Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 !1
Рис. 5.1. Ферментер для выращивания дрожжей в жидкой питательной среде'
/ — корпус ферментера; 2 — охлаждающая рубашка, 3— теплообменник; 4 — подача холодной поды в теплообменник; 5 — вывод теплой поды нл теплообменника; 6 — подача посевной культуры; 7—подача жидкой питательной среды; 8 — подача ноя-духа для аэрации и перемешивания питательной среды, 9 — кювета для направления потока воздуха но внутреннюю полость теплообменника; Ю — выход дрожжевой суспензии по окончании ферментации; // — выход щи-духа в атмосферу через очистной фильтр
Выведенную из ферментера суспензию микробных клеток подают на флотационную установку, с помощью которой отделяют биомассу дрожжей от культуральной жидкости. В процессе флотации суспензия вспенивается, при этом микробные клетки всплывают на поверхность вместе с пеной, которая отделяется от жидкой фазы. После отстаивания дрожжевую массу концентрируют в сепараторе. Для достижения лучшей переваримости дрожжей в организме животных проводят специальную обработку микробных клеток (механическая, ультразвуковая, термическая, ферментативная), которая обеспечивает разрушение их клеточных оболочек. Затем дрожжевую массу упаривают до необходимой концентрации и высушивают, влажность готовогг продукта не должна превышать 8—10%.
В сухой дрожжевой массе содержится 40—60% сырого белка, 25—30% усвояемых углеводов, 3—5% сырого жира, 6—7% клетчатки и зольных веществ, большое количество витаминоЕ (до 50 мг%). Посредством обработки дрожжей ультрафиолетовыми лучами проводится их обогащение витамином D2, который образуется из содержащегося в них эргостерина. Для улучшения физических свойств готового продукта кормовые дрожжи выпускают в гранулированном виде.
Очень часто на основе ферментации гидролизатов растительного сырья наряду с производством кормовых дрожжей получают этиловый спирт. В этом случае особенность технологии заключается в том, что вначале проводится спиртовое брожение, в результате которого происходит утилизация содержащихся в гидролизате гексоз. После отгонки спирта остается неиспользованный субстрат — барда, содержащая в основном пентозы. Эту послеспиртовую барду используют далее как питательную среду для выращивания кормовых дрожжей. Таким образом, из гидролизатов растительных отходов одновременна могут быть получены два вида ценной продукции.
В 60-е годы за рубежом и в России были разработаны технологии получения кормовых дрожжей из н-парафинов нефти. Дрожжевые клетки могут использовать в качестве источника углерода для их роста неразветвленные углеводороды с числом углеродных атомов от 10 до 30. Они представляют собой жидкие фракции с температурами кипения 200—320° С, которые выделяют из нефти путем ее перегонки.
Очищенные фракции углеводородов нефти, используемые для выращивания дрожжей, могут быть получены тремя методами: низкотемпературная кристаллизация, карбамидная депа-рафинизация и адсорбция на молекулярных ситах. Первым методом проводится кристаллизация высококипящих фракций по-
еле растворения их в смеси органических растворителей при постоянном охлаждении. Затем очищенные кристаллизацией продукты используют для приготовления питательной среды микроорганизмов. Второй метод основан на способности «-парафинов нефти образовывать прочный комплекс с молекулами карбамида, который после отделения от остальных фракций при нагревании легко разлагается, в результате чего с помощью перегонки можно получить очищенную фракцию «-парафинов. Третьим методом адсорбируют нужные фракции углеводородов нефти на молекулярных ситах (цеолитах), после чего проводят их десорбцию, и таким образом выделяют фракции высокой степени очистки.
В России и других странах СНГ из «-парафинов нефти производят большое количество кормовых дрожжей (свыше 1 млн. т). В других странах такая технология производства дрожжей не получила развития вследствие высоких мировых цен на нефть. В нашей стране первый завод по производству кормовых дрожжей из жидких парафинов нефти вступил в действие в 1971 г.
При выращивании микроорганизмов на «-парафинах нефти в приготовленную из них питательную среду добавляют макро-и микроэлементы, необходимые витамины и аминокислоты, а в качестве источника азота аммиачную воду. В процессе культивирования дрожжей в ферментере поддерживается оптимальный температурный режим и режим аэрации. Наиболее эффективны для выращивания на «-парафинах нефти отселектирован-ные штаммы дрожжей Candida guilliermondii. Выделение и сушка дрожжевой массы проводится примерно по такой же технологии, как и в гидролизном производстве. Высушенная дрожжевая масса гранулируется и используется как белково-витаминный концентрат (БВК) для кормления сельскохозяйственных животных, содержащий до 50—60% белковых веществ. Содержание остаточных углеводородов допускается не более 0,1%.
В целях более полного использования сырья и снижения в товарном продукте остаточных углеводородов разработаны усовершенствованные технологии получения БВК, включающие Двухступенчатую ферментацию и последующую экстракцию из дрожжей остаточных углеводородов бензином. При этом содержание сырого белка в дрожжевой массе может быть повышено до 58—65% в расчете на сух , а содержание остаточ-
