Способ получения белково-витаминного корма и устройство для выращивания кормовых дрожжей. Выращивание дрожжей для получения кормового белка

Способ получения белково-витаминного корма и устройство для выращивания кормовых дрожжей

 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению белково-витаминного корма, который используется в животноводстве, птицеводстве и рыбном хозяйстве. Способ получения белково-витаминного корма включает несколько стадий. Выращивание биомассы кормовых дрожжей осуществляют на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли. Проводят смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных сельскохозяйственных отходов, гидролиз смеси и ее сушку. Новым в способе является то, что дрожжевую суспензию перед смешиванием с наполнителем сгущают до содержания сухих веществ 30-60% и стадии смешивания сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиза смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100-160oC. Устройство для выращивания кормовых дрожжей включает две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость. Снаружи емкостей размещен воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них. Новым в устройстве является то, что на входных участках воздушного кол-лектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов. Устройство имеет высокую производительность и позволяет проводить процесс в автоматическом режиме. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению белково-витаминного корма, который используется в животноводстве, птицеводстве и рыбном хозяйстве.

Белково-витаминные корма представляют собой определенным образом полученную и обработанную смесь кормовых белков и сухого белкового наполнителя и/или измельченных отходов сельскохозяйственного производства. Поэтому основными технологическими стадиями получения кормов являются выращивание кормовых дрожжей на питательных средах и смешивание образующейся дрожжевой суспензии с сухими компонентами. В качестве питательных сред для выращивания кормовых дрожжей используют всевозможные жидкие стоки, содержащие органические соединения и/или минеральные соли, например, стоки животноводческих ферм, птицеферм, стоки целлюлозно-бумажной промышленности, пищевой промышленности (например, молочная сыворотка, послеспиртовая барда), стоки, содержащие нефть, стоки гальванических производств и другие. Стоки отличаются друг от друга по природе и количеству содержащихся в них органических соединений и минеральных солей. Штаммы дрожжей подбираются таким образом, чтобы они при своем росте максимально использовали содержащиеся в стоках вещества. При этом добавка недостающих для роста дрожжей компонентов должна быть минимальной, тогда использование стоков в качестве питательной среды будет иметь экономическую целесообразность и решать экологическую задачу их очистки. Перспективу широкого промышленного использования имеют способы получения кормов, которые обеспечивают получение качественной продукции (кормов с высоким содержанием протеинов, хорошей усвояемостью и длительным сроком хранения), а также отличаются простотой технологии, небольшой продолжительностью и малой энергоемкостью, что обеспечивает низкую себестоимость продукции. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения белково-витаминного корма для животных, включающий коагуляцию зерновой (послеспиртовой) барды, разделение ее на жидкую и твердую фракции, выращивание кормовых дрожжей на жидкой фракции, отделенной после коагуляции, смешивание полученной дрожжевой суспензии с твердой фракцией барды и с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства (кукурузные кочерыжки, солома, подсолнечная лузга и др.). Полученную смесь подвергают гидролизу кипячением (температура выше 100oC) и сушке (а.с. СССР 1024052. МПК A 23 K 1/06, C 12 N 1/16, публ. 1983). Недостатком известного способа является его многостадийность, большая длительность процесса, высокая энергоемкость и недостаточно хорошее качество готового продукта (по содержанию протеинов). Технический результат изобретения в части способа заключается в его упрощении, интенсификации, снижении энергоемкости и улучшении качества готового продукта (повышении содержания протеинов). Для достижения этого результата в предложенном способе получения белково-витаминного корма, включающем выращивание биомассы кормовых дрожжей на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли, смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства, гидролиз смеси и ее сушку, полученную дрожжевую суспензию перед смешиванием сгущают до содержания сухих веществ 30-60% и смешивание сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиз смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100-160oC. Сгущение дрожжевой суспензии следует проводить на гидротурбоциклоне. Известно устройство для выращивания кормовых дрожжей, включающее две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, представляющим собой клапанную коробку, клапаны которой управляются поплавком, расположенным в одной из емкостей (RU патент N 2058992, МПК A 23 K 1/00, публ. 1996). Недостатком известного устройства является то, что со временем на поплавке и клапанах скапливается дрожжевая биомасса, что приводит к его остановке. Поэтому необходимо периодически останавливать работу устройства для очистки поплавковой системы и клапанной коробки. Это снижает производительность процесса, проводимого в устройстве, делает невозможным его непрерывное осуществление и усложняет управление его работой. Технический результат изобретения, касающегося устройства для выращивания кормовых дрожжей по предложенному способу, заключается в увеличении его производительности и обеспечении возможности автоматизации процесса. Этот технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве для выращивания кормовых дрожжей, включающем две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, на входных участках воздушного коллектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов. Способ получения белково-витаминного корма осуществляют следующим образом. При осуществлении предложенного способа для выращивания кормовых дрожжей можно использовать различные жидкие стоки. В случае использования стоков, содержащих твердую фракцию, например, послеспиртовая барда, стоки животноводческих и птицеводческих ферм, как отмечалось выше, требуется предварительное отделение твердой фракции, которая в зависимости от пищевой ценности может быть включена или не включена в конечный продукт кормового назначения. В рамках способа можно использовать для этого самоочищающуюся центрифугу, принцип действия которой основан на разделении фракций во время прохождения через нее стоков. Поэтому эта стадия не оказывает столь значительного влияния на продолжительность всего процесса, как в известном способе, где для коагуляции требуется 11 часов. Кроме того, на этой стадии в предложенном способе не используются коагулянты, которые могут являться загрязнителями конечных продуктов (очищенные сточные воды и корма). Сточная вода, выходящая из сепаратора, в качестве которого можно использовать, например, гидротурбоциклон, имеет достаточную для повторного использования степень очистки. Молочная сыворотка, стоки, содержащие нефть, стоки целлюлозно-бумажных комбинатов не требуют предварительного центрифугирования, а используются непосредственно для выращивания дрожжей. Жидкую питательную среду, содержащую необходимые питательные элементы, засевают кормовыми дрожжами Candida utilis, Hansenula species и др. Процесс выращивания осуществляют при 30-35oC и pH 4,0-5,0 в условиях аэрации и перемешивания. Затем полученную дрожжевую суспензию сгущают до содержания сухих веществ 30-60% (например, в гидротурбоциклоне) и подают в экструдер с сухим наполнителем, представляющим собой, например, отходы зерна, где одновременно происходят смешивание, гидролиз и плазматация компонентов, так как температура на этой стадии 100-160oC. Данная стадия за счет повышенной температуры включает также и сушку полученного целевого продукта. Пример. Послеспиртовую барду разделяют на самоочищающейся центрифуге производительностью 200 т/сутки на жидкую фракцию (136 т/сутки) и твердую (с 75% влажностью) фракцию (64 т/сутки). Жидкую фракцию после отстоя и раствор солей (в данном случае для штамма Candida utilis достаточно добавления до 2 мг/л сернокислых цинка, марганца и меди) направляют в устройство для выращивания кормовых дрожжей - 100 кубовую емкость устройства для выращивания дрожжей, где показатель pH, равный 4,2, поддерживают титрованием при необходимости каустиком, а температуру 32oC - термостатированием с помощью рубашки аппарата или теплообменника. Естественная бактериальная микрофлора стоков подавляется фосфорной кислотой при pH, равном 4,2, при этом поддерживается соотношение азота и фосфора, равное 2:1. Устройство работает непрерывно с подачей 136 т/сутки жидкой фракции в верхний натрубок и откачкой 136 т/сутки дрожжевой суспензии из противоположного нижнего натрубка. Перемешивание осуществляется жидкими струями, циркулирующими в перепускных трубах со скоростью 2 м/с, скорость задается на блоке электронного управления. Электромагнитные клапаны через равные промежутки времени выпускают избыточный воздух через каплеотделители. Воздух подают в аэраторы, где при турбулентном перемешивании происходит его диспергирование. Полученную дрожжевую суспензию подают в гидротурбоциклон, где происходит ее сгущение до 50%-ного содержания влаги, при этом очищенную воду (содержание фосфора, азота до 5 мг/л) возвращают в технологический цикл производства (130 т/сутки). 6 т/сутки полученной сгущенной дрожжевой суспензии с 55%-ным содержанием протеина (включая высокое содержание заменимых и незаменимых аминокислот), содержащей также витамины, макро- и микроэлементы, подают с твердой фракцией барды (64 т/сутки) и 12 т/сутки отходов зерна 14%-ной влажности, остающихся на 1 мм сите в производстве спирта, в экструдер с обогреваемыми стенками (100-160oC). В нем происходит перемешивание, плющение, гидролиз и плазматация подаваемых компонентов с удалением избытка влаги. Получают 36 т/сутки белково-витаминного корма с содержанием влаги не более 14%, протеина не менее 50%. Аналогично изложенному примеру получают корма с использованием для выращивания кормовых дрожжей стоков свиноводческих и птицеводческих ферм, с той разницей, что используют штаммы дрожжей Candida utilis и Hansenula species и твердые фракции стоков не используют в дальнейшем приготовлении кормов, а направляют для использования в качестве органического удобрения. При переработке 520 т/сутки свиных стоков (или этого же количества куриных стоков) образующиеся 6 т/сутки сгущенной дрожжевой суспензии смешивают с 30 т/сутки сухих компонентов комбикормов и получают 35 т/сутки корма с содержанием влаги не более 14%, протеина 50%, кроме того, получают 400 м3/сутки очищенной воды и 20 т/сутки органического удобрения. При использовании молочной сыворотки, стоков целлюлозно-бумажных комбинатов, стоков, загрязненных нефтью, не требуется предварительной стадии разделения стоков на фракции. При осуществлении процесса по примеру, только без центрифугирования, 30 т/сутки молочной сыворотки с использованием штамма дрожжей Candida pseudotropicalis получают 2 т/сутки сгущенной дрожжевой суспензии и, смешивая их с 12 т/сутки соевого шрота, получают 13 т/сутки белково-витаминного корма с содержанием влаги не более 14%, протеина 52%. Получают также 25 т/сутки очищенной воды. Полученные по предлагаемому способу корма сразу после экспандирования легко гранулируются. Сточная вода, получаемая после отделения белка, имеет достаточную для повторного использования степень очистки. Предлагаемый технологический процесс может быть как периодическим, так и непрерывным. Экономическая эффективность предлагаемого способа и целесообразность его промышленного использования подтверждаются данными, приведенными в таблице. Устройство для выращивания кормовых дрожжей на фиг. 1 схематично изображено в разрезе, а на фиг. 2 - то же, вариант. Устройство включает две герметичные цилиндрические емкости 1 и 2, снабженные патрубками 3 и 4 для подвода воздуха, патрубком 5 для подвода питательной среды в виде стоков с инокулятом дрожжей, патрубками 6 - для отвода культуральной жидкости и аэраторами 7 и 8, расположенными над днищами емкостей. Снаружи над емкостями установлен воздушный коллектор 8 с отводным патрубком 9, снабженный средством для поочередного отвода воздуха из них, состоящим из управляемых электромагнитных клапанов 10 и 11, связанных с электронным блоком управления (на чертеже не показан). На входных участках 12 и 13 воздушного коллектора установлены каплеотделители 14 и 15 отработанного воздуха, например, в виде гидроциклонов. Воздушный коллектор сообщается с газовым пространством емкостей при помощи входного 16 и выходного 17 патрубков для прохождения воздуха через эти гидроциклоны, а патрубки 18 для отвода отделенной жидкости подключены к емкостям. Емкости 1 и 2 сообщены между собой перепускными трубами 19 и 20 с заслонками 21 на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость. Емкости 1 и 2 могут быть установлены вертикально (см. фиг. 1) и горизонтально (см. фиг. 2). Целесообразно, чтобы перепускные трубы 19 и 20 были расположены так, чтобы их оси составляли угол 30-45o к горизонтальной плоскости. Вертикальное расположение емкостей следует использовать при выращивании кормовых дрожжей периодическим способом (метод отлива-долива). Горизонтальное расположение емкостей можно использовать как при периодическом процессе выращивания, так и непрерывном при наличии больших объемов стоков. Устройство работает следующим образом. Емкости 1 и 2 заполняют жидкой фракцией используемого стока с инокулятом дрожжей. Подают воздух по патрубкам 3 и 4 в аэраторы 7 и 8 и при закрытых электромагнитных клапанах 10, 11 создают давление в емкостях (0,08 - 0,1 кгс/см2). На блоке электронного управления задают частоту (время) открытия - закрытия указанных клапанов. При открытом электромагнитном клапане 10 емкость 2 сообщается с атмосферой, а в емкости 1 накапливается воздух, передавливая часть жидкости сверху вниз в емкость 2 по перепускной трубе 20. Уровень жидкости в емкости 1 понижается до момента переключения клапанов. Клапан 10 закрывается, а клапан 11 открывается, при этом воздух из емкости 1 отводится через патрубок 16 в гидроциклон 15, в котором происходит отделение капель культуральной жидкости от воздуха. Очищенный воздух поступает через выходной патрубок 17 в воздушный коллектор 8 и через клапан 11 и патрубок 9 отводится в атмосферу. Капли культуральной жидкости через патрубок 18 сливаются в емкость. В это время воздух в емкости 2 накапливается, жидкость перелавливается вниз по перепускной трубе 19 в другую емкость. Таким образом объем жидкости по перепускным трубам 19 и 20 передавливается из емкости в емкость. В связи с тем, что поток жидкости из труб направляется под углом на выходящий из аэраторов 7,8 поток воздуха, происходит его диспергирование и создается турбулентное перемешивание в емкостях. Суспензия выращенных кормовых дрожжей отводится из емкостей через патрубки 6 и направляется на сгущение. Предложенная конструкция устройства для выращивания дрожжей обеспечивает высокую производительность его и позволяет проводить процесс в автоматическом режиме. Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ получения белково-витаминного корма по сравнению с известным имеет более простую технологию за счет уменьшения количества стадий, минимальную продолжительность, которая равна суммарному времени прохождения обрабатываемого потока через все аппараты. При разделении стоков на твердую и жидкую фракции энергозатраты отсутствуют, так как они входят в затраты перекачивающего стоки насоса. Энергозатраты при выращивании кормовых дрожжей не менее, чем в 2 раза, ниже, чем в известном, из-за отсутствия механического перемешивания. Отсутствует энергоемкая стадия сушки кормовой смеси. Удельная часть энергозатрат в себестоимости корма, полученного по предлагаемому способу, составляет 7-15% в зависимости от вида используемых стоков. Предлагаемая технология позволяет получить корма высокого качества: содержание протеинов - не менее 50%, большее содержание аминокислот, например, весьма важных лизина фенилаланина, арганина, содержание влаги - не более 14%, отсутствие живых клеток бактериальных и дрожжевых культур.

