Способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды. Технология производства дрожжей кормовых
«Технология получения кормовых дрожжей из мелассной барды» — КиберПедия
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Технология белка и БАВ»
Тема проекта: «Технология получения кормовых дрожжей из мелассной барды»
Автор проекта Аскат М Био-441______
Направление 19.03.01 – Биотехнология_______
Курсовой проект защищен с оценкой _________________
Руководитель курсового проекта к.б.н., ст. преподаватель__Гаврилова А. Ю.
Члены комиссии ________________
________________
________________
Регистрация «____» ___________2017 год
Лаборант _________________________
Орел – 2017 год
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 3
1. Литературный обзор. 6
1.1. История открытия кормовых дрожжей из мелассной барды.. 6
1.2. Сырьё и вспомогательные материалы.. 8
2. Технологическая часть. 11
2.1. Культивирования кормовых дрожжей на мелассной барде. 11
2.2. Стадии технологического процесса. 15
3. Экологическое обоснование проекта. 27
3.1. Отходы производства. 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 33
Введение
Для увеличения производства продуктов животноводства необходима надежная комовая база. Корма, не содержащие в достаточном количестве белков и витаминов, не могут удовлетворить животноводство и птицеводство. В нашей стране, как и во всех станах отмечается большой дефицит кормового белка. Один из способов повысить питательную ценность кормов – вводить в рацион кормления животных и птиц кормовые дрожжи, которые получают на гидролизных и целлюлозных предприятиях. Для их выращивания используют углеводы, содержащиеся в гидролизатах и сульфитных щелоках. Эти дрожжи являются биологически полноценным кормом, источником белка, витаминов и минеральных веществ. Такие дрожжи содержат:
Белок 48 – 52%
Углеводы 13 – 16%
Жиры 2 – 3%
Безазотистые экстрактивные вещества 22 – 40%
Зола 6 – 10%
Кормовые дрожжи повышают биологическую ценность белков других кормов за счет содержания в них незаменимых аминокислот. По содержанию аминокислот кормовые дрожжи близки к белкам животного происхождения. Так же они содержат витамины группы В и в этом отношении превосходят все белковые корма. Эти витамины тесно связаны с белковым обменом в организме животных и являются компонентами ферментных систем, активными катализаторами, необходимыми для усвоения аминокислот и синтеза белка.
Кормовые дрожжи – богатый источник витамина Д2 , их зола содержит ценные макро- и микроэлементы: P, K, Ca, Fe, Mg, S, Cu, Co…и др. По общей питательной ценности 1 кг дрожжей содержит от 1,03 – 1,16 кормовых единиц и особенно много перевариваемого белка – до 380 – 480 г [1].
Скармливать животным кормовые дрожжи рекомендуется в качестве белково-витаминной добавки, при этом повышается привес животных, снижаются затраты общих кормов на единицу привеса, сокращается продолжительность откорма.
Кормовые дрожжи с успехом используются во всех отраслях животноводства и птицеводства, поэтому потребность в них ежегодно возрастает.
Для производства кормовых дрожжей используются дрожжи и дрожжеподобные грибы, являющиеся отходами при производстве спирта, пива и вина, обладающие необходимыми технологическими свойствами: способностью быстрого роста в аэробных условиях с образованием протеина, аминокислот и витаминов, устойчивостью производственных культур, сопротивляемостью развитию посторонних микроорганизмов.
На спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, кормовые дрожжи получают путем выделения сахаромицетов из мелассной барды, на остальных – путем выращивания дрожжеподобных грибов на той же барде. Это повышает использование мелассой барды до 80% от общего ее количества на спиртовых заводах [2].
Кормовые дрожжи - дрожжи, специально выращиваемые для корма сельскохозяйственных животных, являющиеся ценным белково-витаминным источником.
В зависимости от вида культивируемых организмов, среды выращивания кормовых дрожжи подразделяют на следующие разновидности:
· Гидролизные. Для культивирования дрожжей используют гидролизаты отходов: древесных (опилки, стружка, цепа) и сельскохозяйственных (солома, мякина, лузга подсолнечника, кочерыжка кукурузы). А так же могут применяться отходы целлюлозно-бумажного производства;
· Классические. Выращивание дрожжей на барде, получаемой как отход спиртового производства;
· Нерастительные (нефтепродукты и газопродукты). В качестве сырья используются нефтяные парафины; низшие спирты - метанол и этанол; природный газ.
Цель курсового проекта:изучить технологию получения кормовых дрожжей из мелассной барды.
Задачи курсового проекта:
1. Проанализировать литературу по производству кормовых дрожжей;
2. Описать технологию производства кормовых дрожжей из мелассной барды;
3. Спроектировать технологическую схему по производству кормовых дрожжей из мелассной барды;
4. Сформулировать экологическое обоснование проекта.
Литературный обзор
Технологическая часть
Отходы производства
Фурфурол (от лат. furfur — отруби) — производное фурана, жидкость с запахом свежего ржаного хлеба. Получают при кипячении с серной кислотой различных сельскохозяйственных отходов (стебли подсолнечника, соломы, отрубей), а также древесины. При этом происходит гидролиз гемицеллюлозы (одного из полисахаридов клеточных стенок растения), образующиеся пентозы (главным образом, ксилоза) под действием серной кислоты подвергаются дегидратации, ведущей к образованию фурфурола. Фурфурол отгоняется вместе с парами воды. Фурфурол — тяжелокипящая (161,7 °C) жидкость, плотностью 1,16 г/см³. Легко растворяется в большинстве полярных органических растворителей, но лишь незначительно растворим как в воде, так и в алканах.
