65
где
x
кр
– критическая концентрация биомассы, кг/м
3
;
y – экономиче-
ский коэффициент, %;
C
к
– остаточная концентрация субстрата в мик-
робной суспензии, %.
В
прямой пропорциональной зависимости от потребности в кис-
лороде находится еще одна важная характеристика ферментационного
процесса – удельное тепловыделение. Количество биологического
тепла, выделяющегося в процессе синтеза 1 кг АСБ при культивиро-
вании продуцентов белка на глюкозе, составляет в среднем 13 МДж,
на н-парафинах – 28 МДж, на метане – 60 МДж.
Тепловыделения настолько велики, что в летнее время года суще-
ствует
проблема отвода биологического тепла в ферментаторах охла-
ждающей водой для поддержания оптимальной температуры процес-
са. В связи с этим значимой характеристикой производственного
штамма продуцента белка является высокая оптимальная температура
культивирования.
Представленные факторы – важнейшие из
числа определяющих
эффективность ферментационного процесса при биосинтезе микроб-
ной массы. Рассмотрим характерные особенности производства кор-
мового белка на различных видах сырья.
Наибольшим потенциалом в производстве микробного белка
обладают растительные целлюлозосодержащие материалы. Расти-
тельное сырье ежегодно возобновляется и при рациональном при-
родопользовании практически неисчерпаемо, что и определяет пер-
спективность использования его в микробиологическом синтезе. На
практике отработаны технологические процессы производства
микробного белка с
использованием в качестве сырья древесных
отходов в виде щепы и опилок, подсолнечной лузги, стержней ку-
курузных початков, торфа, хлопковой шелухи. В
принципе в про-
изводство могут быть вовлечены любые растительные материалы,
например, льняная костра, солома, камыш, тростник и др. Широкое
использование растительного сырья в биотехнологии ограничива-
ется необходимостью предварительного гидролиза целлюлозосо-
держащих материалов в
присутствии катализаторов (минеральных
кислот, ферментов) и большими затратами (прежде всего энергети-
ческими) на этот процесс.
Основными компонентами растительного сырья являются цел-
люлоза, гемицеллюлозы и лигнин. Промышленная ценность сырья
(табл. 7.1) определяется содержанием углеводного комплекса (цел-
люлоза + гемицеллюлозы), в котором основная доля принадлежит
целлюлозе.