Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
Однако увеличение масштабов производства приводит к обострению
экологической обстановки. Доля потребления свежей воды предприятиями
Минбиопрома СССР уже сейчас составляет 0,2% общего водопотребления в
стране, а доля недостаточно очищенных сточных вод - 0,8% при общем вкладе
в формирование стоков предприятиями гидролизной промышленности около 70%.
Выбросы в атмосферу и отходы производства в отрасли составляют
соответственно по 0,2% общего объема загрязнений по стране. В
соответствии с концепцией развития микробиологической промышленности СССР
на 1991-1995 гг. и на период до 2005 г. в целях нормализации
экологической обстановки в гидролизной промышленности намечен комплекс
природоохранных мероприятий, который позволит перейти к экологически
безопасному производству и обеспечит к 2000 г. полное прекращение сброса
в водоемы неочищенных сточных вод и сокращение количества выбросов в
атмосферу в соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами.
Поставленная задача предусматривает внедрение базовой модели бессточной
технологии, реализованной на Киришском биохимическом заводе, на всех
предприятиях отрасли по производству микробного белка. Одновременно
внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод на предприятиях
гидролизной промыщ-
5
ленности позволит обеспечить снижение объема загрязнений к 1995 г. до
уровня проектных показателей, а к 2000 г. будет достигнуто полное
прекращение сброса неочищенных сточных вод в водоемы.
Газоочистные сооружения, которыми намечается оснастить предприятия
отрасли, позволят в 1995 г. уменьшить выброс в атмосферу специфичных
загрязнений (микробного белка, клеток продуцентов) до показателей,
находящихся в пределах ПДК, а к 2000 г. осуществить полное прекращение
этих выбросов за счет внедрения замкнутых контуров теплоносителя.
Реализация целевой программы по утилизации производственных отходов
отрасли даст возможность увеличить степень их использования уже в 1995 г.
до 50%. К 2000 г. планируется полностью исключить сброс в отвалы
многотоннажного отхода отрасли гидролизного лигнина.
Одновременно приобретает большое значение создание малотоннажных и
малоотходных производств протеина на основе переработки отходов
регионального растительного сырья, количество которых недостаточно для
использования в крупномасштабном производстве, но которые необходимо
переработать по экологическим и экономическим соображениям. В книге
показано, что эти отходы могут служить перспективным сырьем для получения
микробной белковой биомассы в условиях малотоннажных производств, а
улучшение способов культивирования и создание экологически чистых
технологий может достигаться путем применения таких подходов, как
выращивание дрожжей в двухфазном потоке при повышенной плотности
популяции, частичный возврат культуры в дрожжерастильный чан, применение
высококонцентрированных питательных сред и осмофиль-ных штаммов,
комплексное и рациональное использование отходов и посткультур а льных
жидкостей и др. Приведены примеры конкретных решений по.созданию
малоотходных экологически чистых технологий, которые могут быть применены
на практике.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОБНОГО ПРОТЕИНА
Важнейшими видами сырья для производства микробного протеина являются
ископаемое топливо (уголь, нефть, природный газ) и продукты
фотосинтетической деятельности растений. Уголь может быть превращен в газ
или жидкие углеводороды. Для быстрой конверсии дрожжами предпочтительны
углеводороды нефти с 10- 20 углеродными атомами. Нефть содержит около 2%
этих соединений, и утилизация углеводородной фракции из ежегодной добычи
способна обеспечить получение около 20 млн т дрожжевого протеина. Выход
протеина из жидких углеводородов в 2 раза больше, чем из углеводных
субстратов. В масштабах производства из 100 т углеводородов образуется
100 т дрожжей, содержащих 50% протеина. Бактерии и грибы также способны к
росту на этом субстрате. Для поддержания активного роста дрожжевые клетки
и нерастворимые в воде углеводороды тщательно диспергируются в
культуральной водной среде, кислород подается в количествах, больших, чем
это необходимо для роста на углеводных субстратах, а наличие в нефти
потенциально токсичных ароматических соединений требует очистки
углеводородов от них до использования либо экстракции всех остаточных
углеводородов из выращенных клеток.
В последние тридцать лет парафинам нефти уделялось внимание больше как
сырью для биосинтеза белка. Считалось, что вместе с другими фракциями
нефти, например с дизельным топливом, они могут служить основным
субстратом для микробиологического производства белков. Английская фирма
"British Petroleum" по-
7
строила экспериментальные заводы в Грейнджмаунте и Лавера и добивалась у
различных европейских правительств финансовой поддержки в строительстве
больших установок для производства из углеводородов белка Candida
lypolyticae и С. tropicalis топрина. Этот белок предназначался для