Фурфурол применяют на предприятиях нефтехимии как растворитель для экстракции диенов (используемых для производства синтетической резины) из смеси улеводородов. Фурфурол и фурфуриловый спирт могут быть использованы вместе или по отдельности для получения твёрдых смол по реакции с фенолом и ацетоном, или с мочевиной. Такие смолы используются в производстве стекловолокна, некоторых деталей самолётов, и автомобильных тормозов. Из фурфурола получают фуран, служащий, в свою очередь, сырьём для получения популярного растворителя — тетрагидрофурана. Кроме того, служит исходным сырьём для получения антимикробных препаратов группы нитрофуранов, таких как фурацилин и подобные.
В технологической схеме выращивания дрожжей урфуролсодержащий конденсат образуется в результате гидролиза и подготовки гидролизата к выращиванию дрожжей. С 1 т абсолютно сухой древесины можно получить 5,6 кг фурфурола-сырца (94%), поэтому содержание его в гидролизате весьма значительно [23].
Фурфуролсодержащий конденсат, образующийся после вакуумохладительной установки, направляется на ректификацию, посредством которой отделяется чистфй фурфурол.
Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений.
Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, — бетону. Молекула лигнина состоит из продуктов полимеризации ароматических спиртов; основной мономер — конифериловый спирт.
Древесина лиственных пород содержит 20—30 % лигнина, хвойных — до 50 %. Лигнин — ценное химическое сырьё, используемое во многих производствах.
Лигнин в процессе производства кормовых дрожжей выделяется в процессе гидролиза древесного сырья в огромных количествах: из 1 т абсолютно сухой хвойной древесины образуется до 380 кг лигнина.
После окончания процесса гидролиза лигнин промывается и подается в циклон, где из него вследствие самоиспарения отделяется пар, а лигнин оседает на дне циклона. В днище имеются два отверстия для выгрузки лигнина, через одно из них лигнин можно ссыпать на конвейер, а через другое - в автомашины для вывоза за пределы завода.
На самом дрожжерастильном заводе лигнин утилизируется посредством использования его в качестве топлива для сушки дрожжей, предварительно подсушенный в трубе-сушилке.
Способ промышленного использования остального количества лигнина (около 50%) определяется в каждом отдельном случае в зависимости от профиля завода. Например, лигнин используют для высушивания того же лигнина. В этом случае сжигают уже высушенный до влажности 40% лигнин, дымовые газы служат сушильным агентом для лигнина, поступающего из циклонов с влажностью 65%. На этот процесс используется еще примерно 21% образующегося лигнина [23].
Промышленные стоки
В технологическом процессе производста дрожжей имеется несколько мест, где производится сброс жидкостей в канализацию. В одном случае это чистые стоки – воды из теплообменников, а в другом – загрязненные. В промышленных стоках присутствуют практически все вещества, переходящие в гидролизат в процессе гидролиза, химикаты, применяемые в производстве, продукты жизнедеятельности дрожжей.
Общее количество грязных промышленных стоков составляет 14 – 17 тыс. м3 в сутки, или 40 – 50 м3 на 1 т абсолютно сухой древесины. На 1 т абсолютно сухой древесины приходится: общее БПК5 по всем стокам составляет примерно 88 кг, количество взвешенных веществ – 20 – 20,5 кг.
Для очистки сточных вод применяется механобиологическая очистка, производимая на собственных или городских очистных сооружениях. Осуществляется переход дрожжерастильных заводов на оборотную систему водоснабжения. Для ликвидации стоков применяется также метод упаривания [24].
Расчет
где Vcf – объем культуральной жидкости за весь процесс ферментации, м3;
Acf – активность культуральной жидкости, ED/м3,
С – концентрация целевого продукта в культуральной жидкости, кг/м3;
Wcf- скорость слива культуральной жидкости из ферментатора, м3/ч;
Vf – вместимость ферментатора, м3;
Tc – время цикла работы ферментатора, ч.
Общая продуктивность фолиевой кислоты в ферментере объемом 10 м3 с временем цикла 6 с, объемом культуральной жидкости 8 м3 за весь процесс ферментации составляет 10000 кг/м3ч.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте я рассматривала историю открытия кормовых дрожжей из мелассной барды, его свойства, влияние на организм , спроектировала технологическую схему производства кормовых дрожжей из мелассной барды, провела экологическое обоснование проекта.
Мелассная барда – основное сырье при производстве кормовых дрожжей. При сбраживании на спирт свекольной мелассы только 45% сухих веществ превращается в спирт и углекислый газ, остальное количество а так же дрожжи Sacch. Cerevisiae и продукты их метаболизма полность переходят в барду.
Кормовые дрожжи - дрожжи, специально выращиваемые для корма сельскохозяйственных животных, являющиеся ценным белково-витаминным источником.
Кормовые дрожжи повышают биологическую ценность белков других кормов за счет содержания в них незаменимых аминокислот. По содержанию аминокислот кормовые дрожжи близки к белкам животного происхождения. Так же они содержат витамины группы В и в этом отношении превосходят все белковые корма. Эти витамины тесно связаны с белковым обменом в организме животных и являются компонентами ферментных систем, активными катализаторами, необходимыми для усвоения аминокислот и синтеза белка [25].
