Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
без увеличения расхода электроэнергии. Относительная плотность эмульсии
(пены) составляет 0,437-0,713, следовательно, гидростатическое давление
столба пены высотой 3 м равно 0,13-0,21 атм (12,89-20,98 кН/м2) и
необходимое давление аэрирующего воздуха не превышает 1,13-1,21 атм
(110,8-118,7кН/м2). Хорошие пено-образование и циркуляция среды легко
достигаются при работе компрессора, способного к саморегулированию
рабочего давления, и насоса. Так как КПД воздуходувных машин ниже КПД
жидкостных насосов, применение насоса для циркуляции пены с напором, не
превышающим 4 м вод. ст. (39,24 кН/м2), экономически выгодно.
Известно, что на интенсивность массообмена влияют величина поверхности
фазового контакта и частота обновления, находящиеся в прямой зависимости
от скорости циркуляции. Величина поверхности контакта фаз в пене велика,
а скорость циркуляции в модифицированном нами аппарате достигает 9,15
об/мин. С целью многократного обновления поверхности пена периодически
разрушается в трубе обратной циркуляции при выходе из циклонного элемента
за счет удара о стенку и действия центробежной силы, возникающей при
винтовом движении потока по внутренней поверхности трубы. Жидкость и
укрупненная пена насосом возвращаются в циркуляционную трубу (или трубы)
на дальнейшую аэрацию.
При увеличении расхода воздуха и улучшении массообмена создаются условия
для увеличения засева дрожжей и получения более высокой их концентрации в
конце ращения за более короткое время, отпадает необходимость в
последующей флотации, упрощается и удешевляется процесс выращивания.
Материальный баланс продуктов производства представлен на рис. 2.
Способ культивирования кормовых дрожжей в потоке циркулирующей пены
состоит в следующем. Субстрат приготавливают, смешивая равные объемы
гидролизата картофельной мезги, содержащего 3% СВ по объему, с
картофельным соком такой же концентрации. Клеточный сок предварительно
подвергают нагреванию до 60-65 °С для термической коагуляции белков и
отстаиванию. Содержание РВ в отдельных случаях достигает 1,5 об.%, тогда
его доразбавляют вытяжкой из суперфосфата или водой до концентрации 0,77-
1,07 об.°/о. При использовании в качестве фосфорного питания технической
орто-
43
Рис. 2. Продуктовая схема производства кормовых дрожжей из отходов
переработки картофеля. Средний выход АСД 7,6 кг/м3 среды. Выход влажных
дрожжей (25% СВ, 30,4 кг/м3) выше, чем из зерновой (23-24 кг/м3),
картофельной (20-22 кг/м3), зерно-мелассной (22-24 кг/м3) барды
фосфорной кислоты (плотность 1,53 г/см3) ее берут из расчета 0,79 кг на 1
м3 субстрата (или 2,19 кг суперфосфата с 18% Р205 на 1 м3 субстрата).
Водородный показатель среды раствором аммиака доводят до 5,2. В процессе
роста pH может повышаться до 6,5. Среду нагревают до 33-34 °С, смешивают
с прессованными за-севиыми дрожжами (25% СВ) из расчета получения
начальной концентрации суспензии 3,73 и 8,0 об.% (обычно величина засева
не превышает 1,5-2,0 об.% в расчете на дрожжи с 25% СВ).
Продолжительность выращивания дрожжей в аппарате по периодической схеме
составляет 4 и 3 ч, соответственно величине засева. Концентрация дрожжей
в конце ращения равняется 72,08 кг/w3 (засев 3,73 об.%) и 110,56 кг/м3
(засев 8,0 об.%). Повышение концентрации дрожжей до указанных величин
снижает общее количестве влаги, подлежащей удалению, до 53-32 кг/'ki
товарной продукции вместо 181-90 кг/кг при обычно получаемых
концентрациях.
Концентрация сырого протеина выращенных дрожжей в расчете на сухое
вещество составляет 51%, истинного белка - 45,6-46,0, жира - 4%, тиамина
(В^ - 17,0 мкг/г, рибофлавина (В2) -50,2 мкг/г (табл. 1).
Сравнение расхода электроэнергии при культивиро-
Таблица 1
Результаты культивирования дрожжей в потоке циркулирующей пены
Показатель [Засев дрожжей (25% СВ), об. %
3,73 8,0
Продолжительность ращения, ч 4 3
Начальная концентрация дрожжей, кг/м3 37,3 80
Конечная концентрация дрожжей, кг/м! 72,08 110,56
Прирост дрожжей, кг/м3 28,88 25,04
Прирост АСД, кг/м3 7,22 6,26
Начальная концентрация РВ, об. % 0,963 1,192
Конечная концентрация РВ, об. % 0,114 0,139
Выход АСД кг из 100 кг использованных РВ 85,05 59,4
субстрата
Производительность аппарата, кг АСД/м3 7,22 6,26
среды цикл
Интенсивность работы аппарата, 1,805 2,086
кг АСД/(м3-ч)
45
Таблица 2
Расход электроэнергии на выращивание 1 кг дрожжей в потоке циркулирующей
пены, кВт-ч
Показатель Засев дрожжей (25% СВ), об. %
3,73 8,0
Циркуляционный насос (производительность 1,1 мЛ!Ч, напор 0,04 МПа, КПД
0,5)
Плотность эмульсии, кгс/м3 Мощность, кВт Расход электроэнергии, кВт-ч
485 0,01(5 0,046 741 0,0178 0,053
Мембранный компрессор (производительность 0,2 м3/ч, КПД 0,4)
Давление сжатия, кН/м2 Мощность, кВт Расход электроэнергии, кВт-ч Общий
расход электроэнергии за цикл, кВт-ч Средний выход дрожжей (25% СВ),
кг/м3 Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/кг выращенных дрожжей 112,3
0,0020 0,0081 0,0541 28,9 0,0019 119,9 0,0024 0,0072 0,0602 25,04 0,0024
