в реализацию приоритетного национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса» (Троицк – 2008 г.), Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вопросы ветеринарной медицины и биотехнологии» (Москва – 2009 г.), IX Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург – 2010 г).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных работ: в журнале, включенном в перечень ВАК РФ – 6, в сборнике материалов конференции – 1.
Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 225 страницах машинописного текста, в т.ч. 23 страница приложений и включают введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, данные о практическом использовании научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список использованой литературы (211 источников, из которых 180 отечественных и 31 иностранных). Материалы диссертации иллюстрированы 33 рисунками, 58 таблицами.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Использование глауконита как основного компонента при производстве перорально применяемых сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок методом капиллярно-химического обезвоживания.
-
Технология получения и компонентный состав перорально применяемых ветеринарных препаратов и кормовых добавок методом капиллярно-химического обезвоживания на глауконите.
-
Аппаратурно-технологическая линия получения сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок методом капиллярно-химического обезвоживания на глауконите.
-
Эффективность применения ветеринарного препарата БКД «Баксин-вет».
Похожие диссертации на Технология капиллярно-химического обезвоживания на глауконите для получения перорально применяемых сухих ветеринарных препаратов и кормовых добавок