Разумное сочетание в кормлении селскохозяйственных животных отходов различных производств с концкормами и зелеными кормами позволит снизить напряженность в период заготовки кормов, увеличить привесы животных, получить более сбалансированные рационы.
Отходы производств являются дополнительным кормом в пригородных хозяйствах. Как свидетельствует опыт лучших хозяйств, скармливание 1 т отходов дает возможность получить 35—40 кг свинины. Однако используется этот источник кормов далеко не полно. При выходе отходов в среднем на одно предприятие около 150 кг в день, и переработка их организована только на крупных предприятиях и то не более 25—30% от возможностей. Аналогично обстоит дело и с использованием других отходов.
В настоящее время острой экологической и, следовательно, экономической проблемой в спиртовой промышленности в Российской Федерации является утилизация образующихся отходов и побочных продуктов при производстве кормовых дрожжей из мелассой барды [23]. К ним относятся, главным образом, послеспиртовая мелассная барда, углекислота, отработавшие дрожжи, эфироальдегидная фракция и сивушные масла.
Целью данного курсового проекта была разработка технологии получения кормовых дрожжей из мелассной барды. В изложенном материале были рассмотрены некоторые наиболее распространенные способы получения кормовых дрожжей из мелассной барды.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Борисова, С.В. Использование дрожжей в промышленности / С.В. Борисова, О.А. Решетник, З.Ш. Мингалеева. – СПб.: ГИОРД, 2008. – 216 с.
2. Забродский, А.Г. Производство кормовых дрожжей на еласс-сно-спиртовых заводах / А.Г. Забродский. – М.: Пищевая промышленность, 1972. – 367 с.
3. Мюллер, Г. Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения / Г. Мюллер., П. Литц, Г. Мюнх; пер. с нем. Л.М. Калашниковой; под ред. Д-ра биол. Наук И.М. Грачевой. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 344 с.
4. Тулякова, Т.В. Cтабилизация биотехнологических характеристик свекловичных меласс как один из путей повышения эффективности дрожжевого производства / Т.В. Тулякова, А.В. Пасхин, В.Ю. Седов // Пищевая промышленность. – 2004. - № 9. – С. 80-82.
5. Тулякова, Т.В. Дрожжевые экстракты – безопасные источники витаминов, минеральных веществ и аминокислот / Т.В. Тулякова, А.В. Пасхин, Ю.В. Седов // Пищевая промышленность. – 2004. - № 6. – С. 60-62.
6. Андреев А.А., Брызгалов Л.И. Производство кормовых дрожжей. 3- е изд. Перераб. И доп. – М.: Лесная пром-сть, 1986.- 248 с.
7. Забродский, А.Г. Производство кормовых дрожжей на еласс-сно-спиртовых заводах / А.Г. Забродский. – М.: Пищевая промышленность, 1972. – 367 с.
8. Мюллер, Г. Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения / Г. Мюллер., П. Литц, Г. Мюнх; пер. с нем. Л.М. Калашниковой; под ред. Д-ра биол. Наук И.М. Грачевой. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 344 с.
9. Тулякова, Т.В. Cтабилизация биотехнологических характеристик свекловичных меласс как один из путей повышения эффективности дрожжевого производства / Т.В. Тулякова, А.В. Пасхин, В.Ю. Седов // Пищевая промышленность. – 2004. - № 9. – С. 80-82.
10. Тулякова, Т.В. Дрожжевые экстракты – безопасные источники витаминов, минеральных веществ и аминокислот / Т.В. Тулякова, А.В. Пасхин, Ю.В. Седов // Пищевая промышленность. – 2004. - № 6. – С. 60-62.
11. Кислухина, О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов / О. В. Кислухина. М.: ДеЛи принт, 2002.- 336 с.
12. Рябов, Г. К. Система безотходной переработки послеспиртовой барды / Г. К. Рябов // Инновации: Исследования и разработки. 2003. - №6.
13. Лебедев, С. В. Дрожжи как кормовое, пищевое и лечебное средство / Известия Томского технологического института, 1926. Т. 47. Вып. 1.
14. Лебедев, С. В. О сушке барды на сибирских винокуренных заводах вообще и в частности на заводе в г. Новосибирске, «Известия Сибирского технологического института», 1929. Т. 51. Выпуск 1.
15. Макушин, Б. И. Повышение эффективности процесса разделения зерновой послеспиртовой барды на твердую фракцию и филырат / Б. И. Макушин, П. А. Поляков // Производство спирта и ликеро- водочных изделий. 2006. - №4. –С. 27-29.
16. Андреев, А. А. Производство кормовых дрожжей / А. А. Андреев, Л. И. Брызгалов. М.: Лесная промышленность, 1970. – 296 с.
17. Малек, И. Непрерывное культивирование микроорганизмов. И. Малек, 3. Фенцл //М.: Пищевая промышленность.-1968.
18. Васильев, А. В. Переработка растительного сырья и его отходов / А. В. Васильев, Д. О. Кулиненков, В. П. Панфилов, И. В. Шакир // 1-й Межд. Конгр. «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М.- 2002. –С. 304.
19. Галкина, Г.В. Новая технология переработки послеспиртовой барды / Г. В. Галкина, В. И. Илларионова, Г. С. Волкова, Е. В. Горбатова, Е. В. Куксова //Ликероводочное производство и виноделие. 2004. - №6. – С. 14-16.
