Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)
жүктеу/скачать 1,87 Mb. Pdf көрінісі
|
| Послеспиртовая барда
. Производство этанола из углеводсодер- жащего сырья сопровождается образованием крупнотоннажного от- хода – послеспиртовой барды, количество которой во много раз пре- восходит выход продукта и достигает 135–150 м 3 на 1000 дал (дека- литров абсолютного (безводного)) этанола. Основным сырьем для производства высококачественного этанола является зерно злаков (пшеница, рожь, тритикале). При масштабах производства этанола в Республике Беларусь 11,4 млн дал в год общий объем послеспирто- вой барды составляет 1,5 млн м 3 . В настоящее время на предприятиях отрасли барда является обременительным отходом, создающим угрозу экологической обста- новке вокруг предприятия. 74 Зерновая послеспиртовая барда содержит 6–8% сухих веществ, которые включают 26–28% сырого протеина, 13–14% клетчатки, 6,0– 7,5% жира, 40–50% безазотистых экстрактивных веществ, 7,6–7,8% минеральных веществ. Около 50% сухих веществ находятся в барде в растворенном состоянии, а остальная часть – в виде взвешенных ве- ществ (дробина). В барде присутствуют мертвые клетки дрожжей- продуцентов этанола (источник протеина), органические кислоты, аминокислоты, витамины, микро- и макроэлементы. Наличие протеи- на и биологически активных веществ придает барде самостоятельную кормовую ценность, в связи с чем основным методом утилизации по- слеспиртовой барды в отечественной практике является реализация натуральной барды в качестве кормовой добавки. Однако барда не подлежит длительному хранению (развиваются гнилостные процес- сы), имеет место сезонность спроса на барду, существенны затраты на доставку ее потребителю. Кроме того, перевариваемость сырого про- теина барды низкая и составляет около 52%. Этот показатель может быть увеличен до 85–89% обогащением барды белком в результате аэробного культивирования на барде микроорганизмов. При этом рез- ко возрастает кормовая ценность барды, появляется возможность по- лучения полноценной кормовой белково-витаминной добавки. Такой метод микробиологической переработки барды применяется на ряде спиртовых заводов Российской Федерации, а также на Бобруйском за- воде биотехнологий. Несмотря на то что накоплен достаточно большой мировой опыт переработки барды, главным препятствием для реализации имеющих- ся технологий являются большие энергетические затраты на произ- водство сухих продуктов из-за высокой влажности барды. В качестве продуцентов белка на зерновой послеспиртовой барде используют дрожжеподобные грибы родов Candida, Crypticoccus, Rhodotorula, Trichosporon. Наиболее пригоден штамм Trichosporon cutaneum BKR Y-495, который характеризуется способностью к гид- ролитическому расщеплению углеводных компонентов зерновой барды и высокой степенью ассимиляции углеводов и органических кислот. Этот штамм устойчив при непрерывном культивировании без соблюдения условий асептики (рН 4,0–4,5), продуктивность его по биомассе достигает 2,2 г/(дм 3 ·ч). Посевной материал Trichosporon cutaneum накапливают в лабора- торном ферментаторе и в дрожжерастильных аппаратах отделения чи- стой культуры (инокулятор, дрожжанка) с применением разбавленной 75 в два раза водой и обогащенной питательными солями зерновой бар- ды при температуре 33–35 С. Технология производства кормовой белково-витаминной добавки на зерновой послеспиртовой барде предусматривает выращивание продуцентов белка на натуральной барде (рис. 7.1) или после предва- рительного отделения дробины (частиц оболочек зерна). Горячая зерновая барда поступает из брагоректификационного отделения с температурой 95–98 С в приемник-стерилизатор 1, в ко- тором выдерживается в течение 30–40 мин для более полного уни- чтожения микробиоты. Приемник оборудован перемешивающим устройством, предотвращающим осаждение мертвых дрожжей-проду- центов этанола и взвешенных веществ барды. После выдержки горячая зерновая барда охлаждается в кожу- хотрубчатом теплообменнике 3 до температуры 60–65 С и поступа- ет в сборник-смеситель 4, в котором смешивается с раствором пи- тательных солей. Для обеспечения роста продуцента белка зерно- вая барда обогащается азотом (1,5 г/дм 3 NH 4 H 2 PO 4 ) и калием (0,3 г/дм 3 KCl). В сборнике-смесителе барда при необходимости разбавляется во- дой. Разбавление зерновой барды повышает удельную скорость роста культуры, уменьшает пенообразование, однако одновременно увели- чивает объем жидкостного потока подлежащей концентрированию дрожжевой суспензии. Доохлаждение питательной среды до температуры ферментации (33–35 С) производится в кожухотрубчатом теплообменнике 3. Дрожжи выращивают в ферментаторе эрлифтного типа 8 с децен- трализованной системой воздухораспределения. Расход воздуха со- ставляет 50–60 м 3 /(м 3 ·ч). В процессе культивирования дрожжей на зерновой барде рН среды повышается за счет потребления органиче- ских кислот. Требуемую величину рН (4,0–4,4) поддерживают пода- чей серной кислоты в трубчатый смеситель 7. Продуктивность культуры Trichosporon cutaneum BKR Y-495 по биомассе на зерновой барде составляет 1,8–2,0 г/(дм 3 ·ч). Концен- трация абсолютно сухой биомассы в дрожжевой суспензии – 8– 12 г/дм 3 . Значительное количество поверхностно-активных веществ (бел- ков, аминокислот) придает суспензии способность к интенсивному пенообразованию, поэтому она поступает в деэмульгатор 9, в котором осуществляется отделение и гашение пены с использованием механи- ческого и химического пеногасителей. 76 Рис. 7.1. Технологическая схема производства белково-витаминной добавки на натуральной зерновой послеспиртовой барде (начало, окончание см. на с. 77): жүктеу/скачать 1,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|