Способ получения белковых кормовых дрожжей Советский патент 1982 года по МПК A23K1/12 

(S) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ КОРМОВЫХ Изобретение относится к способам получения белковых кормовых дрожжей из .-.предгидролизатов : на основе сырья растительного происхождения и может быть использовано в гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности при гидролизе древесины, растительных отходов сельского хозяйства с целью повышения биологической доброкачественности , гидролизат6в1 при их последующей переработке на белковые кормовые дрожжи и сокращения расходов сырья растительного происхождения Известен способ перкоЛяционного гидролиза древесины с целью получения .гидролизатов I . при концентрации серной кислоты ,6% и 100-190°С в течение определенного времени 1 . Однако в получаемые гидролизаты при их последующей биохимической переработке в кормовые дрожжи требуется введение питательных солей, необходимых для построения дрожжевой ДРОЖЖЕЙ клетки. При этом в качестве азотноно питания обычно применяют аммиачные соли или аммиак. В то же время известно, что присутствие в гидролизатах аминокислот повышает доброкачественность гидролизатов. При этом аминокислоты являются не только дополнительным поставщиком азота при получейии белковых кормовых дрожжей, но являются и стимуляторами их роста. Присутствие; в гидролизатах аминокислот как рас-тительного, так и животного происхождения позволяет увеличить выход кормовых дрожжей, содержание в них сырого протеина и стимулировать процесс их выращивания. Выращивание кормовых дрожжей на гидролизатах виноградных выжимок и гребней, содержащих наряду с сахарами аминокис лоты, позволяет увеличить выход абсолютно сухих дрожжей от РВ на 38,5 и 60,8, а содержание общего белка в них на 7,3 и 1,3 соответственно, по сравнению с древесным гирролизатом (контроль). По сравнению с последним отмечается также увеличение продуктивности и скорости рос та дрожжей на гидролизатах выжимок и гребней о В качестве стимулятооа ооста KODмовых дрожжей -используются и гидрояизаты животного происхождения, имеющие в своем составе аминокислоты Так, добавка к древесному гидролизату коратинового гидролизата, получа емого при щелочном гидролизе отходов мясокомбината и содержащего в своем составе аминокислоты, позволяет при их биохимической переработке увеличить выход дрожжей на 3,5-21 и содержание белка в них на 1,,0 по сравнению с контролем (древесный гидролизат) 2. Недостатком известного способа повышения доброкачественности гидролизатов растительного происхождения является то, что гидролиз кератиносодержащего сырья и сырья растительного происхождения проводят в разных аппаратах, при этом для кератиносодержащего сырья применяют щелочной гидролиз 13%-ным раствором КОН при повышенной температуре. Полученные кератиновые гидролизаты пос .ле нейтрализации их фосфорной кислотой требуют дополнительной очистки от сероводорода и осветления с помощью активированного угля Наиболее близким к предлагаемому является способ получения питательного субстрата для выращивания кормо вых дрожжей путем гидролиза растительного сырья минеральной кислотой совместно с кератиносодержащим сырьем, вводимым в массу абсолютно сухого сырья в количестве 0,, Недостатком данного способа является то, что добавляемое кератиносодержащее сырье в количестве 400800 на Т т абсолютно сухого растительного сырья может рассматриваться лишь как стимулирующая добавка. того, выход дрожжей и содержание в них протеина недостаточно высоки, а запасы кератиносодержащего сырья ограничены и не могут удовлетворит-ь потребности гидролизной промышленности . Цель изобретения - экономия сырья растительного происхождения, повыше54ние доброкаМественности получаемых гидролизатов, увеличение выхода белковых кормовых дрожжей и содержание в них протеина. Поставленная цель достигается тем, что гидролиз сырья растительного происхождения проводят минеральной кислотой совместно с активным илом, вводимым в количестве 1-25 к массе абсолютно сухого сырья. Активный ил представляет собой органо-минеральный отход, получаемый в результате биологической очистки производственных и коммунальных сточных вод. Изучение химической природы различных активных илов показало, что они богаты азотом, фосфором, белковыми веществами, ами.нокислотами, углеводами, витаминами, особенно таким дефицитным витамином, как В (5,7-12,2 мкг/г). В сухом активном иле обычно находят 27,5-56,2 протеина, аминокислотный состав его представлен практически всеми незаменимыми аминокислотами. По количеству фолиевой, аминобензойной кислот, холина активный ил превосходит дрожжи В его составе найдены рибофлавин (БП) , пантотеновая (Bj) и никотиновая (В) кислоты. Зольность активного ила сульфитно-целлюлозных предприятий 6,8-9,5 сульфатно-целлюлозных 6,-7,7%, состав золы представлен макроэлементами - кальций, фосфор, калий, натрий и микроэлементами - железо, медь, марганец и т.д. Предлагаемый способ получения кормовых дрожжей из сырья растительного происхождения осуществ;1йют следующим образом. Растительное сырье загружают в гидролизаппарат, заливают суспензией активного ила, из расчета 1-25°о от веса абсолютно сухого сырья, подкисленной .серной кислотой до концентрации последней 0,-0,61, создают определенный гидромодуль, прогре-. вают и проводят перколяционный гидролиз по режиму е зависимости от вида используемого сырья. После проведения варки полученный гидролизат подготавливают обычным путем к биохимической переработке и зыращивают белковые кормовые дрожжи известным способомо На камеральноу установке опытного стенда Ленинградского гидролизного завода проведена серия перколяционных варок древесного сырья совместно с активным илом в гидролизаторе объемом 25 л. В качестве древесного сырья применяют смесь, состоящую из 50 щепы и 50 опилок древесины хвойных пород.В гидролизаппара во всех опытах загружают кг абсолютно сухого древесного сырья, заливают 15 л 0, серной кислотой (контроль) или суспензией активнато ила, подкисленной до 0,6% кислотой, и проводится.перколяционный гидролиз по режиму, применяемому для этого вида сырья.