20. Пат № 2159287 РФ, Способ получения белковой кормовой добавки / А. Ю. Винаров, А. И. Заикина, А. П. Захарычев и др. 2000.
21. Яровенко, В. JI. О факторе стерильности при непрерывном культивировании микроорганизмов / В. JI. Яровенко // Микробиологическая промышленность. 1975. - №6. – С. 4-6.
22. Основы процесса ферментации в производстве кормового белка: Учеб. Пособие / О. А. Решетник, Н. А. Войнов, Н. А. Николаев; Каз. Гос. Технол. Ун-т. Казань, 1994. 56 с.
23. Семихатова Н.М., Малыгина М.В., Папок С. П. Производство дрожжей. М., Пищ. Пром-сть, 1967. -155 с.
24. Елчуев, Р. Т. Оценка погрешности расчета материального баланса аэробного процесса культивирования дрожжей Candida lambica / Р. Т. Елчуев, С. Г. Мухачев, Р. И. Валеев, Р. Т. Валеева // Вестник Каз. Технол. Ун-та. -2006.-№5.-С. 180- 190.
25. Садовникова, Е. А. Совместное культивирование дрожжей родов Candida и Saccharomyces и бактерий Corynebacterium продуцентов белка и лизина: автореф. Дис. К-та биол. Наук/Е. А. Садовникова.- М., 1996. – 19с.
ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Барда из цеха сухих кормовых дрожжей на производство
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Технология белка и БАВ»
Тема проекта: «Технология получения кормовых дрожжей из мелассной барды»
Автор проекта Аскат М Био-441______
Направление 19.03.01 – Биотехнология_______
Курсовой проект защищен с оценкой _________________
Руководитель курсового проекта к.б.н., ст. преподаватель__Гаврилова А. Ю.
Члены комиссии ________________
________________
________________
Регистрация «____» ___________2017 год
Лаборант _________________________
Орел – 2017 год
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 3
1. Литературный обзор. 6
1.1. История открытия кормовых дрожжей из мелассной барды.. 6
1.2. Сырьё и вспомогательные материалы.. 8
2. Технологическая часть. 11
2.1. Культивирования кормовых дрожжей на мелассной барде. 11
2.2. Стадии технологического процесса. 15
3. Экологическое обоснование проекта. 27
3.1. Отходы производства. 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 33
Введение
Для увеличения производства продуктов животноводства необходима надежная комовая база. Корма, не содержащие в достаточном количестве белков и витаминов, не могут удовлетворить животноводство и птицеводство. В нашей стране, как и во всех станах отмечается большой дефицит кормового белка. Один из способов повысить питательную ценность кормов – вводить в рацион кормления животных и птиц кормовые дрожжи, которые получают на гидролизных и целлюлозных предприятиях. Для их выращивания используют углеводы, содержащиеся в гидролизатах и сульфитных щелоках. Эти дрожжи являются биологически полноценным кормом, источником белка, витаминов и минеральных веществ. Такие дрожжи содержат:
Белок 48 – 52%
Углеводы 13 – 16%
Жиры 2 – 3%
Безазотистые экстрактивные вещества 22 – 40%
Зола 6 – 10%
Кормовые дрожжи повышают биологическую ценность белков других кормов за счет содержания в них незаменимых аминокислот. По содержанию аминокислот кормовые дрожжи близки к белкам животного происхождения. Так же они содержат витамины группы В и в этом отношении превосходят все белковые корма. Эти витамины тесно связаны с белковым обменом в организме животных и являются компонентами ферментных систем, активными катализаторами, необходимыми для усвоения аминокислот и синтеза белка.
Кормовые дрожжи – богатый источник витамина Д2 , их зола содержит ценные макро- и микроэлементы: P, K, Ca, Fe, Mg, S, Cu, Co…и др. По общей питательной ценности 1 кг дрожжей содержит от 1,03 – 1,16 кормовых единиц и особенно много перевариваемого белка – до 380 – 480 г [1].
Скармливать животным кормовые дрожжи рекомендуется в качестве белково-витаминной добавки, при этом повышается привес животных, снижаются затраты общих кормов на единицу привеса, сокращается продолжительность откорма.
Кормовые дрожжи с успехом используются во всех отраслях животноводства и птицеводства, поэтому потребность в них ежегодно возрастает.
Для производства кормовых дрожжей используются дрожжи и дрожжеподобные грибы, являющиеся отходами при производстве спирта, пива и вина, обладающие необходимыми технологическими свойствами: способностью быстрого роста в аэробных условиях с образованием протеина, аминокислот и витаминов, устойчивостью производственных культур, сопротивляемостью развитию посторонних микроорганизмов.
На спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, кормовые дрожжи получают путем выделения сахаромицетов из мелассной барды, на остальных – путем выращивания дрожжеподобных грибов на той же барде. Это повышает использование мелассой барды до 80% от общего ее количества на спиртовых заводах [2].
Кормовые дрожжи - дрожжи, специально выращиваемые для корма сельскохозяйственных животных, являющиеся ценным белково-витаминным источником.
