Способ устранения слизевых образований с инертного носителя в производстве уксуса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет поддерживать постоянную высокую скорость биотехнологических процессов, основанных на применении иммобилизованных микробных клеток и сопровождающихся появлением слизевых образований на носителе, затруднякмцих массои газообмен , при производстве биохимического уксуса. С целью снижения себестоимости целевого продукта и ускорения Лроцесса за счет сохранения физиологической активности микробных клеток проводят ферментолиз слизевых образований с помощью препарата целлюлазы в концентрации 0,2-0,5%, вносимого непосредственно в циркулирукидую через носитель культуральную жидкость при условиях, обеспечивающих сохранение физиологической активности микробных клеток. Для этого культуральная жидкость содержит 0,5-1,5% уксусной кислоты,-8,0-9,5% этилового спирта, минеральные соли в обычной концентрации , рН 3,0-5,5, температура 28-34°С; продолжительность ферментолиза 12- 36 ч. Полученный при этом ферментолизат в концентрации 2-10% применяют в качестве эффективного биостимулятора процесса. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 12 J 1 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Фф (, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" с

Э (21} 4083430/31-13 (22) 01. 07. 87 (46) 30.04.88. Бюл. Ó 16 (7 1) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности (72) В.Л.Яровенко, В.А.Янсон, С.А.Филиппов, Т.Г.Рахманкулов и P.È.Ñàìèãóëîâà (53) 577. 15(088.8) (56) Анненков М.Г. Производство уксуса. М.; Пищепромиздат, 1951, с. 6.

Мальцев П.М. Технология бродильных производств. М.: Пищевая промышленность, 1980, с. 526. (54) СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ СЛИЗЕВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ С ИНЕРТНОГО НОСИТЕЛЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ УКСУСА (57) Изобретение позволяет поддерживать постоянную высокую скорость биотехнологических процессов, основанных на применении иммобилизованных микробных клеток и сопровождающихся появлением слизевых образований на

„.SU„, 1392091 А1 носителе, затрудняющих массо- и газообмен, при производстве биохимического уксуса. С целью снижения себестоимости целевого продукта и ускорения процесса за счет сохранения физиологической активности микробных клеток проводят ферментолиз слизевых образований с помощью препарата целлюлазы в концентрации 0,2-0,5Х вносимого непосредственно в циркулирующую через носитель культуральную жидкость при условиях, обеспечивающих сохранение физиологической активности микробных клеток. Для этого культуральная жидкость содержит 0 5-1 5Х уксусной кислоты,"8,0-9,5Х этилового спирта, минеральные соли в обычной концентра- З ции, рН 3,0-5,5, температура 28-34ОС; уу продолжительность ферментолиза 12- ЮУ

36 ч. Полученный при этом ферментолизат в концентрации 2-10Х применяют в

Ю% качестве эффективного биостимулятора Ф процесса. 1 табл.

392091

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к бродильной промышленности, к производству уксу-, са и может быть использовано в биоЭ

5 технологических производствах, основанных на применении иммобилизованных микроорганизмов.

Цель изобретения - снижение себестоимости целевого продукта и ускоре" 10 ние процесса за счет сохранения физиологической активности микробных клеток.

Порядок подготовки и проведения процесса следующий. l5

Отключают охлазкдение окислителя„ из него удаляют культуральную жидкость (сырой уксус) и промывают стружку свежей питательной средой, содержащей 10Х спирта, до тех пор, пока 20 концентрация уксусной кислоты снизится до l,57 и ниже, при этом концентрация спирта будет в пределах 8, 09,9/, рН 3,5-5,5, затем в эту культуральную жидкость при работающем цир- 25 куляционном насосе вносят навеску целлюлазы из расчета 2-5 кr на 1 м жидкости (0,2-0,5Ж), при этом учитывается жидкость, которая удерживается носителем (стружкой).

ЗО

Температуру поддерживают на уровне

28-34 С. Циркуляцию ферментного раствора осуществляют до полного удаления слизи. В зависимости от количества слизи на носителе продолжитель35 ность ферментолиза колеблется от 12 до 36 ч. При этом микрофибриллы целлюлазы (слизь) расщепляются до редуцирующих сахаров, выход которых составляет 98 r со 100 г слизи (по сухо40 иу весу). Инертный носитель совершенно не видоизменяется B результате обработки.

