Способ получения питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей

Способ получения питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬного СУБСТРАТА ДЛЯ вирАщивАшя котоВЫХ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающий парофазную термокаталитическую обработку пентозансодержащего сырья с получением целлоЛигнйна, перколяционный гидролиз целлолигнШа раствором серной кислоты концентрацией 0,7-1,0% при 180-190 С и введение в гидролизат минеральных питательных элементов , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения выхода питательного субстрата , перед парофазной термокаталитической обработкой исходное сырье смешивают с аммиачной селитрой в количестве 2-4% от абсолютно сухого (/) сырья. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ае сэ

3G9 С 12 N 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

nO PE AM ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНРЫТИЙ

$0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3580400/28-13 (22) 11,02 ° 83 (46) 23.11.84. Бюл. Ф 43 (72) Е.Ф.Морозов, В.М.Шкут, М.С.Кебич, Е.П.Шишаков, Н.С.Ручай и Г.А.Семенович (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. С.M.Êèðîâà (53) 663. 14.031.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 421199, кл. С 12 D 13/06, 1969.

2. Малхасьян С.С., Гаврилова И.И. и Карпов В.А. Влияние азотного и углеродного питания на рост и липидообразующую способность дрожжей

Candida guilliermondii НП-2. Рефера" тивный сборник "Микробиологическая .промышленность", 1982, N 5, с. 2-4.

3. Шарков В.И. Технология гидролизных производств. М., "Лесная промышленность", 1973, с. 307-309 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО СУБСТРАТА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающий парофазную термокаталитическую обработку пентозансодержащего сырья с получением целлолигнина, перколяционный гидролиз целлолигнииа раствором серной кислоты концентрацией 0,7"1 ОХ при 180-190 С и введение в гидролио зат минеральных питательных элементов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения выхода питательного субстрата, перед парофазной термокаталитической .обработкой исходное сырье смешивают с аммиачной селитрой в Я количестве 2-4Х от абсолютно сухого сырья.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1125244

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к получению фурфурола и кормовых дрожжей методом двухфазного гидролиза пентозансодержащего сырья. 5

Известен способ получения дрожжевой биомассы с использованием в качестве азотного питания солей аммония, вносимых в виде водных растворов непосредственно в питатель- 10 ную среду, в частности аммиачной селитры j1) .

Однако указанный способ предусматривает применение в качестве источника углеродного питания смеси метана и кислорода и не применим в гидролизной промышленности, использующей

1для этой целн раствор моносахаридов (гидролизат) °

Известно применение аммиачной селитры как источника азотного питания. Дрожжи выращивают в жидкой среде, содержащей глюкозу (углеродное питание), куда задают источник азота(сульфат аммония, мочевина, азотнокислые соли калия.и аммония)(2).

Недостатком этого способа, предусматривающего использование амми чной селитры (азотнокислого ама

30 мония) в качестве источника азотного питания при подаче ее в питательную среду для выращивания дрожжей, является низкий выход биомассы, не превьппающий 447. от глюкозы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения питательного субстрата для выращивания. кормовых дрожжей, предусматривающий парофазную термокаталитическую обработку пен40 тозансодержащего сырья с получением целлолигнина, перколяционный гидролиз целлолигнина раствором серной кислоты концентрацией 0,7-1,0% при

180-190 и введение в гидролизат о минеральных питательных элементов (3) .

Ф

Недостатком известного способа является низкий выход кормовых дрожжей, не превышающий 46-48Х от редуцирующих .веществ (PB), что вызвано 50 низкой доброкачественностью питательной среды.

Целью изобретения является улучшение качества и повышение выхода питательного субстрата. 55

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей, предусматривающему парофазную термокаталитическую обработку пентоэансодержащего сырья с получением целлалигнина, перколяционный гидролиз целлолигнина раствором серной кислоты концентрацией 0,7-.

1,0% при 180-190 и введение в гидролизат минеральных питательных элементов, перед парофазной термокаталитической обработкой исходное сырье . смешивают с аммиачной селитрой в количестве 2-43 от абсолютно сухого сырья °

Аммиачная селитра в условиях парофазного гидролиза сырья подвергается термической днссоциации с образованием аммиака и азотной кислоты.

Последняя взаимодействует с компонентами растительного пентозансодержащего сырья с образованием легкоусвояе-. .мых, биологически активных соединений азота, которые вместе с гидролизатом выводятся из гидролизаппарата и при выращивании дрожжей позволяют.им более полно усваивать органические вещества питательной среды.