В зависимости от вида культивируемых организмов, среды выращивания кормовых дрожжи подразделяют на следующие разновидности:
· Гидролизные. Для культивирования дрожжей используют гидролизаты отходов: древесных (опилки, стружка, цепа) и сельскохозяйственных (солома, мякина, лузга подсолнечника, кочерыжка кукурузы). А так же могут применяться отходы целлюлозно-бумажного производства;
· Классические. Выращивание дрожжей на барде, получаемой как отход спиртового производства;
· Нерастительные (нефтепродукты и газопродукты). В качестве сырья используются нефтяные парафины; низшие спирты - метанол и этанол; природный газ.
Цель курсового проекта:изучить технологию получения кормовых дрожжей из мелассной барды.
Задачи курсового проекта:
1. Проанализировать литературу по производству кормовых дрожжей;
2. Описать технологию производства кормовых дрожжей из мелассной барды;
3. Спроектировать технологическую схему по производству кормовых дрожжей из мелассной барды;
4. Сформулировать экологическое обоснование проекта.
Литературный обзор
cyberpedia.su
Биотехнология производства кормовых дрожжей — курсовая работа
МИНОБРНАУКИ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Самарский государственный технический университет»
Факультет пищевых производств
Кафедра «Технология пищевых производств и парфюмерно-косметических продуктов»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Пищевая биотехнология»______________
на тему ___ «Биотехнология производства кормовых дрожжей»___ _ __
Принял к исполнению Проверил
Студент IV – ФПП - 3 старший преподаватель
Забабурин В.В. _ __Зипаев Д.В._______
__________________________ ___________________________
« » 2012г. « » 2012г.
Самара 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | 3 |
1.Обзор литературы | 4 |
1.1 Сырье для производства кормовых дрожжей | 4 |
1.2 Виды культур микроорганизмов, используемых для производства кормового белка | 6 |
1.3 Питательные среды, их приготовление | 7 |
1.4 Приготовление растворов солей и кислот | 9 |
1.5 Способы выращивания кормовых дрожжей | 9 |
2.Технологическая часть | 13 |
2.1 Сырье для культивирования кормовых дрожжей | 13 |
2.2 Характеристика культивируемых микроорганизмов, используемых для производства кормового белка | 14 |
2.3 Технологическая схема производства жидких дрожжей | 15 |
Заключение | 17 |
Список используемых источников | 18 |
Приложение1. Технологическая схема получения жидких кормовых дрожжей | 19 |
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время проблемы комплексного научного обеспечения кормопроизводства как многофункциональной отрасли в должной мере не решены вследствие кризисного состояния агропромышленного комплекса страны, а также сложности и большого разнообразия природно-климатических условий. По данным ряда специалистов мировой дефицит белка кормов к началу XXI века оценивался в 30-35 млн. т. в год.
Применяемые в настоящее время в хозяйствах методы кормления животных не всегда позволяют в полной мере сбалансировать рационы по важнейшим показателям: энергии, протеину, минералам и витаминам, вследствие чего, генетически заложенный потенциал продуктивности животных используется только на 50-60 %. За последнее десятилетие наполнение российского рынка мясными продуктами на 40-60 % зависит от поставки его из-за рубежа, что грозит продовольственной безопасности страны, поэтому в Минсельхозе принята концепция по развитию животноводства в России, где предусматривалось увеличение к 2010 году производство говядины, свинины, мяса птицы в два раза. Решение поставленных задач по развитию животноводства предполагало значительное расширение производства кормов, повышение их качества, применения новых технологий и создание на этой основе крупнотоннажных производств.
Кроме недостаточного объема производства кормов неблагоприятным фактором в животноводстве является низкое качество кормов, в первую очередь, его несбалансированность и недостаток белка, эти проблемы имеют всеобщее значение. Большинство кормов, используемых в животноводстве, не содержат в достаточном количестве белков и витаминов. Даже такие ценные корма, как кукуруза и сахарная свекла, дающие максимальное количество кормовых единиц с гектара, богаты углеводами, но не содержат достаточного количества азотистых веществ. В связи с чем, во всех странах отмечается большой дефицит кормового белка. Этот дефицит покрывается увеличением производства растительного протеина, содержащегося в сельскохозяйственных кормовых культурах: зерне, люцерне, выпуском рыбной и мясной муки, сухих молочных продуктов [1].
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Кормовые дрожжи – дрожжи, специально выращиваемые для корма сельскохозяйственных животных, являющиеся ценным белково-витаминным источником.
Кормовые дрожжи содержат примерно 50 % сырого протеина, включающего почти все незаменимые и частично незаменимые для животных аминокислоты. Общая питательная ценность 1 кг сухих кормовых дрожжей составляет 1,03 – 1,16 к.е. Так же, кормовые дрожжи являются источником витаминов группы В, жиров, провитамина D2 (эргостерин), минеральных веществ, разнообразных ферментов, гормонов, способствующих усвоению белков и углеводов. Кормовые дрожжи используют в качестве белково-витаминной добавки к рациону. При скармливании ускоряется развитие животных, повышается их продуктивность [2].
1.1 Сырье для производства кормовых дрожжей
В зависимости от вида культивируемых организмов, среды выращивания кормовых дрожжи подразделяют на следующие разновидности:
- Гидролизные. Для культивирования дрожжей используют гидролизаты отходов: древесных (опилки, стружка, цепа) и сельскохозяйственных (солома, мякина, лузга подсолнечника, кочерыжка кукурузы). А так же могут применяться отходы целлюлозно-бумажного производства;
- Классические. Выращивание дрожжей на барде, получаемой как отход спиртового производства;
- Нерастительные (нефтепродукты и газопродукты). В качестве сырья используются нефтяные парафины; низшие спирты – метанол и этанол; природный газ [3].
