Способ получения питательного субстрата для производства кормовых дрожжей Советский патент 1982 года по МПК C12N1/22 

1

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу получения питательного субстрата из растительного сырья для выращивания на нем продуцентов кормовых дрожжей.

Известен способ приготовления питательной среды на основе оксидата лигнина, который представляет собой смесь одно- и двухосновных органических кислот, используемых для выращивания кормовых дрожжей известным методом 1.

Однако выход биомассы дрожжей по этому способу невысокий и составляет 20,0 г с 1 л субстрата.

Известен способ получения питательного субстрата для производства кормовых дрожжей путем гидролиза растительного сырья кондентрированной серной кислотой, инверсию, нейтрализацию до рН 4,5-6,0 и отделение лигнина от субстрата 2.

Недостатком способа является невысокий выход Сахаров (РВ), составляющий 60% от абсолютно сухой древесины и выход дрожжей JOT РВ 49%.

Цель изобретения - ловыщение биологической доброкачественности субстрата за счет увеличения выхода углеродсодержащих веществ и тем самым повыщение выхода биомассы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения питательного субстрата для производства кормовых дрожжей, предусматривающему гидролиз растительного сырья концентрированной серной кислотой, инвер д сию, нейтрализацию до рН 4,5-6,0 и отделение лигнина от субстрата, субстрат после отделения от лигнина упаривают в 2-3 раза, осаждают сульфат натрия добавлением спиртовой эфироальдегидной фракцией или этилового спир 5 та в количестве 0,8-1,0 к объему субстрата с последующей отгонкой растворителя, при этом нейтрализацию гидролизата до рН 4,5-6,0 осуществляют натронным щелоком, полученным при предварительном щелочном гидролизе рас20 тительного сырья при 175-190°С, содержащим органические кислоты и карбонильные соединения.

Пример 1. Щелочной гидролиз древесины осины в виде щепь проводят в лабора397торном автоклаве емкостью 5 л по следующем режиму: температура гидролиза , продол жительность обработки 3 ч гидромодуль 5. Расход щелочи 20% от веса абсолютно сухой древесины (в ед. NajO). После окончания обра ботки щелок отбирают и используют в дальней щем для нейтрализации гидролизата второй ступени. Выход органических кислот и карбонильных соединений, содержащих в щелоке, составляет) 31,4% от веса абсолютно сухой древесины. Целлюлозный остаток с выходом 42,0% от абсолютно сухой древесины промьшают водой, подсущивают до воздушно сухого состояния и гидролизуют серной кислотой концентращ1ей 15%-в течение 1,5 ч. После разбавления кислоткого гидролизата водой до концентрации 5% серной кислоты проводят инверсию олигосахари дов при 100° С в течение 5 ч. Выход моносахаридов 45,3% от абсолютно сухой древесины. Гидролизат нейтрализуют щелоком I ступен до рН 6,0, осадок лигнина отфильтровывают, фильтрат упаривают по объему в 2-3 раза. Для высаживания сульфата натрия в фильтрат добав ляют спиртовую эфиро-альдегщщую фракцию (ЭАФ) или зтиловый спирт гидролизно-спиртовых заводов в количестве 0,8-1 к объему субстрата. Осаждение сульфата натрия проводят при 15-20° С в-течение 1 ч.Осадок сульфа та натрия удаляют фильтрацией или декантацией. Из субстрата отгоняют спиртовую ЭАФ или этиловый спирт, затем разбавляют водой до концентрации усваиваемых веществ (моносахаридов, органических кислот, карбонильных соединений) 1%. Общий выход усваиваемых ,-дрожжами веществ 76,7% от абсолютно сухой древесины. В субстрат добавляют питательные; i соли азота, фосфора и калия по расчету, исходя из содержания в клетке дрожж6й,%: азот фосфор 4; калий 3; вносят преДЬарительно накош1е шые на синтетической среде Андреева засевные прессованные дрожжи Candida scottii КС-2 в количестве 100% от усваиваемых дрожжами веществ и выражают дрож- , жи по общепринятой методике периодическим способом с обязательным контролем за рН. Выход дрожжей 51,7% от усваиваемых веществ, 86,3% от РВ. Пример 2. Щелочной гидролиз осины проводят в лабораторном автоклаве емкостью 5 л по режиму при 175° С в течение 3ч, гидромодуле 5. Расход щелочи 15% от веса абсолютно сухой древесины (в ед. N аз О).Посл окончания обработки щелок отбирают и исполь зуют в дальнейшем при нейтрализации гидролизата второй ступени. Выход органических кис лот и карбонильных соединений, содержащих в щелоке, 28,5% от веса абсолютно сухой древесины. 2 Целлюлозный остаток с выходом 45,9% от веса абсолютно сухой древесины промывают водой, подсушивают до воздушно-сухого состояния и гидролизуют серной кислотой концентрацией 80% в течение 2,0 ч. После разбавления кислотного гидролизата водой до концентрации 10% серной кислоты проводят инверсию олигосахаридов при 100° С в течение 5 ч. Выход моносахаридов 43,6% от абсолютно сухой древесины. Полученный кислотный гидролизат нейтрализуют щелоком I ступени до рН 5,6 и проводят дальнейшую обработку полученного субстрата по методике, описанной в примере 1. рбщий выход усваиваемых веществ 72,1% от абсолютно сухой древесины. В субстрат добавляют питательные соли азота, фосфора, и калия по расчету, исходя из содержания в клетке дрожжей,%: азот 8; фосфор 4; калий 3, вносят предварительно накопленные на синтетической среде Андреева прессованные дрожжи Candida scottii КС-2 в количестве 100% от усваиваемых дрожжами веществ и выращивают дрожжи по общепринятой методике периодическим .способом с обязательным контролем за рН. Выход дрожжей 50,7% от усваиваемых веществ, 83,7% от РВ. Пример 3. Щелочной (выход органических кислот и карбонильных соединений, содержащих в щелоке, 31,4% от веса абсолютно сухой древесины, выход целлюлозного остатка 42,0% от веса абсолютно сухой древесины ) гидролиз древесины осины и гидролиз целлюлозного остатка концентрированной серной кислотой (выход моносахаридов 45,3% от веса абсолютно сухой древесины) проводят по методике, приведенной в примере 1. После инверсии при концентрации серной кислоты 20% кислотный гидролизат нейтрализовали натронпым щелоком 1 ступени до рН 4,5 и проводят дальнейшую обработку полученного субстрата по методике, приведенной в примере 1. Общий вьгход усваиваемых дрожжами веществ 76,7% от абсолютно сухой древесины. В субстрат добавляют питательные соли азота, фосфора и калия по расчету, исходя из содержания в клетке дрожжей, %: азот 8; фосфор 4, калий 3, вносят предварительно накопленные на синтетической среде Андреева прессованные дрожжи Candida scottii КС-2 в количестве 100% от усваиваемых дрожжами веществ и выращивают дрожжи по общепринятой методике периодическим способом с обязательным контролем за рН. Выход дрожжей 41,1% от усваиваемых веществ, 76,1% от. РВ. Данные исследований по гидролизу и выращиванию дрожжей представлены в таблице.

