Моя педагогическая лаборатория (работа на должности преподавателя химии ГАПОУ "Оренбургский государственный колледж")

1. Проводится педагогическая и производственная деятельность лаборатории: педагогическая деятельность осуществляется на основе работы в ГАПОУ СПО "Оренбургский государственный коллелдж" и ООО "Андреевское Подворье" . На базе химической лаборатории Андреевского Подворья проводятся эксперименты по получению натурального уксуса, что отражено в прилагаемых отчетах. Педагогическая деятельность в колледже проводится по теме методического объединения и темы колледжа "Применение проблемного обучения для формирования профессиональных компетенций в соответствии требованиями ФГОС СПО по ТОП-50, стандартов WSR, как условие подготовки конкурентоспособного специалиста по профессии «Лаборант химического анализа». .

2. Совместно с преподавателями химических дисциплин - Юлушевым Ренатом Ахатовичем, Воробьёвой Людмилой Кузьминичной, проводится работа по оценке качества водных ресурсов Оренбургской области. Для участия в НПК "Химия и жизнь" на базе Оренбургского государственного аграрного университета, преподавателями Юлушевым Р.А., Воробьёвой Л.К. подготовленны студенты группы 201 с научными работами.

Конференция, с участием наших студенток - Плохова Юлия, Шаврина Алёна, которая состоится:

14 ноября 2019 года кафедра химии проводит научно-теоретическую студенческую конференцию «Химия и жизнь».

Цель конференции – обсуждение новейших достижений и анализ прикладных аспектов химии в сельском хозяйстве, медицине, биологии, экологии, пищевой и перерабатывающей промышленности.

Для участия в конференции приглашаются студенты среднего профессионального образования, студенты вузов.

1. Химия в пищевой и перерабатывающей промышленности

3. Химия в медицине

4. Химия в технике

Председатель оргкомитета научно-теоретической конференции: и.о. ректора университета А.Г. Гончаров.

Место проведения конференции: ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, корпус № 1, аудитории 10 и 12. Адрес: 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

Работы будет размещены после публикации.

История деятельности.

1. С 1 сентября 2017 года работаю преподавателем химических дисциплин в ГАПОУ "Оренбургский государственный колледж".

2. В лаборатории представлены некоторые публикации, которые начали собирать с 25 мая 2018 года. Планируется представление технических и педагогических публикаций.

3. В мае 2018 года по март 2019 года сотрудничал с ООО "Андреевское Подворье", где работал на технологие производства натурального уксуса, руководили проектом - А.М. Лунин, М.А. Лунин, Т.П. Лунина (ЧП), В.В. Полькин, Р.Р. Зайнутдинов и Л.В. Студенова. Ниже представлены технологические отчеты производства натурального уксуса.

Это было когда-то:

4.С 2015 года работал методистом колледжа сервиса. В колледже проводил индивидуальную и коллективную методическую работу. На странице расположен План методических семинаров, которые разрабатывались раньше при моем участии.

5. Принимал участие 16,17 марта 2016 года в научной конференции, посвященной А. С. Макаренко. Программа прилагается (для студентов и педагогов). Совместно с Амелиной Раисой Владимировной (зам. по УВР) работали над организацией и работой конференции.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ООО «Андреевское Подворье»

Производство продуктов брожения:

биохимического уксуса и других продуктов

1.1.Процесс производства уксуса

1.2. Процесс производства метилкарбинола в контексте Андреевского ароматического и вкусового букета

Схемы производства «биохимического Андреевского уксуса» и получение «метилкарбинола» (питьевого)

Планы на следующий период работы лаборатории и Уксусного Андреевского цеха

Приборы и материалы

1.Процесс производства уксуса

На основе проведенных исследований, которые изложены в сентябрьском отчете [1], были выявлены дополнительные технологические схемы производства биохимического Андреевского уксуса, а именно это получение уксуса в емкостях бочках (пластик) и алюминиевой открытой 200 литровой емкости (оборудованную обогревом – аквариумный термостат).

С сентября по декабрь месяц в Уксусном цехе Андреевского подворья проводился поиск анализ факторов влияния на процессы уксусообразования как лимитирующих процесс, так и его прогрессирующих. Были выбраны факторы – температура, концентрация сахаристых веществ, концентрация этилового спирта, площадь иммобилизации бактерий, аэрация среды, влияние посторонней микрофлоры.

