Способ получения питательного субстрата для выращивания дрожжей Советский патент 1992 года по МПК C12N1/22 C12N1/16 C12N1/22 C12R1/72 

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Целью изобретения является повышение выхода дрожжей, ускорение процесса, уменьшение загрязненности атмосферы.

Способ заключается в том. что проводят гидролиз растительного сырья удаление Фурфурола с паром, окисление фурфурола озоном, при этом окисление проводят в парогазовой фазе с последующим растворением продуктов реакции и использованием их для выращивания дрожжей. На окисление фурфурола подают озон в количестве 35 120 мас.% от количества фурфурола в парогазовой фазе.

При озонировании фурфуролсодержа- щего конденсата (ФСК) обнаружено, что часть фурфурола уносится с отходящим газом. Сравнительные эксперименты по продувке ФСК озоновоздушной смесью и инертным газом показывают, что концентрация фурфурола в озоновоздушной смеси на выходе из аппарата меньше, чем в инертном газе (сравнение проводилось с учетом окисления фурфурола озоном в жидкости). Это могло свидетельствовать о том. что в плро- газовой фазе над поверхностью жидкости проходило окисление фурфурола остаточным озоном.

Проведение процесса озонирования в парогазовой фазе позволяет окислить Фурфурол до органических кислот, уменьшить выбросы фурфурола и озона в атмосферу с отходящим газом при сокращении времени процесса.

Вследствие того, что при озонировании в парогазовой фазе уменьшаются выбросы фурфурола в атмосферу, болшее его количеXI

О

со о со

N

ство может вступить в реакцию с озоном. Поэтому для более полного окисления фур- фурола количество озона должно быть увеличено до 35-120 мас.% от количества фурфурола в парогазовой фазе. Такой диапазон количества озона можно объяснить тем, что при озонировании в парогазовой фазе распадается большее количество озона, чем при озонировании в жидкости. Если количество озона, подаваемого на обработку, составляет меньше 35 мас.% от количества фурфурола, то в парогазовой фазе остается достаточно большое количество фурфурола, что в дальнейшем приводит к снижению качества субстрата и уменьшению выхода дрожжей. При количестве озона 120 мас.% от количества фурфурола практически весь фурфурол окислялся и дальнейшее повышение количества озона не приводило к увеличению выхода дрожжей.

П р и м е р 1 (известный). Гидролизат, полученный путем гидролиза смеси хвойной и лиственной древесины и содержащий редуцирующих веществ (РВ) 2,75%, продувают паром в отдувочной колонне при температуре 95°С в течение 2 ч. Фурфурол- содержащий пар конденсируют. Количество конденсата составляет 4 л. Концентрация фурфурола в конденсате 0,2 мас.%. Конденсат обрабатывают озоновоздушной смесью с концентрацией озона в ней 20 мг/л в течение 2,0 ч. Расход сзоновоздушной смеси составляет 120 л/ч. Концентрация озона в озоновоздушной смеси на выходе из аппарата, в котором проводят озонирование, составляет 10 мг/л. Общее количество озона на окисление составляет 30 мас.% от количества фурфурола в ФСК. Количество фурфурола, отдуваемое газом в атмосферу, 20% от общего количества фурфурола в ФСК.

Очищенный от фурфурола гидролизат нейтрализуют известковым молоком до рН 3,5 и проводят кристаллизацию гипса при температуре 90°С в течение 1 ч. Гипс выделяют фильтрованием. Осветленный нейтра- лизат донейтрализовывают 25%-ным водным раствором аммиака до рН 4,3, аэрируют при температуре 80°С, охлаждают до 40°С и отделяют взвешенные частицы фильтрованием. Нейтрализат смешивают с озонированным конденсатом.

В приготовленный таким образом субстрат с рН 4,2, содержащий фурфурола 0,025%, ЛОК 0,18%, добавляют минеральные соли и проводят выращивание дрожжей Candida scottii KC2. Выход дрожжей от РВ составляет 49,5%.

П р и м е р 2. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1. На выходе из отдувочной колонны фурфуролсодер- жащий пар, расход которого составляет 2 кг/ч, смешивают с озоновоздушной смесью, расход которой составляет 60 л/ч.

Концентрация озона в озоновоздушной смеси 20 мг/л. При этих условиях общее количество озона на обработку составляет 30 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 30 мин.

0 Степень использования озона 0,95. Парога- зовую смесь, содержащую продукты реакции (ЛОК) пропускают через 5 л воды, в которой растворяют продукты реакции. Количество фурфурола в отходящем газе после

5 растворения продуктов реакции составляет 3% от количества фурфурола в паре, количество озона 2% от общего количества озона, поданного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гид0 ролизатом, как в примере 1.

В приготовленный таким образом субстрат с рН 4,2. содержащий фурфурола 0.024%, ЛОК 0,15%, добавляют минеральные соли и проводят выращивание. в

5 примере 1.

Выход дрожжей от РВ составляет 49%. ПримерЗ. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1.

Фурфуролсодержащий пар обрабаты0 вают озоновоздушной смесью, как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси составляет 60 л/ч, концентрация озона в озоновоздушной смеси 23,35 мг/л. При этих условиях общее количество озона на оОра5 ботку составляет 35 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 35 мин. Степень использования озона 0,9. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 2. Количество Фур0 фурола в отходящем газе после растворения продуктов реакции и остаточного фурфурола составляет 2% от количества фурфурола в паре, озона - 4% от общего количества озона, поданного на обработку.