Формула изобретения

1. Способ получения белково-витаминного корма, включающий выращивание биомассы кормовых дрожжей на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли, смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства, гидролиз смеси и ее сушку, отличающийся тем, что полученную дрожжевую суспензию перед смешиванием сгущают до содержания сухих веществ 30 - 60% и смешивание сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиз смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100 - 160oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сгущение дрожжевой суспензии проводят на гидротурбоциклоне. 3. Устройство для выращивания кормовых дрожжей, включающее две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, отличающееся тем, что на входных участках воздушного коллектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

27.Технология получения кормового белка.

На гидролизованных заводах сырье освобождают от металлических примесей и подают в гидролизованный аппарат, где происходит гидролиз сырья. Основная задача – получить доброкачественный сахаросодержащий раствор для выращивания кормовых дрожжей. Гидролиз идет в присутствии катализаторов (серная,соляная к-ты 0,5-0,6%) и при повышенной температуре 175-190град. В результате получается гидролизованный сахар в виде раствора, кот сост из гексоз и пентоз, гексозный сахар используется при определенной обработке для получения этилового спирта, пентозный – для получения кормовых дрожжей. Полученный гидролизат подвергают инверсии и нейтрализуют известковым молоком или аммиачной водой, образуется гипс с примесями, кот удаляется из раствора осаждением в отстойниках или сепарированием. В процессе гидролиза образуется ряд побочных продуктов, кот ингибируют процесс выращивания дрожжей (фурфурол, оксиметилфурфурол, фенол, пуроновые к-ты, коллоидные вещества, декстрины), кот удаляются из гидролиз аппарата. Нейтральный гидролизат охлаждают, очищают и подают на выращивание дрожжей. При выращивание в дрожжерастительный аппарат подают засевные дрожжи чистой культуры – питательные соли, с необходимыми макро и микро элементами, а также воздух. Выращенные дрожжи выводят из аппарата в виде дрожжевой суспензии, кот далее проходят стадии флотации (разделение мелких твердых частиц, основанное на их различии в смачиваемости водой) и далее сепарирование (сгущение) дрожжей. Дрожжевой концентрат упаривают до 25% сухого вещества и сушат до влажности 8-10%. Эффективность применения корм дрожжей зависит от содержания в них не только белка, но и витаминов. Обогащение вит может проводится 3 способами: 1)в проц выращивания, 2)при облучении, 3)путем добавления готовых вит в дрожжевой концентрат. При организации безотходных производств технол-ий проц предусматривает упаривание после дрожжевой бражки, после флотации и сепарирования. Полученные дрожжи упаковывают в бумажные мешки и отправляют на склад к потребителю. На целлюлозных заводах образуется отход произ-ва сульфидный щелок, кот является сахаросодержащим раствором, кот содержит гексозный и пентозный сахар и может использоваться для произ-ва технического спирта и корм дрожжей. Щелок обр-ся при гидролизе целлюлозы. Перерабатывание барды может осуществляться неск способами: 1)получение сухой барды, с помощью выпарных станций, 2)выращивание корм дрожжей на этой барде, 3)получение биогаза в метантанках. Хим состав дрожжей: сухие в-ва включают 23-28% органических в-в, 5-7% золы, орган-е в-ва состоят из 13-14% белка, 6-8% гликогена, 2% целлюлозы, от 0,5-2% жира. Элемнты соединений – Ca, K, Na, Mg, Fe, Cu, Zn, Mb, S.

