Способ подготовки бисульфитного щелока для выращивания микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12N1/24 

со о ел :о со Изобретение относится к микробиологической и целлюлозно-бумажной промышленности, точнее к способам подготовки питательных сред из отхо дов варки целлюлозы для выращивания дрожжей. Иэвестен способ подготовки жидких сред для выращивания микроорганизмов, содержащих различные органи ческие соединения, в частности уксу ную кислоту и глюкозу, которые входят в состав бисульфитных щелоков, основанный на их длительном (до 120 мин) озонировании с одновременн облучением ультрафиолетовым светом. При этом происходит глубокое окисление органических веществ жидкой среды lj . Недостатком способа является то, что длительность и жесткость обрабр ки приводят к глубокому окислению и снижению содержания органического углерода до 90%. При этом образуетс окись углерода и незначительное количества низких карбоновых кислот которые плохо усваиваются дрожжами и в большинстве случаев ингибируют их рост. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ подготовки бисульфитного щелока для выращивания микроорганизмов, предусматривающий его обработк озоном . Недостатком известного способа является то, что в случае обработки бисульфитных щелоков происходит не только высвобождение моносахарид из бисульфитсвязанного состояния, но и дальнейшее их окисление до дву окиси углерода и низких карбоновых кислот, которые плохо утилизируются дрожжами, а в некоторых случаях даже оказывают ингибирующие влияние на рост. Кроме того, озонирование проводится при большом расходе озона Q 5 г на 1 ji щелока) . Цель изобретения - увеличение содержания в бисульфитном щелоке питательных веществ и снижение содержания ингибиторов роста микроорганизмов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подгот.овки бисульфитного щелока для выра щивания микроорганизмов, предусматр вающему его обработку озоном, посл нюю осуществляют в течение 10-25 с при объемном расходе озона 1,12,8 л/м щелока. На фиг. 1 изображена схема лабораторной установки для озонирования бисульфитного щелока} на фиг. 2 зависимость количества моносахаридов в щелоке после озонирования, являющихся источником питания микроорганиз мов, от времени его обработки; на фиг. 3 содержание в щелоке ингибирующих веществ. Способ осуществляют следующим образом. Кислород пропускают через предохранитель 1 избыточного давления, осушительные колонки 2, дозатор 3, уловитель 4 пьшеобразных веществ и подают в озонаторную установку 5. Полученную озон-кислородную смесь через кран 6 подают в реакционйьй сосуд 7, наполненный на 1/2 бисульфитным щелоком. Легколетучие продукты реакции улавливают в ловушке 8 и соединяют с обработанным щелоком. Непрореагировавший озон поглощается в склянках 9 и 10. В результате проведенной реакции моносахара освобождаются из бисульфитсвязанной формы и. становятся доступным для утилизации в кормовые дрожжи. Кроме того, образуются сахароподобные альдоновые кислоты, в частности манноновая и глюконовая, которые также активно усваиваются микроорганизмами. За счет окисления снижается содержание ингибиторов роста дрожжей (фурфурола, низших карбоновых кислот) и повьшается биологическая доброкачественность субстрата. Подвергнутый озонированию щелок . используют далее для биохимической переработки известным способом. Пример 1 (по известному способу). Используют бисульфитный щелок, имеющий в своем составе следующие вещества,г/л: сахара 2-3, кальций 7-10, сера 6-7. Зольность 12-15 г/л. Биологическое потребление кислорода (БПКу) 10150-8250 мг/л, химическое потребление кислорода 1019000-91500 мг/л. Щелок подвергают обработке озоном в течение 10 мин при расходе озона 15 г на л щелока ( л на 1 м щелока). Состав щелока после озонирования следующий,%: фурфурол 0,056, уксусная кислота 0,070, 50,, 0,042, . Pj , MOHocaxapa 0,30, альдоновые кислоты следы. После выращивания концентрация дрожжей составляет 5 г/л. П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Используют бисульфитньгй щелок того же состава, что и в предыдущем случае. Озонируют его в течение 20 с при расходе озона 2,0 л на м щелока. Состав щелока после озонирования следующий.%: фурфурол 0,024, уксус ная кислота 0,145, 302обц 093, РВ 1,11, моносахара 0,71, альдоновые кислоты 2., 15. Концентрация дрожжей после непрерывного вьфащивания их на озонированном щелоке составляет 24,8 г/л продуктивность 1,553 г/ЛЧ, вых.од 55,9% от РВ. П р и м е р 3 (по предлагаемом способу). Используют тот же щелок, что и в предыдущем примере. Обрабо ку его озоном проводят в течение 10 с при расходе озона 2,8 л на м щелока. Состав щелока после озонировани следующий,%: фурфурол 0,028, уксусная кислота 0,145, S02pg.0,032, РВ 1,14, моносахара 0,85, альдоновые кислоты 1,27. Концентрация дрожжей при непрерывном выращивании на зтом щелоке составляет 28,5 г/л, выход 62,3%, продуктивность 1,784 г/л«ч. П р и м е р 4. (по предлагаемом способу). Используют тот жеощелок, что и в предыдущем случае. Обработ его озоном проводят 25 с при расхо дё 1,1 л на м щелока. Состав щело ка после озонирования следующий,%: фурфурол 0,025} уксусная кислота О, 13i , 038, РВ 1,11i моносахара 0,43, альдоновые кислоты 1,18. Концентрация дрожжей при непрерывном выращивании составляет 16,5 выход 35,6%. П р и м е р 5 (за пределами предлагаемого способа). Использзтот щелок, что и в предьщущем случае. Озонирование проводят в течение 30 с при расходе озона 1,5 л/м. Количество ингибирующих веществ в щелоке остается на том же уровне, что и в примере 4. Количество веществ, усваиваемых дрожжами, составляет, г/л: моносахара 0,14, альдоновые кислоты 0,33, РВ 0,89. Выход дрожжей составляет 13,5% от общих РВ, концентрация дрожжей 4,8 г/л. Примерб (за пределами предлагаемого способа). Используют тот же щелок, что и в предыдущем случае. Озонирование проводят в течение 7 с при расходе озона 3,0 л/м. Количество ингибирующих примесей остается на уровне необработанного щелока. Количество моносахаров составляет 0,18%,апьдоновых кислот следы. Дрожжи на щелоке не выращивают ввиду низкого содержания моносахаров. Прим ер 7. (за пределами предлагаемого способа). Для выращивания используют необработанный бисульфитный щелок того же состава, что и в предьщущих примерах. Обработку проводят 30 с при обычном расходе озона 0,9 л/м, При непрерывном выращивании получают концентрацию дрожжей 4,7 г/л, выход дрожжей 13,2% от общих редуцирующих веществ, продуктивность 0,12 . Таким образом, применение предлагаемого способа обработки бисульфитньрс щелоков позволяет почти в 7 раз повысить в них содержание моносахаров, усваиваемых микроорганизмами (фиг, 2), ведет к образованию дополнительно до 1-1,3% апьдоновых кислот, снижает содержание в щелоке ингибирующих веществ (фиг, 3), что делает возможным переработку бисульфитных щелоков для выращивания кормовых дрожжей.

02

2J4

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БИСУШ)ФИТНОГО П1ЕЛОКА ДЛЯ ВЫРМИВАНЙЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий обработку озоном, отличающийс я тем, что, с целью увеличения содержания в нем питательных веществ и снижения содержания ингибиторов их роста, обработку озоном осуществляют в течение 10-25 с при объемном расходе азона 1,1-2,8 л/м щелока. т с

РМШ

W

В8 . 7

V

Ы

Лг./