При накоплении биомассы дрожжей источниками углерода могут служить: глюкоза, ксилоза, мальтоза, сахароза, манноза, арабиноза, а также уксусная кислота, этиловый спирт и другие органические вещества. Некоторое количество углеводов содержится в отходах пищевой промышленности, которые можно использовать для выращивания дрожжей. К таким отходам следует отнести спиртовую барду заводов производства этилового спирта биохимическим способом из мелассы, зерна и картофеля, соковые воды крахмальных заводов, отбросный щелок, получаемый при известковой сепарации меласса, отходы некоторых других пищевых производств. Количество дрожжей, которое можно получить на этих заводах, определяется количеством отходов.
Для выработки кормовых дрожжей используются также и отходы целлюлозно-бумажной промышленности: спиртовая барда, предгидролизаты и щелока. Например, некоторые виды сульфитного щелока нецелесообразно перерабатывать на этиловый спирт ввиду незначительного содержания в них гексоз. Большое количество дрожжей может быть получено при использовании растительных источников сырья: отходы древесины хвойных и лиственных пород и сельского хозяйства (подсолнечная лузга, кукурузная кочерыжка, рисовая шелуха и т.д.).
Культивировать кормовые дрожжи возможно и на парафинах. Парафины представляют собой смесь твердых углеводородов метанового ряда преимущественно нормального строения с 18 – 35 атомами углерода в молекуле и температурой плавления 45 – 65 °С. В парафинах обычно содержится некоторое количество изопарафиновых углеводородов, а также углеводородов с ароматическим или нафтеновым ядром в молекуле. Парафины инертны к большинству химических реагентов. Они окисляются азотной кислотой, кислородом воздуха (при 140 °С) и некоторыми другими окислителями с образованием различных жирных кислот, аналогичных жирным кислотам, содержащимся в жирах растительного и животного происхождения. Синтетические жирные кислоты, получаемые окислением парафина, применяют вместо жиров растительного и животного происхождения в парфюмерной промышленности, при производстве смазок, моющих средств и других продуктов.
Технология получения белков из нефтепродуктов пригодна и для производства из низших спиртов – метанола и этанола. В отличие от углеводородов, спирты полностью смешиваются с водой, что облегчает приготовление сред и снижает расходы на перемешивание [4].
В настоящее время отказались от получения кормового белка на нефтепродуктах и природном газе, так как это сырье постоянно дорожает, и использовать его становится все более нерентабельно. Помимо этого, кормовой белок, произведенный на нерастительном сырье, кроме спиртов, не так безопасен, как белок, произведенный на растительных средах и спиртах. Обуславливается это тем, что в кормовых дрожжах, культивированных на парафинах, накапливаются нефтяные фракции, которые вызывают патогенные изменения у животных, особенно влияя на печень.
1.2 Виды культур микроорганизмов, используемых для производства кормового белка
В производстве кормовых дрожжей используются разнообразные виды дрожжей. Это обусловлено: во-первых, питательной средой, используемой на производстве; во-вторых, качественным и количественным составом продукта культивирования; в-третьих, условиями и методами культивирования [5].
Виды применяемых микроорганизмов:
- Candida guilliermondii
- Candida scottii
- Candida tropicalis
- Candida utilis
- Monilia munmanica
- Saccharomyces cerevisiae 1026
- Saccharomycetales Kudrjanzev
- Torula utilis
- Trichosporon cutaneum
Дрожжи рода Candida относятся к подсемейству Candidoideae семейства Cryptococcaceae. Выделено 186 видов рода Candida. C. stellata может быть частью чайного гриба. C. kefyr / Kluyveromyces marxianus, C. firmetaria / Pichia fermentans, C. lipolytica / Yarrowia lipolytica, C. krusei / Issatchenkia orientalis и некоторые другие могут содержатся в обычном кефире. C. albicans, C. pseudotropicalis, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. quillermondii, C. glabrata, C. lusitaniae и некоторые другие могут вызвать заболевания. Candida albicans (Robin) Ber Khout (синонимы: Monilia albicans, Oidium albicans, Candida claussenii, Candida langezoni) — условно-патогенный гриб.
Некоторые виды рода гриба Monilia в зависимости от условий развития, возраста и культуры образуют либо почкующийся мицелий, либо происходит почкование округлых дрожжеподобных клеток. Например, Monilia murmanica хорошо развивается в сахаристых растворах. Другие виды Monilia имеют хорошо выраженный многоклеточный мицелий и размножаются конидиями. Представитель этого вида, например Monilia fructigena, вызывает порчу яблок и груш — плодовую гниль [14].
Saccharomyces cerevisiae 1026 – эта разновидность пивных дрожжей, послужила для создания кормового препарата И – Сак 1026, единственной дрожжевой культуры, рекомендованной ЕС для использования в рационах молочного, мясного скота и телят. Помимо дрожжей для получения белка используют и другие микроорганизмы – дрожжеподобные грибы и бактерии [5].
Дрожжи вида Torula выращиваются на древесной массе, используемой в производстве бумаги, или на черной патоке, то есть мелассе. Применяются Torula utilis и Torula ellipsoidea, которые потребляют пентозы, оставшиеся при производстве спирта.