28.Субстраты и продуценты для получения кормового белка.

В СССР было организовано производство БВК(белково-витаминные концентраты) на парафинах. Содержащие 50% белков, витамины группы В, микроэлементы и АК. 1 тонна такого концентрата заменяла 5 тонн зерна, но здесь не были разработаны системы очищения воздействующие от загрязнений при данном произв-ве. Кормовые дрожжи (КД) - в нашей стране использ отходы полевых культур, стержни початки кукурузы на гидролизных заводах. Субстраты дляполучения кормового белка (КБ) – парафины нефти богатые углеродом и достаточно дешевые субстраты, выход биомассы 100% от массы субстрата. Исп дрожжи р.Кандида. Метиловый спирт можно получить микробным синтезом на древесине, городских отходах. На метаноле могут расти 25 видов дрож, наилучшим продуцентом явл бактерии р.метиломонес. При росте на метаноле бактерии дают больше биомассы, чем дрожжи. Возможно соединение технолог-х преимуществ дрож с эффективностью роста бактерий. Если перенести ген, отвечающий за синтез ферм убактреий метанол дегидрогеназа вдрожжи. В Японии, Канаде, США разработаны процессы получения белка из природного газа, выход 66% от массы субстрата. В Великобритании использ смешанная культура метиломонес, псеудомонадес, гипомикробиум, кот усваивает метанол и 2 вида неметилотрофных бактерий. Культура характеризуется высокой скоростью роста и продуктивностью. Бакт, кот растут на метане хорошо переносят кислую среду, высокую темп-ру и устойчив к информациям. Главным достоинством метана, как основного компонента прир газа – доступность, низкая стоимость, высокая эфект-ть преобразования в биомассу изначительное содержание в биомассе белка сбаланс-ого по АК-ому составу. Субстратом может также явл углекисл газ, используют микроводоросли. Важно использовать в качестве сырья древесных отходов. Гидролиз древесины осущ только в присутствии катализатора при высоких темпер-х. В качестве продуцентов исп штаммы р.кандида.

studfiles.net

Способ выращивания кормовых белковых дрожжей

 

№ 146179

Класс 53g, 3 з

6а 17вз ссс|>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписные грутгы № 22б и 14

А. А. Андреев

СПОСОБ ВЪ|РАЩИВАИИЯ КОРМОВЫХ БЕЛКОВЫХ

ДРОЖЖЕЙ

Заявлено 4 сентября 1961 г. за ¹ 748674/28 — 13 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 7 за 1962 г.

Известны способы выращивания кормовых белковых дрожжей на сусле (гидролизате, сульфитных щелоках и др.).

Отличительная особенность описываемого способа заключается в том, что процесс выращивания дрожжей разделяется на две ступени: первая — выращивание в условиях высоких концентраций редуцирующих веществ; вторая — выращивание другой культуры дрожжей на более низких концентрациях редуцирующих веществ. При этом отделение дро>к>кей на первой ступени осуществляется сепарированием или флотацией.

Такой способ выращивания дрожжей обеспечивает более глубокую степень использования редуцирующих веществ.

На фиг. 1 показана схема способа выращивания дрожжей с использованием сепараторов; на фиг. 2 †. схема того же способа, но с использованием флотаторов.

В дрож>керастптельных чанах 1 первой ступени происходит выращивание дрожжей на сусле с содержанием 2 — 4% PB (1>едуциру1ощих веществ) с недобродом на этой ступени 1 — 1,2% PB. При этом утилчзируются главным образом гексозные сахара.

Выращенные на первой ступени дрожжи выделяются методом сепарирования или флотации в сепараторах 2 или во флотаторах 3.

В дрож>керастительных чанах 4 второй ступени происходит выращивание дрожжей на растворе с содержанием .1,0 — 1,2% PB с доведением недоброда до 0,2> —; 0,35% PB. При этом утилизируются все остаточные сахара, главным образом пентозные.

Вторичное выделение дрожжей происходит во флотаторах б со сбросом обработанной барды в канализацию (гидролизаты) или на упаривание (сульфитные щелока).

¹ 146179

Фиг.

Составитель В. В. Рождественский

Редактор О. Д. Ус

Текред А. А. Кудрявицкая

Корректор П. А, Евдокимов

Подп. к печ. 23.111-62 г. Формат бум. 70X108 /, Зак. 2934 Тираж 500

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при

Москва, Центр, М. Черкасский пер., Объем 0,18 изд. л

Цена 4 коп.

Совете Министров СССР д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять выращивание дрожжей на первой ступени с любой начальной концентрацией РВ, не опасаясь повышенного недоброда, так как неиспользованные сахара угилизируются на следующей ступени. Каждая ступень работает в своих условиях, и дрожжи на каждой ступени будут разные, но будут находиться в условиях постоянства среды.

Для двухкратного выделения дрожжей из дрожжевой суспензии после выращивания их рекомендуется использовать метод флотации, в связи .с чем потребность в сепараторах существенно снизится.

Предмет изобретения

Способ выращивания кормовых белковых дрожжей на гидролизате, сульфитных щелоках и т. п. среде, отл и чаю щийс я тем, что, с целью более глубокой степени использования редуцирующих веществ, сначала дрожжи выращивают на питательной среде с высоким содержанием редуцирующих веществ, отделяют дрожжи сепарированием или флотацией, а затем на истощенной среде выращивают другую культуру дрожжей до возможного истощения среды.

  

www.findpatent.ru

Способ получения кормового белка

 

Использование: биотехнология, кормопроизводство, получение кормового белка из стоков животноводческих ферм, птицефабрик и мясоперерабатывающих предприятий или их смесей. Сущность изобретения: способ включает разделение стоков на жидкую и твердую фракции, культивирование дрожжей на жидкой фракции, содержащей источник углерода, в условиях аэрации и перемешивания при pH 4,0 - 6,5 с последующим выделением целевого продукта. Новым является то, что стоки перед отделением твердой фракции подвергают спиртовому сбраживанию и этанол, образующийся в стоках, используется как дополнительный источник питания кормовых дрожжей. Достоинством способа является то, что сточная вода по содержанию вредных веществ и по показателю ХПК удовлетворяет европейским требованиям для повторного использования и сброса в открытые водоемы. При этом полученный белок является ценной кормовой добавкой к рациону животных и птиц.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения кормового белка из стоков животноводческих ферм, в которых жидкую фракцию стоков используют в качестве питательной среды для культивирования дрожжей. Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве при производстве кормов.