Факторы , влияющие на развитие культуру уксусных бактерий Acetobacter aceti (окрашиваются по Граму отрицательно):

температура: оптимальная температура роста культуры – 25-30 0 С, в нашем случае температура с 17 0 С поднималась до 19,5 0 С посредством термостата, что ускорило повышение концентрации кислоты в чане, что отражено в данных таблицы № 1. В чане 33 (алюминиевый 200 литровый чан) 2 декабря 2018 года был установлен термостат, в последующие дни виден рост концентрации кислоты в чане от 0,1 до 04 %. В связи с этим в последние дни декабря биохимический Андреевский уксус был пастеризован и расфасован в емкости на продажу.

Таблица 1 – Влияние различных факторов на увеличение концентрации уксусной кислоты в растворах (емкость №33 - 200 литров - алюминиевый чан у стены).

СВ,%, сухие вещества

Т, светопропускание в процентах

D, оптическая плотность

Алюминиевый чан на 200 литров

Помутнение связано с активизацией процессов перехода спирта в кислоту

Кислый вкус, золотистый цвет, резкий рост концентрации кислоты, через 20 дней выявлено положительное влияние спирта на рост кислотности среды.

Данные светопропускания и оптической плотности свидетельствуют о значительном просветлении раствора и наборе золотистого цвета, что необходимо по ГОСТу

Первичная готовность уксуса

Просветление раствора, готовность уксуса

Окончательная стадия готовности раствора.

Готов к реализации

Просматривая данные таблицы можно сделать вывод о повышении выходы кислотности, при добавлении спирта в питательную среду бактерий и повышении температуры среды, так же положительную роль сыграла открытая площадь чана, что также положительно сказалось на процессе повышения концентрации кислотности и формировании ароматизированного букета уксуса.

влияние этилового спирта : 6 ноября 2018 года в качестве эксперимента был добавлен этиловый спирт: в 200 литровый чан (10 литров спиртового раствора) и 300 мл в 18 литровый аэрируемый экспериментальный реактор, который на ветках. При этом концентрация уксусной кислоты в обоих емкостях составила 2,1% (емкость №12).

влияние добавленного сахара в раствор: 15 ноября 2018 года в емкость № 20 было добавлено 6 килограмм сахара с целью активизации процессов, на этот день концентрация уксусной кислоты составила 2,0%, таблица №2.

Таблица № 2 - Влияние сахаристых веществ на увеличение концентрации уксусной кислоты в растворе (емкость №20 - 250 литров, пластиковый чан).

СВ,%, сухие вещества

Т, светопропускание в процентах

D, оптическая плотность

Синий пластиковый чан на 250 литров

Помутнение связано с активизацией процессов перехода спирта в кислоту

Из данных таблицы № 2 видно влияние сахарозы на её развитие и жизнедеятельность. Уксусная матка сформировалась плотная бело-блестящего цвета, фото №1 и 2, что говорит о хорошей адаптации бактериальной флоры и формирования приятного аромато-вкусового букета нашего уксуса.

Фото №1 – Уксусный гриб (близкий ракурс из бочки №20).

Фото № 2 – Уксусный гриб на поверхности раствора бочки № 20.

влияние площади иммобилизации бактерий (закрепления бактерий) нами был поставлен чан на ветках, на которых закреплялись уксусные бактерии, подобные исследования описаны в отчете августа 2018 года, который прилагается к данному отчету в электронной почте [1] в то время концентрация уксусной кислоты была достигнута 4% в течение 40 дней. В нашем случае проводись исследования на ветках, где были две среды – яблочном соке и среда из растопленного мармелада с концентрацией сахаров 12%, как и в яблочном соке, в таблице 3, представлены результаты анализов.

Таблица №3 – Влияние площади иммобилизации бактерий и среды ферментации (яблочная среда и мармеладная)

Яблочная среда (на ветках) - № 18

Мармеладная среда (на ветках) - № 17

СВ, % (сухие вещества)

D, оптическая плотность

СВ, % (сухие вещества)

D, оптическая плотность

3,02 (сохранение кислотности с первого цикла, который проводился в августе, отчет за 2018 год)

0,6 - просветление раствора

0,56 – снижение оптической плотности раствора (далее по тексту), то есть (просветление раствора).

На основе результатов анализов можно говорить о положительном влиянии иммобилизации клеток уксуснокислой матки, то есть проектирование реактора на буковых или березовых опилках целесообразно. В качестве источников сахаров возможно использование мармеладных сред, которые не нашли применения в основном производстве (отходы или возврат на производство мармеладной продукции).

В настоящее время 31 декабря 2018 года в алюминиевый чан добавлен 100 литров раствора из бака № 15 и 20 литров воды, до этого раствор чана отобран для реализации. После разбавления раствора кислотность в чане уже составила 2,5%.