По завершении обработки ферментный раствор удаляют из аккумуляторной

45 части окислителя з сборник питательной среды для последующего использования в качестве биодобавки г. питательной среде, вместо него насосом подают культуральную жидкость из другого окислителя для увеличения кон5() центрации уксусной кислоты до 3-47 и уменьшения концентрации этилового спирта до 6-7 . После э гой операции начинается активный биосинтез уксусГ (", ной кислоты, так как физиологическая активность батарей сохраняется. Получаемая после ферментолиза жидкость, содержащая редуцирующие сахара, является хорошей питательной средой для уксуснокислых бактерий и стимулирует биосинтез уксусной кислоты. Этот ферментолизат добавляют к питательной среде в количестве 2-10Ж по объему, как биостимулятор процесса образования уксусной кислоты, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице (примеры 2-4).

После удаления слизи скорость окисления этилового спирта в 1,5-3 раза выше, чем скорость процесса на ослизненном носителе.

Способ проведения ферментолиза непосредственно в культуральной жидкости в присутствии 0,5-1,57. уксусной кислоты и 8-9,57 этилового спирта при рН 3„0-5,5 и температуре 28-34 С в течение 12-36 ч, обеспечивает со хранение физиологической активности уксуснокислых бактерий, нет потерь спирта и уксусной кислоты, не образуют отходы и сточные воды.

Пример 1 (контрольный). Производство уксуса осуществляют в окислителях, наполненных буковой стружкой (5 M ), на которой иммобилизованы уксуснокислые бактерии. Через 34 г с момента пуска окислителей на стружке появляется некоторое количество слизи. При работе в таких условиях удельная скорость образования уксусной кислоты равна 6 кг/м ° сут, выход уксусной кислоты 85 кг/1UO л в б/в спирта, концентрация уксуса

8,87.

Пример 2. То же самое, что по примеру 1, но после накопления слизи на стружке производят ферментолиз. Отключают охлаждение окислителя, чтобы избежать падения температуры в нем ниже 28 С. Останавливают Циркуляционный насос и полностью удаляют сырой уксус из аккумуляторной части. При этом в окислителе остается жидкость, впитанная носителем. Так как 1 м носителя впитывает 0,4 м жидкости, то всего остается 2 м жидкости с концентрацией уксусной кислоты 8,887 и спирта 0,37.. В аккумуляторную часть окислителя вводят 2 м питательной среды, содержащей 107 этилового спирта и минеральные соли.

Включают циркуляционный насос для осуществления циркуляции жидкости через стружку в течение 2 ч, затем ее перекачивают в запасной сборник питательной среды. Эту операцию по1392091 вторяют еще 2 раза, в результате концентрация уксусной кислоты снижается до 17.. В аккумуляторную часть окислителя вводят 2 м свежей питательной

5 среды, куда добавляют 8 кг целлюлаэы, включают циркуляционнык насос. После перемешивания с жидкостью, впитанной носителем, реакционная смесь для ферментолиза имеет следующий состав, 7.: целлюлаза 0,2; уксусная киспота 0,5; этиловый спирт 9,5; минеральные соли в обычном количестве, рН 5,5. Ферментолиз идет при 28 С в течение 12 ч.

Стружка полностью освобождается от слизи. Выключают циркуляционный насос. ЖИцкость перекачивают насосом в запасной сборник питательной среды, а в аккумуляторную часть подают 2 м культуральной жидкости (9,2% кислоты, 20

0,3% спирта) из другого окислителя.

С этого момента начинается работа окислителя на очищенном носителе. Сначала используют жидкость, собранную в запасном сборнике питательной среды, затем свежую питательную среду с добавкой 27. ферментолизата (по объ-. ему). Отходов и сточных вод нет. Общая продолжительность всех операций по очистке носителя и подготовке 30 аппарата к новому циклу работы 22 ч.

После ферментолиза слизи удельная скорость образования уксусной кислоты 9 7 кг/мз. сут выход уксусной кис лоты 90 кг/100 л б/в спирта, концент35 рация уксусной кислоты, снимаемой с окислителя,9,3%.