Переработка жидкой фракции стоков в кормовые белки позволяет не только обеспечить сельскохозяйственных животных и птиц кормами, но и частично ее утилизировать. Оставшаяся от жидкой фракции сточная вода, а также твердая фракция стоков должны быть также утилизированы. В настоящее время с ростом объемов производства сельскохозяйственных животных и птиц, продуктов их переработки, а также при строительстве таких предприятий вблизи населенных районов встает проблема утилизации стоков и улучшение экологической обстановки. Таким образом, при разработке способов получения кормовых белков из указанных стоков стоит комплексная задача получить качественные кормовые белки и обеспечить полную утилизацию стоков. По европейским требованиям сброс сточных вод в открытые водоемы или повторное их использование допускается только в том случае, если состав сточных вод приближается к составу питьевой воды по содержанию азота и фосфора, близкому к нулю, и по показателю ХПК (химическое поглощение кислорода), не превышающему 150 мг O2/л. Твердая фракция стоков должна быть переработана в безвредное для почвы органическое удобрение. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения кормового белка из стоков животноводческих ферм, включающий разделение стоков на жидкую и твердую фракции, культивирование дрожжей Candidf utilis на жидкой фракции, содержащей источник углерода, в условиях аэрации и перемешивания при pH 4,0 6,5 и температуре 24 34oC с последующим выделением целевого продукта (пат. США N 3846558, МПК A 23 K 1/00, публ. 1974 прототип). В качестве источника углерода в жидкую фракцию дополнительно вводят пекарские дрожжи и сахар. После окончания процесса культивирования образующуюся дрожжевую суспензию разделяют на биомассу дрожжей (кормовой белок) и сточную воду. Биомасса содержит следующие аминокислоты, мас. в сухом состоянии: лизин 1,03; гистидин 0,36; аргинин 0,91; аспарагиновая кислота 1,51; пролин 0,82; глицин 0,98; аланин 1,16; валин 0,88; метионин 0,34; изолейцин 0,75; тирозин 0,63; фенилаланин 0,83; триптофан 0,1; лейцин 1,44. Биомасса после термообработки может использоваться в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц. Нами было установлено, что при культивировании дрожжей на жидкой фракции свежих стоков добавлением источника углерода сточная вода содержит допустимые количества азота и фосфора (мг/л -5, P-3), но имеет высокий показатель ХПК 300 мг O2/л, и поэтому возникает проблема ее дополнительной очистки. Твердая фракция, выделенная из стоков, для ее утилизации должна быть дополнительно переработана в органические удобрения. В патенте указано, что культивирование дрожжей осуществляют при pH 4,0 6,5. Однако, при Ph близких к 6,0 возникает вероятность роста естественной бактериальной микрофлоры стоков, pH оптимум для которой составляет 6,0 7,5. Кроме того, в способе используют дорогостоящие пищевые продукты (сахар и пекарские дрожжи), что делает способ экономически невыгодным. Таким образом, способ по прототипу не обеспечивает полную утилизацию стоков и является дорогостоящим. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение полной утилизации стоков и удешевление процесса. Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кормового белка из стоков животноводческих ферм, включающем разделение стоков на жидкую и сгущенную фракции, культивирование кормовых дрожжей Candida utilis на жидкой фракции стоков в условиях аэрации и перемешивания при pH 4,0 6,5 и выделение целевого продукта в виде биомассы дрожжей, технологический процесс дополняется тем, что сгущенную фракцию стоков подвергают спиртовому сбраживанию с помощью дрожжей-сахаромицетов с последующим отделением жидкой части суспензии, которую используют как дополнительный источник питания при культивировании кормовых дрожжей. В результате стала возможной полная утилизация стоков за счет того, что твердая фаза, отделенная от сброженной суспензии сахаромицетов является готовым органическим удобрением, содержащим необходимые для почвы обогощающие ее компоненты, а сточные воды, полученные после выделения целевого продукта (биомассы дрожжей) удовлетворяют европейским требованиям не только по содержанию азота и фосфора (как по прототипу), но и по показателю ХПК, который составляет 150 мг O2/л и менее (т.е. уменьшается в 2 раза и более). Такая сточная вода может быть повторно использована или сброшена в водоемы. Тем самым решается вопрос экологической безопасности производства. Указанный эффект уменьшение показателя ХПК сточной воды, является неожиданным, а сохранение благоприятной экологической ситуации при производстве кормовых белковых препаратов на основе дрожжей является актуальной задачей данного типа производства. В предлагаемом способе для получения кормовых белков используют стоки животноводческих ферм, например свиноводческих, птицеферм и мясоперерабатывающих предприятий или их смеси, которые содержат необходимые элементы для культивирования дрожжей и которые разделяют на сгущенную и осветленную фракции. В сгущенную часть можно вводить дополнительные источники микроэлементов, например куриный помет, шахтные воды, молочную сыворотку и другие, и помещают в бродильный чан и подвергают спиртовому сбраживанию в известных для таких процессов условиях: при pH 3,0 8,0 и температуре 15 - 35oC. Для начала процесса брожения в среду добавляют сахаромицентные дрожжи. Процесс брожения заканчивается через 2 3 суток. Затем сброженные стоки разделяют на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция представляет собой готовое органическое удобрение и без дополнительной переработки вывозится на поля. Жидкую фракцию направляют в ферментатор для культивирования дрожжей. Содержание твердых частиц в жидкой фракции нежелательно, так как они загрязняют образующуюся биомассу токсичными веществами, но допустимо до 0,9% Оптимальное содержание этанола в культуральной среде составляет 2 3 г/л. Возможно культивирование дрожжей в присутствии меньших и больших качеств этанола, но это приведет к замедлению роста культуры. Если в жидкой фракции в процессе брожения образуется этанол в количестве большем, чем оптимальное, то перед ферметацией ее разбавляют жидкой фракцией свежих стоков. Для получения кормового белка используют дрожжи вида Candida utilis, которые выращивают на осветленной фракции стоков. Возможно применение других штаммов дрожжей. Культивирование дрожжей осуществляют в условиях аэрации и перемешивания при pH 4,0 6,5 и температуре 25 35oC. Использование дополнительного компонента жидкой части сброженной сахаромицетами сгущенной фракции стоков в дальнейшем при культивировании дрожжей подавляет рост естественной бактериальной микрофлоры при pH близких к 6,0 и дополняет культуральную добавочными питательными компонентами. После окончания процесса культивирования образующуюся дрожжевую суспензию разделяют известными приемами, например коагуляцией, сгущением, на биомассу дрожжей (кормовой белок) и сточную воду. Кормовой белок можно использовать в виде дрожжевой суспензии или в сухом виде после термообработки. Сточная вода содержит допустимые количества азота и фосфора и имеет показатель ХПК не более 150 мг O2/л. Она может быть использована для смыва навоза (помета и т.д.) в этих же хозяйствах или сброшена в открытый водоем. Ниже приведен конкретный пример осуществления предлагаемого изобретения. Пример Свиноферма, содержащая 10000 голов свиней с водопоглощением 20 л на голову в сутки, имеет 200 м3 стоков в сутки, содержащих 8 т навоза. Стоки содержат вещества, мг/л: Аммонийный азот 500 Фосфаты 600 Нитриты 11,8 Нитраты 12,5 и имеют показатель ХПК 17900 мг O2/л. Стоки разделяют отстаиванием на сгущенную и жидкую фракцию. Сгущенную фракцию стоков направляют в бродильные чаны, где после смешивания их с закваской, приготовленной на основе сахаромицетных дрожжей, подвергают спиртовому сбраживанию, поддерживая температуру 253oC и pH 62. Процесс брожения заканчивается через 3 суток. Затем сброженную массу насосом перекачивают в сепаратор, где разделяют на жидкую и твердую фракции с влажностью 20% Твердая фракция представляет собой готовое органическое удобрение, которое без дополнительной переработки вывозится на поля. Жидкую фракцию очищают в отстойнике до содержания твердых частиц 0,3% Жидкая фракция содержит этанола 2,7 г/л. Ее подают в ферментатор объемом 60 м3, добавляют туда 20 м3 жидкой фракции исходных стоков, туда же добавляют из засевного ферментатора Candida utilis ВСБ 651 (концентрация дрожжей 18 г/л по АСВ) и осуществляют процесс выращивания биомассы, поддерживая температуру 25 35oC и pH 4,0 6,5, в условиях аэрации воздухом из расчета и перемешивания. Спустя 2 3 ч, когда концентрация биомассы в среде достигает 18 г/л (по АСВ), содержание азота и фосфора становится близким к 0, цикл выращивания считается законченным. Из ферментатора дрожжевую суспензию направляют на отделение влаги до 50% -го ее содержания на сепараторе. После термообработки при 90oC в течение 1 ч суспензию используют в качестве кормовой добавки к комбикормам. Для повышения срока хранения кормовой добавки суспензию высушивают до содержания влаги не более 12% Полученные 6 т (по АСВ) кормового белка содержат 53% протеина. Аминокислотный состав протеина, (по АСВ): лизин 4,8; гистидин 1,8; триптофан 0,8; аспарагиновая кислота 4,8; аргинин 3,2; пролин 2,0; глицин 2,5; аланин 3,3; метионин 0,8; валин 2,8; изолейцин 2,8; лейцин 3,9; фенилаланин 2,5; тирозин 2,1; треонин 3,0; серин 3,0; глутаминовая кислота 5,8; цистин 0,6. Полученный кормовой белок богат витаминами, содержит необходимые для жизнедеятельности организма животных минеральные элементы: калий, фосфор, магний, калий, натрий, железо, марганец, цинк. Освобожденная от биомассы сточная вода в количестве 170 м3 содержит вредных веществ, мг/л: аммонийный азот 3; фосфаты 4,1; нитриты - 0,02; нитраты 1,3, и имеют показатель ХПК 130 мг O2/л. Сточную воду направляют на свиноферму для повторного использования, дополняя недостающие 30 м3 воды до ежесуточного потребления (200 м3) из водоема. Таким образом, в предлагаемом способе дорогостоящие пищевые продукты заменены на этанол, образующийся в стоках при спиртовом сбраживании. Это привело к удешевлению процесса. Кроме того, этот способ позволяет полностью утилизировать используемые стоки: твердая фракция стоков без дополнительной переработки может использоваться как органическое удобрение, а сточная вода по содержанию вредных веществ и по показателю ХПК удовлетворяет европейским требованиям для повторного использования и сброса в открытые водоемы. При этом полученный белок является ценной кормовой добавкой к рациону животных и птиц.