v

VO ГО

CI

«-. S8

VO

t

r

«« Л1

0.

Ч vv

t

fs r

JS

iP

n

ON

in

VC

VO

n

n

. 5

5

o. :

Oi, «n .

n oo «s

(

Ю is: §«l

5 § r

(M

Преимущества данного способа- по сравнению с прототипом состоят в том, что для повышения биологической доброкачественности субстрата и выхода дрожжей из Сахаров в гидролизат при нейтрализации его натронным щелоком вводятся сахариновые кислоты и карбонильные соединения в количестве 65,4 - 69,3% от РВ и таким образом общий выадд дрожжей от РВ 76,1-86,3% от РВ вместо 62-79,7% по известному способу. Кроме того, предложенный способ позволяет осуществлять полное комплексное использование древесины, выход дрожжей увеличивается по сравнению в существующей технологией выращивания дрожжей на гидролизатах почти в 2 раза и составляет 350-390 кг на 1 т древесины. Выделенный лигнин может выпускаться в виде товарной продукции или использоваться в качестве топлива для получения технологического пара.

Введение стадии кристаллизации N82804 пр получеьши субстрата позволяет осуществить последующую регенерацию химикатов методом электродиализа и использовать их при гидролизной варке , т. е. создать безотходную технологию.

Формула изобретения

Способ получения питательного субстрата для производства кормовых дрожжей, предусматривающий гидролиз растительного сырья концентрированной серной кислотой, инверсию, нейтрализацию до рН 4,5-6,0 и отделение лигнина от субстрата, отличающийся тем, что, с целью повыщения биологической доброкачественности субстрата за счет увеличения выхода углеродсодержащих веществ и тем самым повышения выхода биомассы, субстрат после отделения от лигнина упаривают в ;2- 3 раза, осаждают сульфат натрия добавлением спиртовой эфиpoaльдefиднoй фракцией или зтилового спирта в количестве 0,8-1,0 к объему субстрата с последующей отгонкой растворителя, при зтом нейтрализацию гидролизата до рН 4,5-6,0 осуществляют натронным щелоком, полученным при предварительном щелочном гидролизе растительного сырья при 175-190° С, содержащим органические кислоты и карбонильные соединения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 587148 кл. С 12 N 1/24, 1976.