Пределы расхода аммиачной селитры, .подаваемой на загрузку (2-4Х к массе абсолютно сухого сырья}, выбраны Hs условия оптимального содержания азота в питательной среде. При расходе менее 2Х ощущается недостаток, а при расходе более 47 - избыток азота, что .отрицательно сказывается на наращивании биомассы.

Пример 1 (выполнен по из вестному). В качестве сырья для получения гексозных гидролизатов методом двухфазного гидролиза с последующим выращиванием кормовых дрожжей используют березовые опилки естественной влажности (ф=45%) с размером частиц 2-3 мм.

Навеску сырья массой 300 r или l65 r абсолютно сухого сырья (а.с.с., равномерно смачивают 127-ным раствором серной кислоты при гидромодуле 0,25. Смоченное кислотой сырье загружают в гидролизаппарат и прогрео вают перегретым до 220 С водяным паром до 170 С. Сгонку фурфуролсоо держащих паров ведут при 170 С и дав. о ленни 0,8 МПа в течение 120 мин. По окончании сгонки фурфурола оставшийся целлолигнин подвергают перколяционному гидролизу в присутствии серной кислоты концентрацией 0,8Х при

187 С и давлении 1,2 МПа в течение

150 мин. Полученный гидролизат ней1 1.25244

3 трализуют известковым молоком до рН 4,2 и отделяют от выпавшего осадка. Нейтрализованный гидролизат про дувают воздухом в течение 1, 5 ч при расходе воздуха 20 л/1 л гидролизата. Аэрированное сусло отделяют от выпавших частиц, разбавляют водой до содержания PB 17. и обогащают следующими питательными солями в количестве: сульфата аммония (ЯQ)$0<

2,83 г/л (600 мг/л 8g), суперфосфата 0,60 г/л (250 мг/л Р20g), хлорида калия КС 0,26 г/л (165 мг/л

К20) . В подготовленную таким образом питательную среду вносят чистую культуру засевных дрожжей Candida

scottii в количестве 10 г/л и про" водят выращивание дрожжей в ферментере с барботажным воздухораспределением до полной утилизации PB. Время выращивания 7 ч. По окончании выращивания дрожжи отделяют от культуральной жидкости и определяют их выход от PB и от исходной древесины.

Выход РВ 28Х от а.с.с., выход дрожжей 48, 17 от PB или 13,5 от а.с.с.

Пример 2. Навеску сырья с массой и фракционным составом по примеру 1 смешивают с аммиачной селитрой, взятой в количестве. 2Х от а.с.с. (3,3 г) и загружают в гидролизаппа,рат. После герметизации гидролизап парата загруженное сырье прогревают до 190 С и осуществляют сгонку фур0

Фуролсодержащих паров при 190 С и о давлении 1,28 ИПа в течение 120 мин, З5

Гидролиз целлолигнина, подготовку питательной среды и выращивание дрожжей ведут но условиям примера 1. Отличие состоит в том, что ,полученная питательная среда не требует обогащения соединениями азота, т.е. сульфата аммония (КН4) 0 не задается. Выход PB составляет

36,5Х от а.с.с., выход дрожжей—

56Х от PB или 19,4 от а.с.с. Время выращивания 5 ч 30 мин.

Пример 3. Аналогичен примеру 2, отличие состоит в том, что количество задаваемой аммиачной селитры ЗХ от а.с.с. (4,95 r).

Выход РВ 387 от а.с.с., выход дрожжей 58Х от PB или 227 от а.с.с.

Время выращивания 5 ч.

Пример 4; Аналогичен примеру 2, отличие состоит в том, что количество задаваемой аммиачной селитры 47 от е.с с. (6,6 г) ., Выход PB 357 от а.с.с., выход дрожжей 57Х от PB или 20,07 от а.с.с.

Время выращивания 5 ч.

Пример 5 (BbmoJIHPHHbIA по технологии способов (1) и (2).) . В аэрированное сусло, полученное и подготовленное IIQ условиям примера 1, перед выращиванием дрожжей вносят аммиачную селитру в количестве 7, 14 от РВ,,что соответствует внесению аммиачной селитры на стадии загрузки сырья в количестве 27. от а.с.с ° Выход дрожжей 47,5Х от PB или 13,3 от а.с.с. Время выращивания 7 ч 30 мин.

