1 дәріс. Кіріспе. Техникалық микробиология пәні, мақсаты және дамуы

№14 дәріс. Этил спиртін алу.

1. 
   Шикізат, орта, оларды дайындау. Ашытқы. Ашытқылардың систематикасы және өндірістік сипаттамасы.
   
2. 
   Өнеркәсіпте спиртті алу тәсілін жетілдіру жолдары. Жасушаларды рециклирлеу арқылы ағынды өсіру.
   
3. 
   Дистилляциямен ашыту, иммобилизацияланған жасушаларды пайдалану.
   
4. 
   Мелассадан, картоптан, дәннен, сүрек гидролизатынан, сүт сарысуынан спирт өндіру. Спиртті қолдану.
   

Көпшілік ашытқылардағы қанттың қолайлы концентрациясы 10- 15% дейін болу керек. Қант концентрацияның жоғарылауы ашудың жүруін қиындатады, ал 30-35% болғанда мүлдем тоқтап қалады. Қанттың концентрациясы төмендеген сайын (10% шамасында) ашу энергиясы да төмендейді. Осындай араласқан қантты орталар нан жəне қоректік ашытқылар өндірісінде қолданады.

Спирті өндіру технологиясы биотехнологияға жатады, өйткені өндіріс биологиялық тектегі катализаторларды (ферменттерді) қолдануға байланысты. Тиісті көзқараспен спирт өндірісі қауіпсіз және қалдықсыз болады: спирт өндіруден басқа, көмірқышқыл газы, дистиллятор, эфир-альдегид фракциясы және фюзель майлары алынады.

Астық шикізатына сипаттама. Кез-келген астық спиртпен өңделеді, оның ішінде тамақ және жем беру үшін жарамсыз. Өңдеудің жылдық көлемі (%): бидай 50 арпа ,20, қара бидай 12, жүгері 8, тары 5, сұлы 2 және басқа дақылдар (қарақұмық , бұршақ, күріш және т.б.)

Жүгері. Ауылшаруашылық дақылдарының ішінде спирт өндірісі үшін ең жақсы шикізат жүгері болып табылады.Оның құрамында крахмал, аз талшықты, май көп .Жүгерінің өнімділігі басқа дақылдардың түсімінен 2 -3 есе жоғары.Ресейде жүгері Солтүстік Кавказда, Төменгі Еділде, Воронеж және Курск облыстарында өсіріледі.

Дәннің формасына және эндосперманың мүйізді бөлігінің даму дәрежесіне байланысты жүгері 7 ботаникалық топқа бөлінеді: кремний, дентат, крахмал, балауыз, жару, қант, қабыршақ. Спиртті өндіру үшін оңай сіңетін крахмалды және тоты жүгеріге артықшылық беріледі.

Қара бидай, арпа және сұлы. Қара бидай ,бидай (Triticum), арпа (Hordeum) және сұлы Ресейде кеңінен өсіріледі: қара бидай (негізінен қыста) - солтүстік, солтүстік-батыс және орталық аймақтарда, Сібір мен Оралдың көптеген аймақтарында; бидай - Батыс және Шығыс Сібірде, Еділ бойында; арпа (негізінен көктемде) және сұлы - барлық жерде - субтропиктен Арктикаға дейін.Дәнді дақылдар аз мөлшерде өңделеді - тары, қарақұмық және күріш, кейбір азық-түлік (бұршақ) және жемшөп.

Спирт өнеркәсібінде крахмалды капарификациялау үшін уыттан басқа мицелиалды саңырауқұлақтар мен бактериялардың дақылдарынан алынған ферментті препараттарды қолданылады. Арнайы қондырғыларда немесе дистиляторлардың мамандандырылған цехтарында өндірілген ферменттік препараттар - құрғақ заттың құрамы 50% -дан кем емес сұйықтық немесе белгілі бір ферментативті белсенділігі бар ұнтақтарды қолданады..

Спирт өндірісінде қолданылатын ферменттік препараттар Aspergillus тұқымының мициалды саңырауқұлақтарынан, Bas.mesentericus және Bas.subtilis бактерияларынан алынды. Бұл микроорганизмдер а-амилаза, ал кейбір глюкоамилаза (крахмалды глюкозаға дейін ыдырататын фермент) құрайды. Спирт өндірісінде уыт орнына микробты ферментті препараттарды қолдану уыт алу үшін жоғары сапалы астықты тұтынуды едәуір төмендетеді және спирттің шығымдылығын арттыруға көмектеседі.

Ашытқы. Спирт өнеркәсібінде ашытқы қоздырғышы ретінде сахаромицеттер тұқымдасы қолданылады. Олар ферменттер кешенін шығарады, олардың әсерінен қант қанттары этил спирті мен көмірқышқыл газына айналады. Спирт өнеркәсібінде жоғары ашыту энергиясы бар ашытқылардың нәсілдері (бірнеше ерекшеліктері бойынша ерекшеленетін сорттар) қолданылады. Біріншіден, ашытқы зарарсыздандырылған жағдайда бір ашытқы жасушасынан таза культура әдісімен таралады. Спиртті өсімдіктер таза ашытқы мәдениетін алады және оларды белгілі бір үлгі бойынша таратады. Содан кейін олар табиғи таза культура әдісімен өсіріледі, онда ашытқылардың дамуы үшін оңтайлы жағдайлар (температура, рН, аэрация және т.б.) жасалады және сыртқы микроорганизмдер, әсіресе бактериялар үшін қолайсыз болады.

Ашытқының көбеюі үшін өсіру алаңы ретінде олардың құрамында тамақтану үшін қажетті заттар бар. Кейде ұсақталған жасыл уыт сүтке қосымша тамақтану көзі ретінде қосылады. Сыртқы микроорганизмдердің дамуын басу үшін сұлы күкірт немесе сүт қышқылымен рН 3,8 - 4,0 дейін қышқылданады. Температура 28-30 ° C температурада сақталады. Ашытқылардың көбеюі аппараттарда жүзеге асырылады.

Аппарат конустық түбі бар тік баллон болып табылады, сортты жылытуға және салқындатуға арналған екі катушкалармен жабдықталған. Ашытқыны көбейту процесі партиялы немесе жартылай үздіксіз тәсілдермен жүзеге асырылады. Сақтандырғыштан мерзімді сусын ашытқыға құйылады, 70 ° C дейін қызады және пастерлеу үшін 20 минут бойы осы температурада ұсталады. Содан кейін ол 50 ° C дейін салқындатылады, күкірт қышқылымен қышқылданады, араластырылады, 30 ° C дейін салқындатылады және сусынның 10% қосылады. Ашытқыны тарату кезінде температура 30 ° C деңгейінде сақталады, оны ашытқы катушкаларына суық су беру арқылы реттейді. Сусланың концентрациясы алғашқы мөлшерден 1/3 азайтылған кезде ашытқы таңдалады. Ашытқы көбеюінің ұзақтығы шамамен 20 сағатты құрайды.

Этил спирті ауадан ылғалды өзіне жақсы сіңіреді, жақсы еріткіш, сумен, эфирмен, глицеринмен, бензинмен, т.б. Көптеген органикалық еріткіштермен жақсы араласады. Этил спирті екі түрлі тəсілмен алады: ферментативтік немесе биохимиялық; химиялық немесе синтетикалық. Бірінші тəсілде ашытқы ферменттерінің əсерінен қанттың ашуынан алынады, екінші тəсілде этиленге катализатор көмегімен суды қосу арқылы алынады.