Для опытов используют активный ил Сяського ЦБК, отобранный из верхнего илового канала или илоуплотнитля, скоюцентрированный либо гравитационным способом, либо, при необходимости, с помощью центрифуги.

Загрязненность активного ила мелким целлюлозным волокном, характерной примесью qpoизвoдcтвeнныx илов целлюлозно-бумажных предприятий не является тормозом для осуществления предлагаемого способа, так как в процессе варки мелкое волокно гидролизуется с образование сахароз, способствуя тем самым увеличению съема РВ.

Количество вводимого активного ила в предлагаемом способе к весу абсолютно сухого сырья составляет . 1-25% или 10-250 кг на 1 т абсолютн сухой древесины, что обеспечивается концентрацией ила 2,26-56,6 г/л.

Пример 1.В гидролизаппара объемом 25 л загружают 3, кг по абсолютно сухому веществу древесного сырья (50% щепы И 50% опилок):, и вводят суспензию активного ила (концентрация 2,27 г/л) подкисленну серной КИС/1ОТОЙ до 0,6% в количестве 15 л. ПерколяционнуЮаварку проводят по следующему режиму: прогрев с двумя сдувками при 3,0 и 5,0-5,5 эти ;ДО АО мин, .перколяция . 2 ч при 16А-191 С, промывка и отжим по 10 мин каждая операция. Во время перколяции непрерывно подают 0,5% серную кислоту и отбирают гидролизат. Общее количество отобранного гидролизата за период перколяции и отжима 5,5 л. Количество активного ила к весу абсолютно сухого сырья 1%. Гидролизат направляют на биохимическую переработку.

Пример 2, Выход дрожжей с 1 т абсолютно сухой древесины ,5 кг. Аналогично, как и в примере 1, проводят перколяционную варку древесного сырья, добавляя подкисленну:о суспензию (концентрация ила 12,4 г/л) активного ила. Количество последнего к весу абсолютно сухого сырья 5,. Выход дрожжей с 1 т абсолютно сухой древесины 291,9 кг.