П р и м e p 3. То же самое, что. по примеру 2, но промывание носителя свежей питательной средой осуществ- 4 ляют два раза для того, чтобы снизить концентрацию уксусной кислоты до

2,27. После удаления промывной жидкости в запасной сборник питательной среды в аккумуляторную часть окислителя вводят 2 м свежей питательной среды и 12 кг целлюлазы, включают циркуляционный насос. После перемешивания с жидкостью, находящейся на носителе, реакционная смесь для фер50 ментолиза слизевых образований имеет следующий состав, %: целлюлаза 0,3; уксусная кислота 1, 1; этиловый спирт

8,9; минеральные соли в обычном количестве, рН З,б. Ферментолиз идет при

30 C в течение 24 ч. Общая продолжительность операций по ликвидации слизи и подготовке окислителя к работе

30 ч. В питательную среду вводят 57 ферментолизата. После этого удельная скорость образования уксусной кислоты составляет 9 9 кг/м сут, выход уксусной кислоты 91 кг/100 л б/в спирта, концентрация уксусной кислоты, снимаемой с окислителя, 9,47..

H p и м е р 4. То же самое, что по примеру 2, но промывание носителя свежей питательной средой осуществляют 2 ра" à для того, чтобы снизить концентрацию уксусной кислоты до 2,27.

После удаления промывной жидкости в запасной сборник питательной среды в аккумуляторную часть окислителя вводят 1 и свежей питательнои среды и

15 кг целлюлазы. После перемешивания с жидкостью, находящейся на носителе, реакционная смесь для ферментолиза слизевых образований имеет следующий состав. 7.: целлюлаза 0,5; уксусная кислота 1,5; этиловый спирт 8,0; минеральные соли в обычном количестве, рН 3,0. Ферментолиз ведут при 34 С в течение Зб ч. Общая продолжительность всех операций по ликвидацич слизи и подготовке окислителя к работе 42 ч. В состав питательной среды вводят 10% ферментолизата. После этого удельная скорость образования уксусной кислоты составляет 10,5 кг/ !

M сут, выход уксусной кислоты

92 кг/ 100 л б/в спирта, концентрация уксусной кислоты в сыром уксусе 9 5%, Формула изобретения

Способ устранения слизевых образований с инертного носителя в производстве уксуса, предусматривающий обработку натурального или синтетического носителя с иммобилизованньми клетками уксусноиислых бактерий, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости целевого продукта и ускорения процесса за счет сохранения физиологической активности микробных клеток, обработку ведут путем установления в циркулирующей культуральной жидкости концентрации уксусной кислоты и этилового спирта, соответственно равной

0,5 — 1,5 и 8,0 — 9,5 мас.%„, и введения целлюлазы концентрации 0,5—

1,5 мас.%, при этом ферментолиз ведут в течение 12 — 36 ч при температуре 28-34 С.

1392091

gatv оЗ о ."

Й 0 - ф

3 4Ж с0 W Id Ы 10

1» л

Ж 01

01 63 61 а 1 6I »

& ажЙФ фв фо

Ф Э 0 и Ю йфДЦ Ч 1 О

Ю 1 4 Ф О сч м о

O л

4.

00 О

cv м м

) » »

5 2

I (б

I ф

1 03 л л о и1 ь и 1 <б МР

»»,(3

Ь I

Д с а ж ф Д

01 1» ф QI

»г 01(о Й) м

QJ

Х

Ф о 4 ж о

14

0I

Э а ф

61

Е о о

5

Д 1 01»

1» О ф 1» f» ж V I- О 1С, Л

ДООф И а В с6 ! kf Id 3 © l3 X

1ь О Id О ж

Д„

v o

1 Х Ж

1» Il о r с сл л л Ol л о О1 О1 О о о о о л л» (4 а О В О

00 Ф

00 М1 И л а л

00 Ф О1 Ф с о л, л л Г1 М М

01 ф о

Ю

ch o

О CO СО ф

Ql

m сч м л

01 л л л са о о о о о о л л л л

Ф 00 00 о о о о л л л л

00 Ф 01 00

00 00 00 00 сч (Ч

Ol л л

О1 О1 Ch

1 н е о

Пmé ж м сч м

О О О 1 л л а л м м iО cv

О О л 00 л л л л

00 00 О а1 .О М1 <Ч

М л Ol л

% ь CV

Ф 5 Ф 3 аж аф л cd Ц ф ъ. (с