Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
переработки мезги и барды в белковый корм. Из каждой тонны смешанного
сырья, содержащего 65 кг СВ (рис. 4), можно получить 12 кг товарных
дрожжей, или 38,3 кг сухого белково-углеводного корма. В пересчете на 1 т
СВ субстрата выход дрожжей достигает 185 кг, а выход смешанного белкового
продукта - 588 кг. По данным А. А. Андреева и J1. И. Брызгалова (1986), в
производственных условиях из гидролизата 1 т сухой древесины
вырабатывается 210 кг сухих дрожжей. Несмотря на более низкий выход
дрожжевой биомассы, преимущество использования картофельной мезги и
после-спиртовой барды по сравнению с древесиной состоит в меньших
энергетических затратах на гидролиз и в возможности рациональной
утилизации всех сухих веществ субстрата.
Технико-экономические показатели выращивания дрожжей улучшаются в
условиях непрерывного культивирования. Нами изучено хемостатное
культивирование дрожжей Candida curvata Д-66 на гидролизате смеси
картофельной мезги и барды, содержащем 1,4 и 3,0% РВ. Непрерывную
ферментацию проводили на лабораторной стендовой установке, состоящей из
ферментера (рабочий объем 2 л), двух дозирующих насосов марки ДП 2-2
(производство Германии) и емкостей для питательной среды и отбираемой
дрожжевой суспензии. Температура куль-
57
тивирования 30 °С, интенсивность аэрации 1 и 2 л/(лХ Хмин), скорость
вращения мешалки 600 об/мин. Проток начинали с 20 ч периодического роста.
Длительность экспериментов при каждом установившемся режиме составляла
24-40 ч (12-22 генерации). В новое равновесное состояние систему
переводили, изменяя скорость разбавления или другие факторы внешней среды
(интенсивность аэрации, концентрацию РВ). Признаками равновесного
состояния служили постоянные значения концент-
Рис. 4. Продуктовая схема производства кормовых дрожжей из отходов
картофелекрахмального и спиртового производства
58
рации биомассы, сырого протеина и РВ. Продуктивность процесса по биомассе
рассчитывали по формуле
Рбиом = D-X, г/(л-ч),
где D - скорость разбавления, ч-1; X-концентрация дрожжей, г/л.
Продуктивность по протеину находили из выражения
Рпр = D-YI, г/(л-ч),
где D - скорость разбавления, ч-1; П - концентрация сырого протеина, г/л.
Экономический коэффициент синтеза клеточного вещества ЭКС определяли, как
отношение выросшей биомассы (в расчете на сухую) к усвоенным РВ.
При культивировании со скоростью разбавления D = 0,30 ч_!, близкой к ртах
= 0,39 ч-\ осуществляли возврат части биомассы в ферментер. Эту операцию
проводили периодически, каждые 12 ч. Предназначенные для возврата дрожжи
отделяли от культуральной жидкости на центрифуге и с содержанием сухих
веществ 18,5% подавали в ферментер в количестве 1% объема культуральной
жидкости, что соответствовало 0,17 г воздушно-сухих дрожжей/(л-ч), или 2
г/л. Продуктивность процесса с возвратом биомассы рассчитывали по
приведенным выше формулам за вычетом количества возвращаемых в ферментер
дрожжей или сырого протеина (0,17 и 0,09 г/(л-ч) соответственно).
Величину ЭКС устанавливали по формуле
ЭКСв = ---°~*?-.100, %,
Оо - о
где ЭКСВ - экономический коэффициент синтеза клеточного вещества в
системе с возвратом биомассы, %; Ха - общее количество сухих дрожжей,
полученных в течение установившегося непрерывного процесса длительностью
36 ч, г; Хв - общее количество сухих дрожжей, возвращенных в ферментер за
36 ч, г; Sa- начальное количество РВ (г) в пересчете на общий объем среды
Vc, переработанной за 36 ч. При D=0,3 ч-1, объеме среды в ферментере V=2
л и скорости протока F=D-V = 0,3-2 = = 0,6 л/ч общий объем среды составил
Vc = 36 - 0,6 = 21,6 л; S - остаточное количество РВ (г) в объеме
культуральной жидкости 21,6 л.
59
Таблица 8
Основные показатели непрерывного культивирования Candida curvata Д-66 иа
гидролизате смеси картофельной мезги и послеспиртовой
барды
Скорость разбавления D, ч~1 Интенсивность аэрации, л/(л.мин) РВ г/л
1 Степень утилизации РВ, % Концентрация ъ дрожжей X, г/л Выход
дрожжей (ЭКС), % утилизированных РВ К О) н о а с •в о а 8 s?
Продуктивность, гЦл-ч)
исходной среды культуральной жидкости
по дрож- жам по сырому
протеину
0,15 1 30,0 10,0 66,6 6,7 33,5 54,1 1,01 0,54
0,20 1 29,0 9,8 66,2 6,5 33,9 55,9 1,30 0,73
0,25 1 30,0 12,2 59,3 6,0 33,7 56,2 1,50 0.82
0,25 о 30,0 10,8 64,0 6,9 35,9 56,0 1,73 0,97
0,20 1 14,0 6,2 55,7 4,5 57,6 54,3 0,90 0,49
0,30 1 14,0 7,2 48,6 2,7 39,7 57,6 0,81 0,47
0,30* 1 14,0 6,7 52,1 7,0 92,3 55,0 1,93 1,06
0,30* 1 28,0 12,3 56,1 10,8 67,2 57,4 3,07 1,76
* Культивирование с периодическим возвратом биомассы.
В интервале изученных скоростей разбавления ?> = = 0,15-0,30 ч_|
достигается динамическое равновесие, при котором содержание биомассы,
сырого протеина и остаточных РВ стабилизируется на разных уровнях в
зависимости от ?> (табл. 8, рис. 5). При исходной высокой концентрации
сахаров в поступающей среде около 30 г/л, интенсивности аэрации 1 л
воздуха/(л-мин) и увеличении скорости разбавления от 0,15 до 0,20 ч-'