Пример 3. Аналогично, как в примере 1, проводят перколяционную варку древесного сырья, добавля подкисленную суспензию (концентрация ила 32,7 г/л) активного ила. Количество последнего к весу абсолютно сухого сырья Н,4%. Выход дрожжей с 1 т абсолютно сухой древесины - 30,1 кго

Пример А. Аналогично, как в примере 1, проводят перколяционную варку древесного сырья, добавляя подкисленную суспензию (концентрация 56,7 г/л) активного ила. Количество последнего к весу абсолютно сухого сырья 25%. Выход дрожжей с 1 т абсолютно сухой древесины 127,5 кг.

В таблице приведены основные показатели предлагаемого способа 1 идролиза, характеристика полученных гидролизатов и,их биохимическая пригодность для получения кормовых дрожжей. Для сравнения также представлены данные по основным показатйлям известного способа(гидролиза древесного сырья„

Выращивание дрожжей рода Candida scotti проводят на нейтрализованном гидролизате, яри РВ 1-2,5 на качалочной установке.

Из данных таблицы следует, что введение активного ила в сырье растительно происхождения 1 - 25% к весу абсолютно сухого сырья позволяет увеличить выход дрожжей от РВ на 16,9 ,1% с одновременным увеличением в них белка на 5, 12,6% по отношению к контролю.

Объем дрожжей с 1 т древесины по сравнению с известным способом увеличивается на 17,,0 кг (при гидролизе активного ила на )f т.е. добавка активного ила 1-25% к весу абсолютно сухого сырья позволяет сэкономить от 7,8 до 36,3% древесины.

Введение активного ила в гидролизаппарат позволяет сэкономить дре весное сырье, повысить производительность аппарата за счет увеличения количества загружаемого сырья и получить кормовые дрожжи высокого качества при последующей биохими ческой переработке гидролизатов.

Предложенный способ является экономичным. С незначительными капитальными затратами (прокладки трубопровода для подачи активного ила с очистных сооружений в гидролизно-дрожжевое производство) могут быть задействованы десятки гид06 +958

ролизных заводов, работающих на любом виде растительного сырья по схеме гидролиз - получение дрожжей

Предлагаемое изобретение позволяет утилизировать обременительный отход производства - активный ил с получением ценного кормового продукта - дрожжей, создает предпосылку для создания малоотходной технологии получения белкового продукта и самоокупаемости систем биологической очистки сточных вод.

Опытная выработка по предлагаемому изобретению будет проведена на 15 Сыктывкароском ЛПК в 1980-1981 гг.

Выход дрожжей от РВ, ,5 56,7

Выход дрожжей от

контроля,%100,0 116,9

Съем дрожжей с

1 т древесины,кг 223,1 ,5

Съем дрожжей с 1т

древесины в % к

контролю100,0 107,8

Содержание белка в

дрожжах,%50,0 55,

Съем белка с 1 т.

древесины, кг 111,6 133,2

Съем белка с 1 т древесины в процентах к контролю100,0 119,3

Формула изобретения Способ получения белковых кормовых дрожжей из сырья растительного происхождения путем гидролиза последнего минеральной кислотой при оп-. ределенной температуре и давлении и последующей биохимической перера66,270,,0

136,,1 136,t

291,,1 ,5

130,8136,3 123,0

58,462,662,it

170,4188,5 171,3

152,6168,9 153,5

ботки гидролизатов обычным способом, отличающийся тем, что, с целью повышения биологической доброкачественности гидролизатов, экономии сырья растительного происхождения, а также увеличения выхода и качества белковых кормовых дрож990649510

жей, гидролиз сырья растительногоизводства, Гослесбумиздат, 1959,

происхождения осуществляют минераль-с. .. HCrfi кислотой в присутствии активного

ила, вводимого в количестве 1-25 к 2, Гидролизная и лесохимическая

весу абсолютно сухого сырья. sпромышленность, 1977, tW 1 и 5,

Источники информации,с. 6, 8. принятые во внимание при экспертизе

1 Шаркова В,И. Технология гид- 3. Авторское свидетельство СССР

ротаного и сульфитно-спиртового про-f kS2S33, 1975.