Дрожжи Trichosporon cutaneum обладают нефтесобирающей активностью, высокой деструктивной способностью. Помимо использования в качестве источника углерода нефтепродуктов, они ассимилируют глюкозу, фруктозу, сахарозу, галактозу, лактозу, мальтозу, раффинозу, а так же снижают загрязненность по показателем БПК и ХПК [15].
1.3 Питательные среды, их приготовление
Сырьем для производства кормовых дрожжей служит спиртовая барда. Питательную среду из барды получают смешиванием ее с растворами солей, содержащих азот и фосфор. Эта операция производится в чанах-смесителях. В смеситель непрерывно поступает барда и растворы солей, а полученная питательная среда непрерывно откачивается в дрожжерастильные чаны. Солевые растворы, прибавляемые к барде, дозируются мерниками-дозаторами, исходя из потребностей штамма микроорганизма и изначального химического состава барды.
Зернокартофельную барду чаще используют как корм для животных в натуральном или высушенном состоянии, но ее питательная ценность возрастает, если на ней выращивают кормовые дрожжи. Химический состав барды зависит от вида и качества исходного сырья и принятой технологии спирта.
Меласса непосредственно на корм животных непригодна, так как в ней содержится большое количество минеральных веществ. Мелассу используют в различных направлениях: как основное сырье для выращивания кормовых дрожжей, для получения органоминеральных удобрений, кормового концентрата витамина В, для выделения глицерина, глютаминовой кислоты, глютамината натрия, бетаина или солянокислого бетаина (ацидина), холинхлорида и других ценных веществ. Меласса содержит 7,5-10 % сухих веществ, в том числе неорганических соединений около 3 %. Дрожжами усваиваются редуцирующие сахара (0,2-0,5 %), глицерин (0,6-0,9 %). органические кислоты (1,5-2,5 %), аминокислоты, спирты, глюкозиды, органические и неорганические азотсодержащие соединения, соли фосфора, калия, магния, железа, витамины и микроэлементы. Многие из аминокислот барды (аргинин, валин, глицин, лейцин, изолейцин, глютаминовая и аспарагиновая аминокислоты) усваиваются дрожжами.
freepapers.ru
Способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды
Изобретение относится к пищевой биотехнологии. Сущность: способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды предусматривает ее фильтрацию с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста минеральных солей и культивирование дрожжей. Дрожжевую суспензию сепарируют с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрируют биомассу и концентрат сушат. Фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины. Твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата, отделенного от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть. Раствор смешивают с исходной бардой. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к пищевой биотехнологии.
Известен способ получения кормовых дрожжей, предусматривающий непрерывное культивирование дрожжей в условиях аэрации на зерновой барде в две стадии, на первой из которых культивирование осуществляют на барде с добавлением к ней минеральных солей с последующим отделением дрожжей, а на второй стадии в качестве питательной среды используют культуральную среду, полученную после отделения дрожжей, и сушку конечного продукта [1] Недостатками способа являются большие теплоэнергозатраты и невысокий выход дрожжей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды, предусматривающий фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжевой суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата [2] Недостатками данного способа являются невысокий выход дрожжей и загрязнение окружающей среды отходами производства. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода дрожжей и создание безотходного производства. Для достижения технического результата по способу производства кормовых дрожжей из зерновой барды, предусматривающему фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжевой суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата, согласно изобретению фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины, при этом твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата, отделенного от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть, причем этот раствор смешивают с исходной бардой. Рекомендуется размер частиц крупной фракции дробины поддерживать более 2-2,5 мм, а мелкой около 0,8-1,2 мм. Целесообразно в процессе экстракции и гидролиза к дробине добавлять отходы, отделенные от зерна. Предлагаемый способ поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже. Способ заключается в следующем. Зерновую барду, имеющую температуру 95оС, направляют из брагоректификационного отделения спиртового производства (не показано) в сборник 1. Далее насосом 2 барду прокачивают через теплообменник 3, где охлаждают до температуры 55-60оС фугатом, поступающим от сепараторов дрожжерастильного отделения (не показано). Охлажденную барду после теплообменника 3 направляют на барабанное сито 4 на первую стадию фильтрации, где из барды отделяют наиболее крупную часть дробины с частицами более 2-2,5 мм. Прошедшую первую стадию отделения барду фильтрат направляют на вторую дополнительную стадию фильтрации на барабанное сито 5, оборудованное сеткой с более мелкими отверстиями около 0,8-1,2 мм. Дробину после первой стадии отделения направляют в экстрактор 6. Выделенную из барды на сите 5 дробину направляют на барабанную сушилку 7, где высушивают горячими газами, поступающими из топки 8. Высушенную дробину измельчают в дробилке 9 и далее смешивают с кормовыми дрожжами в бункере 10 или упаковывают и используют отдельно. Фильтрат барды после барабанного сита 5 сливают в сборник 11 и насосом 12 откачивают в дрожжерастильное отделение (не показано). В питательную среду вводят в качестве источника азота 3,5-4 кг карбамида. Для поддержания требуемого значения рН среды в процессе дрожжегенерации в среду вводят серную кислоту. Выращивание биомассы осуществляют при следующих параметрах: расход воздуха на аэрацию 50-55 м3/м3