Пример 6 (выполненный по технологии способов (1) и, (2J ). Аналогичен примеру 5, отличие состоит в том, что количество задаваемой аммиачной селитры составляет 14,28Х от PB что соответствует внесению аммиачной селитры на стадии загрузки сырья в количестве 47 от а.с.с.

Выход дрожжей составляет 46, 1Х оч

PB или 12,97. от а.с.с. Время выращивания 7 ч 30 мин.

В табл. 1 представлены сопоставительные результаты опытов по нарапр ванию биомассы на питательной среде, полученной по предлагаемому способу и известному. Расчет выхо- да биомассы по предлагаемому способу в сравнении с известным представлен в табл. 2.

По сравнению с известным (пример

1) предлагаемый способ (примеры 2-4) обеспечивает увеличение выхода дрожжей от PB на 10-12Х абсолютных и ускоряет процесс наращивания биомассы. Как следует из табл. 1 при осу. п14ствлении предлагаемого способа, наряду с увеличением выхода дрожжей от РВ на 11,9Х абсолютных, увеличивается и скорость утилизации дрож-. жами РВ в 1,38 раза.

1125244

)k $.9

СЧ л еа

Ф

aJ

О

С»

O an

»aN

Сс л ое мСЧ

Р» а»

00

Ф о о

О\

Ф м о

Ф м

Ф м о

0аа

СЧ ь л а л.

ССЪ

I 1 00

Ю

Я л

N л

СЧ

° О

СЧ

СО

ССЪ

СЧ м

Ф сф

Ф ь

0аа о

Ф о сО о

O о О о

Ф о

ССЪ

Ю о о е» о

0Ъ

СЧ

СЧ

° Ф о

% at

Я

Я

D ь

6 о

3

«Ъ о о

ССЪ о

I 1

1 с, Ф

Я

СУ"

& ф

0» кк о к о о!

»I g к л

° О Ch

Ф A мо о

Ф

СЧ а!

ССЪ м

° Ь

ССЪ е

СС

ССЪ л

Ф м

СЧ

Ф л

СЧ а» о

С Ъ фЬ

Ф ° Ь

00 . 00

СЧ СЧ о

Ф м О

Ю

СЧ л

Ю о м

Ю аСа

СЧ м

С1\

CV а а

В Ю

СЬ

N N

СО о о о

° \ о

С3

Ю о

°

О о

O о

D. о

° \ о о

° о . °

0а ! О

ССЪ о

° \ 3 о

° Ь

»0

I о о

ССЪ о о

ССЪ

I о о

an о о

an о о

1 о о

ССЪ о о и

1 о о

СЪ

3 о. о

СЪ о о

3 8 о

С Ъ

СЪ

D м о

3 м ь о о о о о о о о о о о

С Ъ М

О О м о

Ю ь

С Ъ о

4Ф

СЧ

1й к к

С» мЪ ол

В Ю

СЧ O й| к.

СЧ

Ф

„ Ь о о.

3 в г и н

Ф

° О Ch е л мо й3 Ю аа

Ц

«»

ССЪ л м

1 1

9 1

Юс Мь

° Ф

О

С о о

0О !ю

Ж 1

1 125244

Таблица 2

Характеристика

Способ

Предлагаемый

Известный

3,0 х 34 102

3,0х 30 90

Подано питательной среды за

8 ч выращивания, л

4,5

3,5

3 0 х 24,3 72,9

3,0 х 29,8 89,4 (85, 75+72, 9)-90

68,65 (127,2+89, 4) -102 114,6

Получение абсолютно сухих дрожкей, r

114,6хО, 22 = 25, 21

68,65x0,22=15, 103 (О 5z7)z1000 д (О 5х9)х1000(Од97Утилизировано РВ за цикл выращивания дрожжей, г

25 21z100 (0,5x9}x1000z0,97

15 10z100

Выход дрокжей от РВ, Х

x100 = 57,8 — 1 38

40 50

29,4

С оста вит ель А. Синицын

Редактор.Н.Джуган Техред С.Легеза Корректор А.Тяско

Заказ 8435/18 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Взято на выращивание дрожжей

78Х-ной влажности с суспензией, r

Осталось дрожжей 78Х-ной влажности в дрожжевой суспензии, r

Прирост дрожжей 78Х-ной влажности на весь цикл, г

Увеличение скорости утилизации PB по сравнению с известным

100

-Од07) 40 50

«(Од94 Од1) 29 4

У (О, 5х7) х1000z хО 94

45,90