Способ получения гидролизата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей

Способ получения гидролизата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИД- РОЛИЗАТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ . ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающий гидролиз исходного сырья, испарение полученного гидтролизата, инверсию, нейтрализацию, вакуум-охлаждение и ферментацию,,0 т л и ч а ю щ и й'с я тем, что, с целью повышения выхода дрожжей и удешевления способа, в процессе испарения гидролизата, его инверсии и нейтрализации осуществляют подачу биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активнь1м илом, взятым в концентрации 0,5-20 г/л, а гидролиз исходного сирья ведут при добавлении биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с'активным илом с Т.ОЙ же кондентрацией в количестве 30-100%.2. Способ по п.17 отли-.чающийся тем, что подачу биологически очищенных сточных вод отдель.но или совместно с активным илом в Лроцессе испарения, инверсии и нейтрализации осуществляют одновременно или раздельно на каждую из этих стадий. .US(ЛЭОз:>&U1 •^

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК (5)) С 13 К 1 02// С 12 )1 1 л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2644967/28-13 (25) 2887904/28-13 (22) 17.07.78 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) В.A.Елкин, В.Л.Макаров, Ю.И.Холькин, О.А.Дмитриева, В.Я.Якушкин, M.Н.Андриюк, Н.A.Мель+ ник, К.A.Äüÿ÷åíêî,. М.И. Скляр, Р.В.Руденко, С.И.Ефремова, Я.ВлЭпштейн и В.И.Кабанов. (71) Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С.М.Кирова (53) 547. 91. 07 (088. 8) (56) 1. Шарков В.И. и др. Технология гидролизных производств,— 1973, М., Лесная промышленность, с. 82 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ

ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающйй гидролиэ исходного сырья, испарение полученного гид-, ролизата, инверсию, нейтрализацию, вакуум-охлаждение и ферментацию, .отличающийся тем, что, с целью повышения выхода дрожжей и удешевления способа, в процессе испарения гидролиэата, его инвер-. сии и нейтрализации осуществляют подачу биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом, взятым в концентрации

0,5-20 г/л, а гидролиэ исходного сырья ведут при добавлении биологически очищенных сточный вод отдельно или совместно с активным илом с той же концентрацией в .количестве 30-100%.

2; Способ по и. 1, о т л и — Е ч а ю шийся тем, что подачу биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом в йроцессе испарения, инверсии и нейтрализации осуществляют одновременно или раздельно на каждую из ф этих стадий.

816157

И эобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу получения гидролиэата из растительного сырья для последующего выращивания на. нем кор мовых дрожжей.

В последнее десятилетие в связи с бурным .развитием науки и производ.ства, во всем мире особую актуальность приобрела проблема охраны окружающей среды.

Органиэация замкнутого водоснабжения технологических. процессов с очисткой загрязненных стоков для их повторного использования утилиэацие шламов может служить основой для создания бессточных производств.

Широкое внедрение водосборота в производстве и в частности .гидро.лизное при получении гидролизатов иэ растительного сырья — один из основных путей резкого .сокращения потребления свежей воды и сброса сточных вод. Без организации замкнутых циклов водоснабжения технологических процессов с промежуточной очисткой сточных вод от загрязнений и ликвидации сброса шламов невозможно создать бессточные производ-, ства. Организация бессточного про изводства во многих случаях может оказаться наиболее эффективной и экономичной, так как очистка сточной воды до показателей, позволяю-. щих спускать ее в водоемы, более затруднительна и дорога, чем освобождение,сточных вод от отдельных примесей, мешающих проведению технологического процесса. Таким образом, сочетание водоо орота с локальными методами очистки является тем перспективным направлени- ем, по которому должно идти совершенствование технологических процессов.