Формула изобретения

Способ получения кормового белка из стоков животноводческих ферм, включающий разделение стоков на жидкую и сгущенную фракции, культивирование кормовых дрожжей Candida utilis на жидкой фракции стоков в условиях аэрации и перемешивания при pH 4,0 6,5 и выделение целевого продукта в виде биомассы дрожжей, отличающийся тем, что при культивировании дрожжей в качестве дополнительного источника питания используют жидкую часть сброженной дрожжами-сахаромицетами сгущенной фракции стоков.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.05.1999

Номер и год публикации бюллетеня: 32-2002

Извещение опубликовано: 20.11.2002        

www.findpatent.ru

способ получения белково-витаминного корма и устройство для выращивания кормовых дрожжей - патент РФ 2127984

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению белково-витаминного корма, который используется в животноводстве, птицеводстве и рыбном хозяйстве. Способ получения белково-витаминного корма включает несколько стадий. Выращивание биомассы кормовых дрожжей осуществляют на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли. Проводят смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных сельскохозяйственных отходов, гидролиз смеси и ее сушку. Новым в способе является то, что дрожжевую суспензию перед смешиванием с наполнителем сгущают до содержания сухих веществ 30-60% и стадии смешивания сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиза смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100-160oC. Устройство для выращивания кормовых дрожжей включает две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость. Снаружи емкостей размещен воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них. Новым в устройстве является то, что на входных участках воздушного кол-лектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов. Устройство имеет высокую производительность и позволяет проводить процесс в автоматическом режиме. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил. Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению белково-витаминного корма, который используется в животноводстве, птицеводстве и рыбном хозяйстве. Белково-витаминные корма представляют собой определенным образом полученную и обработанную смесь кормовых белков и сухого белкового наполнителя и/или измельченных отходов сельскохозяйственного производства. Поэтому основными технологическими стадиями получения кормов являются выращивание кормовых дрожжей на питательных средах и смешивание образующейся дрожжевой суспензии с сухими компонентами. В качестве питательных сред для выращивания кормовых дрожжей используют всевозможные жидкие стоки, содержащие органические соединения и/или минеральные соли, например, стоки животноводческих ферм, птицеферм, стоки целлюлозно-бумажной промышленности, пищевой промышленности (например, молочная сыворотка, послеспиртовая барда), стоки, содержащие нефть, стоки гальванических производств и другие. Стоки отличаются друг от друга по природе и количеству содержащихся в них органических соединений и минеральных солей. Штаммы дрожжей подбираются таким образом, чтобы они при своем росте максимально использовали содержащиеся в стоках вещества. При этом добавка недостающих для роста дрожжей компонентов должна быть минимальной, тогда использование стоков в качестве питательной среды будет иметь экономическую целесообразность и решать экологическую задачу их очистки. Перспективу широкого промышленного использования имеют способы получения кормов, которые обеспечивают получение качественной продукции (кормов с высоким содержанием протеинов, хорошей усвояемостью и длительным сроком хранения), а также отличаются простотой технологии, небольшой продолжительностью и малой энергоемкостью, что обеспечивает низкую себестоимость продукции. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения белково-витаминного корма для животных, включающий коагуляцию зерновой (послеспиртовой) барды, разделение ее на жидкую и твердую фракции, выращивание кормовых дрожжей на жидкой фракции, отделенной после коагуляции, смешивание полученной дрожжевой суспензии с твердой фракцией барды и с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства (кукурузные кочерыжки, солома, подсолнечная лузга и др.). Полученную смесь подвергают гидролизу кипячением (температура выше 100oC) и сушке (а.с. СССР 1024052. МПК A 23 K 1/06, C 12 N 1/16, публ. 1983). Недостатком известного способа является его многостадийность, большая длительность процесса, высокая энергоемкость и недостаточно хорошее качество готового продукта (по содержанию протеинов). Технический результат изобретения в части способа заключается в его упрощении, интенсификации, снижении энергоемкости и улучшении качества готового продукта (повышении содержания протеинов). Для достижения этого результата в предложенном способе получения белково-витаминного корма, включающем выращивание биомассы кормовых дрожжей на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли, смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства, гидролиз смеси и ее сушку, полученную дрожжевую суспензию перед смешиванием сгущают до содержания сухих веществ 30-60% и смешивание сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиз смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100-160oC. Сгущение дрожжевой суспензии следует проводить на гидротурбоциклоне. Известно устройство для выращивания кормовых дрожжей, включающее две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, представляющим собой клапанную коробку, клапаны которой управляются поплавком, расположенным в одной из емкостей (RU патент N 2058992, МПК A 23 K 1/00, публ. 1996). Недостатком известного устройства является то, что со временем на поплавке и клапанах скапливается дрожжевая биомасса, что приводит к его остановке. Поэтому необходимо периодически останавливать работу устройства для очистки поплавковой системы и клапанной коробки. Это снижает производительность процесса, проводимого в устройстве, делает невозможным его непрерывное осуществление и усложняет управление его работой. Технический результат изобретения, касающегося устройства для выращивания кормовых дрожжей по предложенному способу, заключается в увеличении его производительности и обеспечении возможности автоматизации процесса. Этот технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве для выращивания кормовых дрожжей, включающем две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, на входных участках воздушного коллектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов. Способ получения белково-витаминного корма осуществляют следующим образом. При осуществлении предложенного способа для выращивания кормовых дрожжей можно использовать различные жидкие стоки. В случае использования стоков, содержащих твердую фракцию, например, послеспиртовая барда, стоки животноводческих и птицеводческих ферм, как отмечалось выше, требуется предварительное отделение твердой фракции, которая в зависимости от пищевой ценности может быть включена или не включена в конечный продукт кормового назначения. В рамках способа можно использовать для этого самоочищающуюся центрифугу, принцип действия которой основан на разделении фракций во время прохождения через нее стоков. Поэтому эта стадия не оказывает столь значительного влияния на продолжительность всего процесса, как в известном способе, где для коагуляции требуется 11 часов. Кроме того, на этой стадии в предложенном способе не используются коагулянты, которые могут являться загрязнителями конечных продуктов (очищенные сточные воды и корма). Сточная вода, выходящая из сепаратора, в качестве которого можно использовать, например, гидротурбоциклон, имеет достаточную для повторного использования степень очистки. Молочная сыворотка, стоки, содержащие нефть, стоки целлюлозно-бумажных комбинатов не требуют предварительного центрифугирования, а используются непосредственно для выращивания дрожжей. Жидкую питательную среду, содержащую необходимые питательные элементы, засевают кормовыми дрожжами Candida utilis, Hansenula species и др. Процесс выращивания осуществляют при 30-35oC и pH 4,0-5,0 в условиях аэрации и перемешивания. Затем полученную дрожжевую суспензию сгущают до содержания сухих веществ 30-60% (например, в гидротурбоциклоне) и подают в экструдер с сухим наполнителем, представляющим собой, например, отходы зерна, где одновременно происходят смешивание, гидролиз и плазматация компонентов, так как температура на этой стадии 100-160oC. Данная стадия за счет повышенной температуры включает также и сушку полученного целевого продукта. Пример. Послеспиртовую барду разделяют на самоочищающейся центрифуге производительностью 200 т/сутки на жидкую фракцию (136 т/сутки) и твердую (с 75% влажностью) фракцию (64 т/сутки). Жидкую фракцию после отстоя и раствор солей (в данном случае для штамма Candida utilis достаточно добавления до 2 мг/л сернокислых цинка, марганца и меди) направляют в устройство для выращивания кормовых дрожжей - 100 кубовую емкость устройства для выращивания дрожжей, где показатель pH, равный 4,2, поддерживают титрованием при необходимости каустиком, а температуру 32oC - термостатированием с помощью рубашки аппарата или теплообменника. Естественная бактериальная микрофлора стоков подавляется фосфорной кислотой при pH, равном 4,2, при этом поддерживается соотношение азота и фосфора, равное 2:1. Устройство работает непрерывно с подачей 136 т/сутки жидкой фракции в верхний натрубок и откачкой 136 т/сутки дрожжевой суспензии из противоположного нижнего натрубка. Перемешивание осуществляется жидкими струями, циркулирующими в перепускных трубах со скоростью 2 м/с, скорость задается на блоке электронного управления. Электромагнитные клапаны через равные промежутки времени выпускают избыточный воздух через каплеотделители. Воздух подают в аэраторы, где при турбулентном перемешивании происходит его диспергирование. Полученную дрожжевую суспензию подают в гидротурбоциклон, где происходит ее сгущение до 50%-ного содержания влаги, при этом очищенную воду (содержание фосфора, азота до 5 мг/л) возвращают в технологический цикл производства (130 т/сутки). 