влияние аэрации среды на скорость ращения уксуснокислых бактерий и выход уксусной кислоты. Данный вопрос остается дискуссионным среди специалистов Андреевского Подворья одно специалисты считают, что аэрация не нужна, мнения высказывают инженерно-технические и рабочие специалисты. Они обращают внимание, что воздух разрушает матку. В тоже время еще лаборатория Пастера исследовала процесс уксусообразования, откуда и появился Французский уксус в открытых плоских чанах, что свидетельствует о необходимости воздушной среды при биосинтезе биохимического уксуса. Реактор Шуценбаха, который работает по способу Фрингса, рисунок 1, не исключение работает на воздухе, подача по принципу противотока, что видно из рисунка.

Рисунок № 1- Синтез уксуса по способы Фрингса на основе реактора Щуценбаха.

Данные факты хорошо описаны в работах Ю. Л. Игнатова, П. И. Николаева [4], [5], [6], [7], [8]. Авторы Ю.Л. Игнатов и П.И. Николаев предлагают поточное производство 10% уксуса, что можно организовать и у нас в будущем.

Из написанного можно сделать вывод, что аэрация среды необходима с добавлением спирта, как показали опыты и литературные источники.

влияние посторонней микрофлоры в чане № 15 (объем 250 литров) обнаружена посторонняя дрожжевая микрофлора, которая мешает образованию уксуснокислой матки. При микрокопировании были выявлены дрожжи Pichia (пихия) и Mycoderma vini (пленка цвели), которые имеют, клетки овальные эллипсовидные. Запах среды эфирный лекарственный. Раствор можно перекипятить и заселить уксусной маткой, рисунок 2.

Рисунок из материалов интернет адреса [ 10 ]

Фото микроскопа Андреевского Подворья - Микроскоп: «Микромед Р-1»

Рисунок 2 – Вид дрожжей пихия и Mycoderma vini (пленка цвели).

влияние состава питательной среды и её альтернативность. В зависимости от питательной среды и формируется соответствующий уксус. В настоящее время различают: яблочный уксус (наша продукция), спиртовой, винный, ароматизированный, что отмечено в ГОСТе 32097-2013. Для производства нашего уксуса можно предложить не только яблочный сок, но раствор мармелада, а также кубовый остаток после перегонки виноматериалов Андреевского Подворья.

Таблица № 4 – Альтернативные источники производства уксуса Андреевского подворья.

Кубовый осадок после перегонки виноматериалов из бака № 46

Высокое содержание сахаров и возможное формирование уникального аромато-вкусового букета характерного для уксуса Андреевского подворья (опыт получения имеется)

Например, после перегонки 10 литров вино материалов образуется:

- 1 литр дистиллята (метилкарбинола) – 59% (объемная доля спирта);

- 1 литр дистиллята (метилкарбинола) – 29% (объемная доля);

- 8 литров кубового остатка – с концентрацией кислоты 0,7% и сухими веществами 4,5%, что позволит провести эксперимент по синтезу уксуса на кубовом остатке. Данные по перегонке веществ получены на перегонном аппарате Андреевского Подворья. Объемы дистиллята собирались в мерные колбы (литровые) раздельно 1 литр и 1 литр, исходный раствор это виноматериал отмеривался в объеме 10 литров точными мерными колбами по ГОСТ 1770-74.

Таким образом, выявлены факторы прогрессирующие и лимитирующие процесс уксусообразования. Один из главных лимитирующих факторов является низкая температура растворов, которую можно повысить с помощью аквариумных термостатов на 200 литров среды. Выше изложенное позволяет получить схему работы Уксусного цеха, рисунок 2.

Рисунок 2 – Схема работы Уксусного цеха

Их схемы рисунка № 2 видно, что можно наладить применение кубового остатка раствора после отгона спиртов, так как из 10 литров виноматериала остается 5-6 литров кубового остатка, которые просто выливаются, а они имеют 0,7% кислотности. Данную гипотезу можно апробировать на наших малых реакторах объемов 18 литров.

2.Процесс производства метилкарбинола в контексте Андреевского ароматического и вкусового букета

Ароматический и вкусовой букеты напитков формируются на основе эфиров и высокомолекулярных спиртов, эфирных масел, которые образуются в процессе сбраживания сахаров дрожжами предоставленной им среды. Получаемый продукт метилкарбинол (этиловый спирт, далее по тексту «метилкарбинол» или изделие «МК») имеет оттенок ароматического и вкусового букета на основе фруктовых подборок Андреевского Подворья. Также целью данной работы было выявление скоростных характеристик перегонки и установление концентрации спирта в исходном растворе после перегонки, то есть отработка методов количественного определения содержания спирта в виноматериалах.

Нами были выполнены процессы перегонки ряда виноматериалов, представленные в таблице 5.