5Полученный раствор смешивают с i ид- ролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4.2. содержащий фурфурола 0,020%, ЛОК

0 0,18%, добавляют минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от РВ составляет 50,5%.

П р и м е р 4. Гидролизат древесины

5 продувают паром, как в примере 1. Фурфуролсодержащий пар обрабатывают озоновоздушной смесью, как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси составляет 100 л/ч. концентрация озона в озоновоздушной смеси 25 мг/л. Общее количество озона на обработку 62.5 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфу- ролом 45 мин. Степень использования озона 0,95. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 2. Количество фурфу- рола в отходящем газе составляет 1% от количества фурфурола в паре, озона - 2% от общего количества озона поданного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гид- ролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с.рН 4,2, концентрацией фурфурола 0,019%, ЛОК 0,24% добавляют минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от РВ составляет 54%.

П р и м е р 5. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1. Фурфу- ролсодержащий пар обрабатывают озоно- воздушной смесью, как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси 125 л/ч. Концентрация озона в озоновоздушной смеси 32 мг/л. Общее количество озона на окисление 100 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 1 ч, Коэффициент использования озона 0,98. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 1. Фурфурол и озон в отходящем газе отсутствуют.

Полученный раствор смешивают с гид- ролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4.2, концентрацией фурфурола 0,019%, ЛОК 0,26% добавля-от минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от РВ составляет 55,5%.

П р и м е р 6. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1. Фурфу- ролсодержащий пар обрабатывают озоновоздушной смесью, как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси составляет 135 л/ч, концентрация озона в озоновоздушной смеси 35 мг/л, общее количество озона на обработку 120 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 1 ч, коэффициент использования озона 0.95. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 1. Фурфурол в отходящем газе отсутствует, количество озона в газе составляет 2% от общего количества озона, поданного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гид- ролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4,2, концентрацией фурфурола 0.018, ЛОК

0.27% добавляют минеральные соли и про водят выращивание, как в примере 1. Выход дрожжей от РВ 56%. Пример. Эксперимент проводят по

примеру 6. Расход озоновоздушной смеси составляет 150 л/ч.

Общее количество озона на обработку составляет 130 мас.% от количества фурфурола в паре.

0Выход дрожжей составляет 55,5%.

Как видно из примеров, при проведении озонирования в парогазовой фазе время процесса снижается в 2-4 раза по сравнению с озонированием в жидкости. Это можно

5 объяснить отсутствием влияния диффузионных факторов при проведении процесса в парогазовой фазе.

Количество фурфурола и озона в отходящем газе при проведении процесса озони0 рования в парогазовой фазе примерно на порядок меньше, чем при озонировании в жидкости. Это объясняется тем, что по предлагаемому способу газовая фаза поступает в атмосферу после окончания процесса

5 озонирования, в то время как по известному способу газовая фаза, содержащая Фурфурол и остаточный озон, поступает в атмосферу в течение всего процесса озонирования.

0 При равных количествах озона на обработку фурфурола в жидкости и в парогазовой фазе в первом случае выход дрожжей больше (примеры 1 и 2). Это объясняется тем, что по известному способу часть фурфу5 рола отдувается в атмосферу, поэтому количество остаточного фурфурола меньше, чем при проведении процесса по предлагаемому способу.

Увеличение количества озона на обра0 ботку по предлагаемому способу позволяет повысить степень окисления фурфурола и увеличить количество образующихся ЛОК. Выход дрожжей увеличивается на 2-10% по сравнению с известным способом (примеры

5 -3-6).

При количестве озона на обработку, превышающем 120 мас.% от количества фурфурола, увеличения выхода дрожжей не наблюдается.

0 Таким образом, предлагаемый способ получения питательного субстрата для биохимической переработки позволяет уменьшить по сравнению с известным способом время процесса получения питательного

5 субстрата за счет сокращения времени озонирования в 2-4 раза, уменьшить количество фурфурола и озона в отходящих газах до 2-3% от начальных количеств, повысить выход дрожжей на 2-10% (относительный).

Формула изобретения 1. Способ получения питательного субстрата для выращивания дрожжей, предусматривающий гидролиз растительного сырья, удаление из гидролизата фурфурола с паром, окисление фурфурола озоном, введение озонированного фурфурола в гидро- лизат, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода дрожжей, ускорения чоцесса, уменьшения загрязненности ат

мосферы, окисление фурфурола озоном проводят в парогазовой фазе непосредственно после удаления фурфурола с паром, озонированный фурфурол вводят в гидроли- зат в виде парогазовой фазы которую предварительно растворяют.

2. Способ поп.1,отличающийся тем, что озон используют в количестве 35 120 мас.% от количества фурфурола в ппро- газовой фазе.

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода дрожжей, ускорение процесса и уменьшение загрязненности атмосферы. Способ заключается в том. что проводят гидролиз растительного сырья, удаляют фурфурол с паром и окисляют фурфурол озоном. При этом окисление фурфурола озоном проводят в парогазовой фазе с последующим растворением продуктов реакции и использованием их для выращивания дрожжей. Для увеличения выхода дрожжей на окисление фурфурола подают озон в количестве 35-120 мас.% от количества фурфурола в парогазовой фазе. 1 з.п. ф-лы. Ј