6 т/сутки полученной сгущенной дрожжевой суспензии с 55%-ным содержанием протеина (включая высокое содержание заменимых и незаменимых аминокислот), содержащей также витамины, макро- и микроэлементы, подают с твердой фракцией барды (64 т/сутки) и 12 т/сутки отходов зерна 14%-ной влажности, остающихся на 1 мм сите в производстве спирта, в экструдер с обогреваемыми стенками (100-160oC). В нем происходит перемешивание, плющение, гидролиз и плазматация подаваемых компонентов с удалением избытка влаги. Получают 36 т/сутки белково-витаминного корма с содержанием влаги не более 14%, протеина не менее 50%. Аналогично изложенному примеру получают корма с использованием для выращивания кормовых дрожжей стоков свиноводческих и птицеводческих ферм, с той разницей, что используют штаммы дрожжей Candida utilis и Hansenula species и твердые фракции стоков не используют в дальнейшем приготовлении кормов, а направляют для использования в качестве органического удобрения. При переработке 520 т/сутки свиных стоков (или этого же количества куриных стоков) образующиеся 6 т/сутки сгущенной дрожжевой суспензии смешивают с 30 т/сутки сухих компонентов комбикормов и получают 35 т/сутки корма с содержанием влаги не более 14%, протеина 50%, кроме того, получают 400 м3/сутки очищенной воды и 20 т/сутки органического удобрения. При использовании молочной сыворотки, стоков целлюлозно-бумажных комбинатов, стоков, загрязненных нефтью, не требуется предварительной стадии разделения стоков на фракции. При осуществлении процесса по примеру, только без центрифугирования, 30 т/сутки молочной сыворотки с использованием штамма дрожжей Candida pseudotropicalis получают 2 т/сутки сгущенной дрожжевой суспензии и, смешивая их с 12 т/сутки соевого шрота, получают 13 т/сутки белково-витаминного корма с содержанием влаги не более 14%, протеина 52%. Получают также 25 т/сутки очищенной воды. Полученные по предлагаемому способу корма сразу после экспандирования легко гранулируются. Сточная вода, получаемая после отделения белка, имеет достаточную для повторного использования степень очистки. Предлагаемый технологический процесс может быть как периодическим, так и непрерывным. Экономическая эффективность предлагаемого способа и целесообразность его промышленного использования подтверждаются данными, приведенными в таблице. Устройство для выращивания кормовых дрожжей на фиг. 1 схематично изображено в разрезе, а на фиг. 2 - то же, вариант. Устройство включает две герметичные цилиндрические емкости 1 и 2, снабженные патрубками 3 и 4 для подвода воздуха, патрубком 5 для подвода питательной среды в виде стоков с инокулятом дрожжей, патрубками 6 - для отвода культуральной жидкости и аэраторами 7 и 8, расположенными над днищами емкостей. Снаружи над емкостями установлен воздушный коллектор 8 с отводным патрубком 9, снабженный средством для поочередного отвода воздуха из них, состоящим из управляемых электромагнитных клапанов 10 и 11, связанных с электронным блоком управления (на чертеже не показан). На входных участках 12 и 13 воздушного коллектора установлены каплеотделители 14 и 15 отработанного воздуха, например, в виде гидроциклонов. Воздушный коллектор сообщается с газовым пространством емкостей при помощи входного 16 и выходного 17 патрубков для прохождения воздуха через эти гидроциклоны, а патрубки 18 для отвода отделенной жидкости подключены к емкостям. Емкости 1 и 2 сообщены между собой перепускными трубами 19 и 20 с заслонками 21 на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость. Емкости 1 и 2 могут быть установлены вертикально (см. фиг. 1) и горизонтально (см. фиг. 2). Целесообразно, чтобы перепускные трубы 19 и 20 были расположены так, чтобы их оси составляли угол 30-45o к горизонтальной плоскости. Вертикальное расположение емкостей следует использовать при выращивании кормовых дрожжей периодическим способом (метод отлива-долива). Горизонтальное расположение емкостей можно использовать как при периодическом процессе выращивания, так и непрерывном при наличии больших объемов стоков. Устройство работает следующим образом. Емкости 1 и 2 заполняют жидкой фракцией используемого стока с инокулятом дрожжей. Подают воздух по патрубкам 3 и 4 в аэраторы 7 и 8 и при закрытых электромагнитных клапанах 10, 11 создают давление в емкостях (0,08 - 0,1 кгс/см2). На блоке электронного управления задают частоту (время) открытия - закрытия указанных клапанов. При открытом электромагнитном клапане 10 емкость 2 сообщается с атмосферой, а в емкости 1 накапливается воздух, передавливая часть жидкости сверху вниз в емкость 2 по перепускной трубе 20. Уровень жидкости в емкости 1 понижается до момента переключения клапанов. Клапан 10 закрывается, а клапан 11 открывается, при этом воздух из емкости 1 отводится через патрубок 16 в гидроциклон 15, в котором происходит отделение капель культуральной жидкости от воздуха. Очищенный воздух поступает через выходной патрубок 17 в воздушный коллектор 8 и через клапан 11 и патрубок 9 отводится в атмосферу. Капли культуральной жидкости через патрубок 18 сливаются в емкость. В это время воздух в емкости 2 накапливается, жидкость перелавливается вниз по перепускной трубе 19 в другую емкость. Таким образом объем жидкости по перепускным трубам 19 и 20 передавливается из емкости в емкость. В связи с тем, что поток жидкости из труб направляется под углом на выходящий из аэраторов 7,8 поток воздуха, происходит его диспергирование и создается турбулентное перемешивание в емкостях. Суспензия выращенных кормовых дрожжей отводится из емкостей через патрубки 6 и направляется на сгущение. Предложенная конструкция устройства для выращивания дрожжей обеспечивает высокую производительность его и позволяет проводить процесс в автоматическом режиме. Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ получения белково-витаминного корма по сравнению с известным имеет более простую технологию за счет уменьшения количества стадий, минимальную продолжительность, которая равна суммарному времени прохождения обрабатываемого потока через все аппараты. При разделении стоков на твердую и жидкую фракции энергозатраты отсутствуют, так как они входят в затраты перекачивающего стоки насоса. Энергозатраты при выращивании кормовых дрожжей не менее, чем в 2 раза, ниже, чем в известном, из-за отсутствия механического перемешивания. Отсутствует энергоемкая стадия сушки кормовой смеси. Удельная часть энергозатрат в себестоимости корма, полученного по предлагаемому способу, составляет 7-15% в зависимости от вида используемых стоков. Предлагаемая технология позволяет получить корма высокого качества: содержание протеинов - не менее 50%, большее содержание аминокислот, например, весьма важных лизина фенилаланина, арганина, содержание влаги - не более 14%, отсутствие живых клеток бактериальных и дрожжевых культур.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения белково-витаминного корма, включающий выращивание биомассы кормовых дрожжей на жидкой среде, содержащей органические соединения и/или минеральные соли, смешивание полученной дрожжевой суспензии с сухим белковым наполнителем и/или с наполнителем из измельченных отходов сельскохозяйственного производства, гидролиз смеси и ее сушку, отличающийся тем, что полученную дрожжевую суспензию перед смешиванием сгущают до содержания сухих веществ 30 - 60% и смешивание сгущенной дрожжевой суспензии с указанным наполнителем, гидролиз смеси и сушку проводят одновременно в экструдере при температуре 100 - 160oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сгущение дрожжевой суспензии проводят на гидротурбоциклоне. 3. Устройство для выращивания кормовых дрожжей, включающее две герметичные цилиндрические емкости, снабженные расположенными над днищами аэраторами и сообщенные между собой перепускными трубами с заслонками на выходе для перетока культуральной жидкости из емкости в емкость, и размещенный снаружи емкостей воздушный коллектор с отводным патрубком, сообщенный с газовым пространством емкостей и снабженный средством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, отличающееся тем, что на входных участках воздушного коллектора установлены каплеотделители для отработанного воздуха, при этом средство для поочередного отвода последнего состоит из управляемых электромагнитных клапанов.

www.freepatent.ru

Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae, обладающий амилазной активностью для получения кормового белкового продукта, и способ производства кормового белкового продукта

Группа изобретений относится к области производства кормов, в частности к разработке способа микробиологического производства кормовых дрожжей на отходах зернового сырья. Способ предусматривает подготовку зернового сырья путем размалывания его до частиц размером 120-160 мкм. Далее из размолотого зернового сырья готовят водную суспензию с содержанием сухих веществ 15-25%. Полученную суспензию из зернового сырья осахаривают с помощью α-амилаз и глюкоамилаз до содержания в суспензии глюкозы 6-10%. В полученную суспензию вносят источники азота и фосфора из расчета, что на синтез 1 г биомассы необходимо 90 мг азота и 45 мг фосфора. В полученную питательную среду вносят культуру-продуцент штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, обладающий амилазной активностью, который депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) и может быть использован при производстве кормового белка. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae

ВКПМ Y-3585 непрерывно выращивают в многосекционном аппарате с подачей питательной среды одновременно по нескольким секциям с последующим концентрированием суспензии на вакуум-выпарке и сушкой. Влагу, высвобождающуюся на стадиях вакуум-выпарки и сушки, используют для приготовления водной суспензии зернового сырья. Изобретения позволяют повысить выход сырого протеина и истинного белка. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

1. Область техники

Группа изобретений относится к области производства кормов.