Известен способ получения гидролизата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей путем гидролиза растительного сырья разбавлением кислотами под давлением, испарения, инверсии, нейтрализации, вакуум-охлаждения, @эрирования и рементации j1) . Такая .обработка гидролиэатов необходима, так как в гидролизате наряду с полезными веществами. (моносахаридами, уксусной кислотой ирдр.) присутствует ряд токсичных веществ по отношению к аспорогенным дрожжам (фурфуролi

5-оксиметилфурфурол, муравьиная кислота и др);

Недостатком данного способа является большой расход свежей технической во(ы, используемой как в процессе гидролиза (приготовление варочной кислоты), так и в процессе, ферментации (разбавление сусла перед подачей в ферментер). о

Целью изобретения являются повышение выхода дрожжей и удешевление процесса за счет замены све" жей воды биологически очищенными сточными водами.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения гидролизата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей, предусматривающем гидролиэ исходного сырья, испарение полученного гидролиэата,. инверсию, нейтрализацию, вакуумохдаждение и рементацию в процессе испарения гидролизата, его инверсии и нейтрализации; осуществляют подачу биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с актирным илом, взятым в концентрации 0,5-20,0 г/л, а гидролиэ. исходного сырья ведут при добавлеЯ нии биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом той же.концентрации в количестве 30-. 100%.

При этом целесообразно подавать

25 биологически очищенную сточную во.ду отдельно или совместно с активным:илом либо одновременно на стадии испарения, инверсии и нейтрализации, либо только на одну из этих стадий.

При введении активного ила совместно с биологически очищенными сточными водами на вышеуказанные стадии производства,. имеющих темЗ5 .пературу б0-180 С, происходит гидролиз белка активного ила с образованием аминокислот и других биогенных веществ, которые имеют большое значени для жизнедеятельности мик40 роорганизмов. Особенно важна роль

- аминокислот в синтезе белка. Таким образом, образующиеся в процессе гидролиза активного ила аминокислоты и другие биогенные вещест45 ва при последующем выращивании дрожжей являются дополнительной питательной средой и биостимуляторами, результатом чего является увеличение выхода дрожжей.

g() По предлагаемому способу растительное сырье подвергают .гидролиэу, при этом в состав варочной смеси вводят биологически очищенные сточные воды отдельно или совместно с активным. илом концентрации 0,520,0 г/л в количестве 30-100%. В гидролиэат в процессе испарения вводят биологически очищенные сточные воды отдельно либо с активным илом той же концентрации. Затем гидролизат направляют на процесс инверсии и нейтрализации с одновременной подачей биологически пнищенных сточных вод отдельно или сов местно с активным илом вышеупомя65 нутой концентрации. Полученный

816157

Процесс фермент ации осуществляется при следующих условиях: рН 3, 8-8-4, 5, температура 36- 38 .С, о

PE 1,8-2,0, время 5 ч,. Согласно полученным данным выход дрожжей составляет 47,1Ъ при койтроле 46,2%.

Пример 2. Способ осуществляется аналогично примеру 1 с использованием биологически очищенных сточных вод совместно с активным илом концентрации 20,0 г/л.

Выход биомассы дрожжей с этом случае составляет 78,0Ъ при контроле

46,2Ъ.

Пример 3. Способ осущест-, вляется аналогично примеру 1 с использованием биологически очищенных сточных вод совместно с активным илом концентрации 10,0 г/л. Выход биомассы в этом случае составляет

59,8% при контроле 46,2Ъ.

Пример 4. Гидролизат, по- лученный в результате гидролиза растительного сырья с.использованием свежей технической воды для приготовления варочной смеси, направляют на стадию инверсии с одновременной подачей в инвертор биологически очищенной сточной воды совместно с активным илом концентрации

5,0 г/л и далее инвертированный гидролизат направляют на дальнейшие подготовительные стадии, включающие нейтрализацию, вакуум=охлаждение, аэрирование и далее на процесс ферментации. Выход биомассы дрожжей составляет 49,6Ъ при контроле 46,4%.

Пример 5. Способ осуще.ствляется согласно примеру 1, в котором .в процессе гидролиза, испарения„ инверсии и нейтрализации используют биологически очищенную сточную воду без активного ила.

Выход биомассы дрожжей составляет

46,3Ъ, при контроле 46,1Ъ.

Результаты исследований представлены в таблице.

I Ф ю аавюмм ма йе

Пример 2 Пример 3

Покаэатеия

Пример 4 ол. ра опы

Пример 5

° е» рабоч. контрол. рабоч. контрол. рабоч опыт опыт опыт опыт . опыт кон трол. опыт

Условия обре ботки еэвература, С 175

175 175 175 175 175 ь

175 175 175 175 иродОуав- . телъяооть

° ми 40

40 40 40 40

30 40

40 30. коищея трепи и активного ила, г/л

20 ° 0 о

1О О

0 5 . 0 нейтрализат проходит далее стадию вакуум-охлаждения и аэрирования и подготовленный, таким обоазом, субстрат направляют на процесс ферментации, который осуществляют по общепринятой технологии.

