Способ получения гидролизата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей Советский патент 1983 года по МПК C13K1/02 C12N1/16 

Изобретение относится к микробиолохической промышленности, а именно к способу получения гидроли зата из растительного сырья для по следующего выращивания на нем кормовых дрожжей. В последнее десятилетие в связи с бурным развитием науки и произво ства, во всем Мире особую актуальность приобрела проблема охраны ок ружающей среды. Организация замкнутого водоснаб жения технологических-процессов с очисткой загрязненных стоков для и повторного использования утилизац шламов может служить основой для создания бессточных производств. Широкое внедрение водосборота в производстве и в частности/гидро лизное при получениигидролизатов из растительного сырья - один из основных путей-резкого сокращения потребления свежей во,цы и сброса сточных вод. Без организации замкн тых циклов водоснабжения технологи ческих процессов с промежуточной. Очисткой сточных вод от загрязнени и ликвида ции сброса шламов навоз можно создать бессточные проиэводства. Организация бессточного производства во многих случаях может оказаться наиболее эффективной и экономичной, так как очистка сточной воды до показателей, позволяющих спускать ее в водоемы, более затруднительна и дорога, чем освобождение, сточных вод от отдельных примесей, мешающих тpoвeдeнию технологического процесса. Таким образом, сочетание водоо орота с локальными методами очистки является тем перспективнь м 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, аэрирования и рементации l . Такая обработка гидролизатов необходима, так как в гидролйзате наряду с полезными веществами- (моносахаридами,- уксусной кислотой йвдр.) присутствует ря токсичных веществ по отношению к аспорогенным дрожи ам (фурфурол, 5-оксиметилфурфурол, муравьиная кислота и др); Недостатком данного способа является большой расход свежей техни ческой воДы, используемой как в процессе гидролиза (приготовление варочной кислоты), так и в процесс /ферментации (разбавление сусла перед подачей в ферментер). Q Целью изобретения являются по-вышение выхода дрожжей и удешевление процесса за счет замены свежей воды биологически очищенными сточными водами. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения гидролиз ата растительного сырья для выращивания кормовых дрожжей, предусматривающем гидролиз исходного сырья, испарение полученного гидррлизата, инверсию, нейтрализ.ацию, вакуумохдаждение и рементацию в процессе испарения гидролизата, его инверсии и нейтрализацииj осуществляют подачу биологически очищенных сточных водотдельно или совместно с актирным илом, взятым в концентрации 0,5-20/0 г/л, а гидролиз исходного сцрья ведут при добавлении биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом той же-концентрации в количестве 30-100%. При этом целесообразноподавать биологически очище 1ную 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 температуру 60-180 С, происходит гидролиз белка активного ила с образованием аминокислот и других биогенных веществ, которые имеют большое значёнит для жизнедеятельности микроорганизмов. Особенно важна роль аминокислот в синтезе белка. Таким образом, образующиеся в процессе гидролиза активного ила аминокислоты и другие биогенныевещества при последующем выращивании дрожжей являются дополнительной питательной средой и биостимуляторами, результатом чего является увеличе- ., ние выхода дрожжей. По предлагаемому способу растительное сырье подвергают .гидролизу, при этом в состав варочной смеси вводят биологически очищенные сточные воды отдельно или совместно с активным илом концентрации О,520,0 г/л в количестве 30-100%. В гидролизат 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 биологичё-ски о«шщенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом вышеупомянутой концентрации. Полученный

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 стади так и раздельно на каждую из них. Пример 1. В гидролизаппарат загружают сырье. Одновременно с загрузкой сырья в гидролизаппарат подают биологически очищенную сточную воду отдельно или совместно с активным илом концентраци 0,5 г/л и серную кислоту в необходимом количестве и соотношении. ВОДУ и кислотусмешивают в смесителе, после чего раствор поступает в 1йдролизаппара.т и смачивает сырье Нагрев содержи1у1ого гидролизаппарат и подъем давления до установленног .значения осуществляют путем подачи пара через штуцер нижней горловины После достижения при. подогреве заданных значений давления и температуры начинается процесс перколяции. Эта операция включает подачу горячей биологически очищенной .стоной волы отдельно или совместно с активным илом той же концентрации и серной кислоты через смеситель одновременно отбор гидролизата,