2. Уровень техники

Известно, что традиционным сырьем для производства кормовых дрожжей в СССР были гидролизаты древесины и других растительных отходов, барда гидролизных и спиртовых заводов, щелоки целлюлозобумажных комбинатов, отходы капролактамового производства, молочная сыворотка, свеклосахарная меласса, мелассная и зерновая барда спиртовых заводов, жидкие углеводороды и метан. В настоящее время функционируют заводы по производству кормовых дрожжей только на гидролизатах древесины и послеспиртовой барде. В результате сокращения числа микробиологических предприятий объем производства кормового белка в кормах сельскохозяйственных животных и птиц недостаточен. Согласно подписанной президентом России доктрины, для обеспечения собственным продовольствием на 80-90% дефицит кормовых продуктов может составить не менее 1 млн тонн.

В связи с изложенным, интенсификация биотехнологического производства кормового белка является актуальной и может быть достигнута путем создания новых производств или реконструкции действующих заводов, в частности спиртовых, с использованием новейших технологий и новых видов сырья.

В последние годы значительные усилия были направлены на разработку технологий производства кормового белка на основе отходов спиртовой (послеспиртовой барды) и мукомольной (отрубей, муки) промышленностей и смеси барды с отходами зернового сырья (патент РФ №2159287; патент РФ №2140449; авторское свидетельство СССР №1595900; авторское свидетельство СССР №1571061; авторское свидетельство СССР №1532580; авторское свидетельство СССР №1507787; патент РФ №2054881 и др.). В качестве культур-продуцентов в перечисленных изобретениях используют дрожжеподобные несовершенные грибы рода Candida.

Более перспективными с биологической точки зрения являются штаммы дрожжей, по систематическому положению относящиеся к совершенным грибам. Так, например, известны штаммы сахаромицетов, которые применяются для производства кормовой биомассы (патент Франции №2646435; патент Франции №2646436; авт. свид. СССР №1677057; №1742320; №1575570 ДСП; патент США №4379845). Недостатком известных штаммов микроорганизмов является отсутствие способности к активному росту в условиях длительного нестерильного процесса культивирования.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому способу является патент РФ №2220590 «Способ получения кормового белкового продукта на основе зернового сырья».

Сущность известного способа заключается в том, что выращивание микроорганизмов - продуцентов белка проводят в условиях аэрации на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода отруби и/или муку злаковых культур, обработанных кавитационным аппаратом РПА в течение 20-50 минут при гидромодуле (соотношении сырья и воды) 1:5-1:8. В качестве продуцентов белка используют смесь (в различных соотношениях и композициях) дрожжей - сахаромицетов Saccharomyces cerevisiae (S.diastaticus) BKIIM Y-1218, совершенного гриба Endomycopsis fibuligera ВСБ-12 и/или бактерий Acinetobacter calcoaceticus 0-1, обладающих амилолитическими ферментами, а также несовершенных грибов Trichosporon cutaneum ВСБ-775, Polyporus sguamosus ВСБ-917, утилизирующих продукты метаболизма дрожжей, грибов и бактерий, и которые составляют 20-30% от общего числа микроорганизмов.

Технические новшества, согласно известному способу, включают низкий гидромодуль (1:5-1:8), что позволяет вести процесс ферментации при концентрации сухих веществ в среде 10-11%; кавитационную обработку зернового сырья (не менее 20 мин), которая делает доступными для микроорганизмов углеводы (редуцирующие вещества - РВ без инверсии 0,7-1,3%) и минеральные элементы растительного сырья; использование смеси микроорганизмов-продуцентов белка, в которой дрожжи, совершенные грибы и бактерии осуществляют разложение крахмала зернового сырья до углеводов при одновременном их потреблении, обеспечивая прирост биомассы; несовершенные грибы утилизируют органические кислоты - продукты метаболизма дрожжей и бактерий с одновременным приростом биомассы и снижением кислотности среды и конечного продукта.

Недостатками известного способа являются: низкое содержание свободных углеводов - редуцирующих веществ после кавитационной обработки сырья; отсутствие указания оптимального значения гидромодуля, обеспечивающего максимально возможное содержание сухих веществ в питательной среде; отсутствие оптимальных параметров термообработки сырья, в частности температуры и времени выдерживания; использование в качестве культур-продуцентов белка нескольких штаммов дрожжей, совершенных и несовершенных грибов, а также бактерий, которые имеют различное таксономическое положение и различные, часто не совпадающие параметры роста, в частности температуру и рН.

В связи с изложенным задача настоящего изобретения заключалась в разработке способа производства кормового белка, который содержит ряд технических и технологических приемов, обеспечивающих повышение производительности, отсутствие отходов производства и экономию расхода пара и воды.

Технический результат при осуществлении заявленного способа с использованием штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585 заключается в повышении содержания сырого протеина и истинного белка.

В ближайшем аналоге содержание сырого протеина составляет 43-58,2%, а истинного белка - 32,4%. В предложенном способе содержание сырого протеина составляет 49-60%, а истинного белка - 33-26% соответственно.

Технический результат достигается путем:

- введения стадии подготовки зернового сырья (отрубей, зерна и дерти) путем их размалывания с помощью мельницы, принцип действия которой основан на высоком давлении и деформационном сдвиге (ВДиДС), с образованием частиц размером 120-160 микрон, что ускоряет и повышает эффективность процесса осахаривания;

- включения в технологию стадии осахаривания, которая осуществляется с помощью амилолитических ферментов (α-амилаз и глюкоамилаз), обеспечивающих максимальное разложение крахмала до глюкозы, что позволяет увеличить содержание глюкозы в питательной среде до 6-10%, за счет чего достигается увеличение прироста биомассы дрожжей на стадии выращивания и повышение содержания истинного белка в готовом продукте;

- применения нового способа приготовления питательной среды в виде водной суспензии размолотых отрубей, зерна и дерти, а также муки с концентрацией сухих веществ 15-25%, что позволяет исключить стадию сепарации после процесса выращивания дрожжей и повысить производительность;

- ведения процесса непрерывного культивирования дрожжей в многосекционном аппарате при рассредоточенной и одновременной подаче питательной среды по отдельным секциям, что позволяет равномерно распределить в общем объеме аппарата высокие концентрации глюкозы и сухих веществ, содержащихся в питательной среде, обеспечить ведение процесса выращивания в аппарате с невысоким массообменном и удешевить стоимость аппарата;

- экономии водопотребления за счет повторного использования воды со стадии вакуум-выпарки на стадии приготовления питательной среды, что позволяет обеспечить экологическую безопасность производства, экономию воды и снизить тем самым материальные затраты на производство продукта и его себестоимость;

- экономии пара за счет общей системы паропотребления на стадиях вакуум-выпарки и сушки, что позволяет обеспечить экологическую безопасность производства и снизить материальные затраты на производство продукта и его себестоимость;

- использования в качестве культуры-продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВСБ-193, обладающего амилазной и глюкоамилазной активностями и характеризующегося активным ростом на минеральной среде с крахмалом и отходами зернового сырья. Штамм депонирован во ФГУП «ГосНИИгенетика» под номером Y-3585.

3. Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении содержания сырого протеина и истинного белка в кормовом продукте, интенсификации и создании безотдходного производства кормового белка дрожжами на основе зернового сырья, в качестве которого используют, например, некондиционное зерно, и/или измельченные отруби, и/или дерть, и/или муку, путем размалывания его до частиц размером 120-160 мкм, приготовления водной суспензии зернового сырья с концентрацией сухих веществ 15-25%, осахаривания зернового сырья с помощью α-амилаз и глюкоамилаз до содержания глюкозы 6-10%, внесения в полученную суспензию источников азота и фосфора, в качестве которых используются аммонийные и фосфатные соли или удобрения, в том числе аммофос, диаммофос, нитрофоска, из расчета, что на синтез 1 г биомассы необходимо 90 мг азота и 45 мг фосфора с получением питательной среды, внесение в питательную среду культуры-продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, непрерывное его выращивание в многосекционном аппарате с подачей питательной среды одновременно по нескольким секциям с последующим концентрированием суспензии на вакуум-выпарке и сушкой. При этом влагу, высвобождающуюся на стадиях вакуум-выпарки и сушки, используют для приготовления водной суспензии зернового сырья.