Необходимо отметить, что подачу биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом можно осуществлять как одновременно на все вышеуказанные стадии, так и раздельно на каждую из них.

Пример 1. В гидролизаппарат загружают сырье. Одновременно с загрузкой сырья в гидролизаппарат подают биологически очищенотдельно местно с активным илом концентрации

0,5 г/л и серную кислоту в необходимом количестве и соотношении.

Воду и кислотусмешивают в смесите- .20 ле, после чего раствор поступает в

Гидролиэаппарат и смачивает сырье..

Нагрев содержимого гидролизаппарата и подьем давления до установленного ,значения осуществляют путем подачи 25 пара через штуцер нижней горловины.

После достижения при подогреве заданных значений давления и температуры начинается процесс перколя ции. Эта операция включает подачу 3p горячей биологически очищенной .сточной воды отдельно или совместно с активным илом той же концентрации и серной кислоты через смеситель одновременно отбор гидролизата.

Гидролизат, отбираеьый в процессе перколяции,поступает на испарение, инверсию и нейтрализацию с одновременной подачей биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом концентрации 0,5 г/л на.эти операции.

После этого нейтрализат направляется на -вакуум-.охлаждение, аэрирование и далее на процесс ферментации. Процесс выращивания дрожжей 45 осуществляется в аэролифтных ап.паратах с применением в качестве засевного материала дрожжей. контр боч. контрол. абОЧ, опыт т опыт опыт

816157

Продолжение табл. ь

Пример 3

Прииер 5

Прииер 4

Пример 1

° ФВФ1 ! контрол рабоч. олыт опыт

° 3 ч контрол !рабоч опыт опыт контрол ° 1рабоч. опыт

,I опыт

Показатели контрол рабоч. опыт,р ыт контрол. рабоч опыт . опыт

Содерлание рВ,4

1,3

1,3 1,3

1,3 1,3 1,3

1,3 1t3 начальное

1,3

0,06. 0,08 0,06 0,07 конечное, 0,06 0,05 0,06 0,06

0,07 0>08 рй при выращивании

3,8 4,2 3)84,2 3,8"4,2

3,84 2 3!8-4!2 3 8-4!2 3,8-4!2 3!8-4 ° 2 3,8-4!2 3,84у2

46,2 " 47 ° 1 . 4672

78 0 46!2 59 8 46!4 . 49 6 46 1 46!О

Выход дролле» от рВ,Ф

Содер!канне белка, %

50,9 51,7 50,6 52!4 50у8 . 52!5 50,8

50, 8

52,5

50,7

7,0 7,3 6,9 6,1

6,2 6,1 . 6!9 6,2 содериаиие е

8,1 8,3

Составитель М. Ларина .

Редактор Г. Петрова Техред И.Гайду Корректор И. Ватрушкина

Заказ 6716/5 Тираж 364, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

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

Из данных таблицы видно, что общее содержание аминокислот в.пробах, полученных с использованием биологически очищенных сточных вод совместно с активным илом, выше, чем в контрольном опыте. Из данных таблицы видно, что использование биологически очищенных сточных вод совместно с активным илом приводит к увеличению выхода биомассц дрожжей, причем с увеличением концентрации активного ила в пробе возрастает также выход дрожжей от PB. Так, при концентрации активного ила

20,0 г/л выход дрожжей увеличива" ется из 68,8Ъ от контрольного опыта.

При введении активного ила совместно с биологически очищенными сточными водами на стадии производ-, ства, имеющих температуру 60"180 С, 0 происходит гидролиз белка активного или с образованием аминокислот и других биогенных веществ, которые имеют большое значение для жизнедеятельности микроорганизмов. Об- разующиеся в процессе гидролиза

ЗО активного,ила аминокислоты и другие биогенные вещества являются дополнительной питательной средой и. биостимуляторами при последующем выращивании дрожжей, результатоМ

35 чего является увеличение выхода дрожжей.

Так как возраст активного ила осуществляется совместно с биологически очищенными сточными водами становится возможным уменьшить сброс сточных вод, прошедших биологическую очистку в водоемы; снизить количество загрязнений, поступающих в водоемы; уменьшить расход свежей воды.