ч, температура культивирования 30/35оС. Культуральную среду непрерывно отбирают из дрожжерастильного отделения и после деэмульгирования подают на выделение биомассы путем ступенчатого сепарирования и отмывки от сухих веществ среды (не показано). Фугат, представляющий собой отсепарированную дрожжевую суспензию, после подогрева теплом барды в теплообменнике 3 направляют в сборник 13 фугата и насосом 14 по трубопроводу 15 подают в концентратор 16 на концентрирование. В концентраторе 16 происходит испарение части влаги фугата от 20 до 50% концентрация сухих веществ (СВ) в концентрате увеличивается с 4 до 8% Концентрат насосом 17 подают в сборник 18 по трубопроводу 19. От общего потока концентрата отбирают часть в экстрактор 6, куда поступает и крупная фракция дробины, отделенная после первой стадии фильтрации с барабанного сита 4 по трубопроводу 20. В смесь добавляют зерновые отходы, полученные на зерноочистительных машинах (не показано) при подготовке зерна к сбраживанию при производстве спирта. В течение 2-3 ч концентрированный фугат растворяет содержащиеся в дробине и зерновых отходах питательные вещества, одновременно подвергают смесь диспергированию при перемешивании к кислотному гидролизу при 65-95оС, так как рН фугата составляет 3,8-5,0. Полученный раствор отстаивают и жидкую фракцию по трубопроводу 21 направляют в сборник 1 барды, дополнительно обогащая ее углеводами и другими питательными веществами барды. П р и м е р 1. Барду, имеющую температуры 95оС, охлаждают до 60оС и направляют на первую стадию фильтрации, где из барды отделяют наиболее крупную часть дробины с частицами более 2,5 мм. Полученный фильтрат направляют на дополнительную фильтрацию, где отделяют более мелкие частицы размером около 1 мм. Полученный фильтрат барды используют для приготовления питательной среды. Для этого в него вводят 4 кг карбамида в качестве источника азотного питания, подкисляют серной кислотой и направляют на дрожжегенерацию. Выращивание дрожжей осуществляют при аэрации среды со скоростью 55 м3/м3ч, температуре 35оС и скорости разбавления среды 0,15 ч-1. Полученную культуральную жидкость подвергают сепарированию для получения биомассы, которую концентрируют до увеличения содержания СВ от 4 до 8% и сушат. Температура газов на входе в сушилку 380оС, на выходе 100оС. Твердую фракцию с крупными частицами дробины, отделенную от фильтрата на первой стадии, направляют на экстракцию и гидролиз для извлечения из этой фракции питательных веществ. В качестве экстрагента используют 5% концентрата, отбираемого от общего его количества, направляемого на сушку. рН концентрата равна 3,8. Перед экстракцией и гидролизом к дробине добавляют зерновые отходы шелуху, зародыши, получаемые как побочные продукты, при подготовке зерна к сбраживанию при производстве спирта экстракцию и кислотный гидролиз проводят при температуре 85оС. После экстракции и гидролиза полученную массу разделяют на твердую часть и раствор, который смешивают с исходной бардой. Высушенные дрожи расфасовывают и используют в качестве готового продукта. Готовый продукт содержит до 32% белка, не более 10% золы, представляет собой порошкообразный продукт. Выход дрожжей увеличивается на 4,7-5,2 т и составляет в целом по цеху 8-8,5 т на 1000 дал спирта за счет комплексного использования отходов спиртового и дрожжевого производств, так как помимо выщелачивания всех экстрактивных веществ из дробины происходит гидролиз целлюлозосодержащего сырья, содержащегося в последней и отходах производства. Следует отметить, что дробина зерновой барды содержит 13-22% СВ, в том числе сырого протеина 0,8-1,2% жира 0,2-1% клетчатки 0,6-1,5% и золы 0,2-0,4% В предложенном способе при экстракции и гидролизе дробины вещества переходят в раствор, а проведение кислотного гидролиза дрожжевым фугатом с рН 3,8-5,0 при повышенной температуре способствует разрушению целлюлозосодержащего сырья, содержащегося в дробине (частицы дробленного солода, шелухи, остатки неразварившегося сырья, несбраживаемые вещества исходного сырья и др.), с последующим обогащением этими веществами барды, что ведет к увеличению выхода биомассы и использованию всех отходов барды, дробины, дрожжевого фугата. Дрожжевание барды с последующим высушиванием дрожжей позволяет увеличить количество рационально используемого перевариваемого протеина с утилизацией отходов спиртового и дрожжевого производств и созданием безотходного производства. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить количество биомассы дрожжей в 1,5 раза за счет комплексного использования дополнительных питательных веществ, содержащихся в отходах производства, выделяемых при гидролизе и экстрагировании их, а также рационально использовать все отходы спиртового производства: дробину, барду и фугат дрожжевого производства, создавая таким образом безотходное производство.Формула изобретения
1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ ИЗ ЗЕРНОВОЙ БАРДЫ, предусматривающий фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжей суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата, отличающийся тем, что фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины, при этом твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата биомассы, отделенной от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ, и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть, причем этот раствор смешивают с исходной бардой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер крупных частиц дробины составляет более 2,0-2,5 мм, а мелкой фракции 0,8 1,2 мм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что к фракции с крупными частицами дробины перед экстракцией добавляют зерновые отходы.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
 Пример видео 3 |  Пример видео 2 |  Пример видео 6 |  Пример видео 1 |  Пример видео 5 |  Пример видео 4 |
Администрация муниципального образования «Городское поселение – г.Осташков»