Гидролизат, отбираемой в процессе перколяции, поступает на испарен инверсию и нейтрализацию с одно: временной пода.чей биологически очищенных сточных вод отдельно или совместно с активным илом концентрации 0,5 г/л на эти операции. После этого нейтрализат нап авляется на вакуум-охлаждение, аэрирование и далее на процесс ферментации. Процесс выращивания дрожжей осуществляется в аэролифтных аппаратах с применением в качестве засевного материала дрожжей.

Процесс ферментации осуществляется при следующих условиях: рН 3,8-8-4,5, температура 36-38 С, РЕ 1,8-2,0, время 5ч,. Согласно полученным данным выход дрожжей составляет 47,1% при контроле 46,2%.

Пример 2, Способ осуществляется аналогично примеру 1 с использованием биологически очищенных сточных вод совместно с ак0тивным илом концентрации 20,0 г/л. Выход биомассы дрожжей с этом случае составляет 78,0% при контроле 46,2%,

Пример 3, Способ осущест- ,

5 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 46,2%, . .

0

П р и м е р 4, Гидролизат, полученный в результате гидролиза растительного сырья с. использованием свежей технической воды для приготовления варочной смеси, направля5ют на стадию инверсии с одновремен:нрй подачей в инвертор биологиче:Ски очищенной сточной воды совместно с активным илом концентрации 5,0 г/л и далее инвертированный

0 гидролизат направляют на дальнейшие подготовительные стадии, включающие нейтрализацию, вакуум-охлаждение, аэрирование и далее на процесс ферментации. Выход биомас5сы дрожжей, составляет 49,6% при контроле 46,4%,

П р и м е р 5, Способ осуществляется согласно примеру 1, в

0 которомв процессе гидролиза, испарения, инверсии и нейтрализации используют биологически очищенную сточную воду без активного ила. Выход биомассы дрожжей составляет

5 46,3%, при контроле 46,1%.

. Результаты исследований представлены в таблице,. . .

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 •^

Усэ1о4йя Обра- вески

т 4пвратура,

с175

175

175

npOXfOiSXIl- .

тельность,

40404040

мя40

.KomteiitpeuMK активного

0,5 кла, г/яО

175 i

175

175

175

175

40

40303040

10

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 опыт.е. 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 РВ. Так, при концентрации активного ила 20,0 г/л вьаход дрожжей увеличивается из 68,8% от контрольного опита. При введении активного ила совместно с .биологически очищенными сточными водами на стещии произвол-, ства, имеющих температуру 60-180 С, происходит гидролиз белка активного

Продолжение табл.

или с образованием a инoкиcлoт и других биогенных веществ, которые имеют большое зна.чение для жизнедеятельности микроорганизмов. Образующиеся в процессе гидролиза активного .ила аминокислоты и другие биогенные вещества являются дополнительной питательной средой и, биостимуляторами при последующем выращивании дрожжей, результатом чего является увеличение выхода дрожжей.

Так как возраст активного ила осществляется совместно с биологически очищенными сточными водами становится возможным уменьшить сброс сточных вод, прошедших биологическую очистку в водое1 «; снизить количество загрязнений, поступающих в водоемы} уменьшить расход свежей воды. 1,3 1,3 1,3 1,з 1,3 0,06 0,05 0,06 0,06 .. ,6-4,23,8-4,2 3,8-4,23,8-4,2 3,8-4,2 . . 59,8 46,4 . 49,6 46,1 46,0 52,5 50,9 51,7 50,6 50,7 7,0 7,3 6,9 8,1 8,3