В качестве культуры-продуцента используется штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, полученный путем селекции методом накопительных культур из биоценоза отрубей. Штамм является сапрофитным (непатогенным) и имеет пищевое назначение. Штамм дрожжей активно растет на минеральной среде с нативным растворимым и нерастворимым крахмалом (амилозой и амилопектином соответственно). Способен расти в широком диапазоне рН среды 3,0-6,5. Температура выращивания 28-34°С, оптимальная температура 30-32°С; оптимальный рН 5,0-5,5. Коэффициент разбавления среды в непрерывном процессе культивирования (скорость роста) составляет 0,15-0,2 ч -1 в зависимости от вида зернового сырья. Продуктивность штамма составляет 2,3-5,0 кг/м 3/ч в зависимости от вида и концентрации зернового сырья. Содержание сырого протеина в готовом продукте 49-60%, а истинного белка - 38% в зависимости от вида и концентрации зернового сырья в питательной среде.

Штамм хранится во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов в пробирках на сусло-агаре или в лиофилизированном виде.

4. Реализация заявленного способа

Предлагаемый способ предусматривает процесс непрерывного выращивания штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, осуществляемый в условиях аэрации и перемешивания в многосекционном аппарате, в который непрерывно и одновременно по нескольким секциям поступает питательная среда, приготовленная на основе зернового сырья (отруби, зерно, дерть, мука). В качестве зерна может использоваться в том числе некондиционное зерно.

Способ включает в себя несколько стадий:

Подготовку питательной среды, которая сама по себе включает несколько стадий:

- Подготовку зернового сырья - отрубей, зерна, муки или дерти путем размалывания с помощью мельницы до образования частиц размером 120-160 мкм;

- Приготовление водной суспензии размолотых отрубей, и/или зерна, и/или дерти, и/или муки с концентрацией сухих веществ 15-25%. При этом каждый вид зернового сырья, используемого в заявленном способе, может быть использован как по отдельности, так и вместе в любых соотношениях и сочетаниях. Использование в таких комбинациях зернового сырья позволяет осуществить заявленный способ с повышенным содержанием сырого протеина и истинного белка, поскольку этот момент влияет на содержание глюкозы;

- Осахаривание подготовленной водной суспензии размолотых отрубей, и/или зерна, и/или дерти, а также муки с использованием ферментов (амилаз и глюкомилаз), разлагающих крахмал, входящий в состав зернового сырья до декстринов. Далее декстрины под действием глюкоамилаз разлагаются до глюкозы, содержание которой может составить 6-10%.

В приготовленную водную суспензию вносят источники азота и фосфора в виде аммонийных и фосфатных солей или удобрений, например аммофоса, или диаммофоса, или нитрофоски из расчета, что на синтез 1 г биомассы необходимо 90 мг азота и 45 мг фосфора.

Процесс выращивания осуществляется в условиях аэрации и перемешивания в непрерывном режиме в многосекционном аппарате при концентрировании глюкозы до 2% и содержании сухих веществ до 1,5-2,5% в каждой секции за счет рассредоточенной по нескольким секциям аппарата подачи питательной среды с исходной концентрацией сухих веществ в водной суспензии, входящей в состав питательной среды, 15-25% и глюкозы 6-10%

Питательная среда из аппарата выращивания, обогащенная биомассой дрожжей, направляется, минуя стадию сепарации, на вакуум-выпарку для сгущения суспензии до концентрации сухих веществ в питательной среде 40%. Пар, образующийся на вакуум-выпарке, конденсируется и направляется на приготовление питательной среды. Сконцентрированная питательная среда из вакуум-выпарки направляется на сушилку, где сушится, и таким образом получается готовый продукт, обогащенный дрожжевым белком. Безотходное производство, помимо упомянутого выше замкнутого цикла водопотребления, достигается тем, что вакуум-выпарка и сушка объединены единой системой пара.

Предлагаемый способ предусматривает несколько стадий применения: лабораторную и промышленную.

Лабораторная стадия предложенного способа заключается в стадии подготовки питательной среды, которая предусматривает следующие стадии:

- стадию подготовки зернового сырья;

- приготовление суспензии размолотого зернового сырья;

- осахаривание приготовленной водной суспензии из размолотого сырья.

Лабораторная стадия реализации заявленного способа показана следующими примерами.

Пример 1

Пшеничные отруби, нативные (необработанные) и обработанные путем размельчения на мельнице до размера частиц 120 мкм, а также пшеничная мука были использованы отдельно для приготовления суспензий с концентрацией сухих веществ 15%. Суспензии подвергали частичному осахариванию под действием фермента α-амилазы «Термамил СКДС» (Termamil SCDC) фирмы Danisco (Дания), внесенного в суспензии по 3,75 мг (при расходе фермента 0,1 кг на тонну условного крахмала). Осахаривание осуществляли в качалочных колбах 120 об/мин при температуре 60°С, рН среды 6,0 в течение 60 минут. Содержание редуцирующих веществ (глюкозы) в суспензии с нативными отрубями составило 10,0 г/л, с обработанными (молотыми) отрубями 12,3 г/л и с мукой 15,8 г/л.

Далее суспензии подвергали дальнейшему осахариванию с использованием мультифермента «Сан Супер 360» (San Super 360) фирмы Danisco (Дания). Осахаривание осуществляли при температуре 60°С, рН среды 6,0 в течение 60 минут. Содержание редуцирующих веществ (глюкозы) через 60 минут в суспензии с нативными отрубями составило 18,5 г/л, с обработанными (молотыми) отрубями 32,1 г/л и с мукой 34,5 г/л.

Пример 2

Пшеничные отруби, нативные (необработанные) и обработанные путем размельчения на мельнице до размера частиц 160 мкм, а также пшеничная мука были использованы отдельно для приготовления суспензий с концентрацией сухих веществ 25%. Осахаривание полученной суспензии осуществляли в аппарате «Biotron» объемом 15 л с перемешиванием (150 об/мин) при рабочем объеме 10 л. Зерновое сырье включало необработанные пшеничные отруби и пшеничную муку в соотношении 1:1, всего в количестве 2,0 кг (концентрация суспензии 20%).

Осахаривание проводили в три стадии:

- 1-я стадия разжижения и частичного осахаривания протекала с использованием 0,2 г жидкого фермента «Ламинекс БГ2» (Laminex BG2) фирмы Даниско (Дания), представляющего собой комплекс ферментов (глюканазы и сопутствующие им ферменты; ксиланазы и сопутствующие им ферменты). Осахаривание проводили при температуре 50°С, рН 5,0 в течение 30 минут. Содержание глюкозы (РВ) в конце 1-й стадии осахаривания составило 8,0 г/л;

- 2-я стадия осахаривания протекала с использованием 0,8 г жидкого фермента «Амилекс 4T» (Amylex4T) фирмы Даниско (Дания). Фермент представляет собой термостабильную α-амилазу, превращающую нерастворимый крахмал в растворимые декстрины.

Осахаривание проводили при температуре 86°С, рН 5,7 в течение одного часа. Содержание глюкозы (РВ) в конце 2-й стадии осахаривания составило 33,0 г/л;

- 3-я стадия осахаривания протекала с использованием 0,6 г жидкого фермента «Диазим ССФ» (Diazym SSF) фирмы Даниско (Дания), представляющего собой комплекс глюкоамилазы и пептидазы. Осахаривание проводили при температуре 59°С, рН 4,3 в течение одного часа. Содержание глюкозы (рВ) в конце 3-й стадии ферментолиза составило 119,3 г/л.

Пример 3

Пшеничные отруби, нативные (необработанные) и обработанные путем размельчения на мельнице до размера частиц 120 мкм, а также пшеничная мука были использованы отдельно для приготовления суспензий с концентрацией сухих веществ 25%. Осахаривание полученной суспензии осуществляли в аппарате «Biotron» объемом 200 л с перемешиванием (200 об/мин) при рабочем объеме 120 л. В качестве сырья использовали пшеничную муку в количестве 30 кг (концентрация сухих веществ в водной суспензии 25%).

Осахаривание проводили в четыре стадии:

- 1-я стадия разжижения и частичного осахаривания протекала с использованием 2,5 г жидкого фермента «Ламинекс БГ2» (Laminex BG2) фирмы Даниско (Дания), представляющего собой комплекс ферментов (глюканазы и сопутствующие глюканазам ферменты; ксиланазы и сопутствующие ксиланазе ферменты), при температуре 50°С, рН 5,0 в течение 30 минут. Содержание глюкозы (РВ) в конце 1-й стадии ферментолиза составило 15,0 г/л;

- 2-я стадия осахаривания протекала с использованием 9,0 г жидкого фермента «Амилекс 4Т» (Amylex4T) фирмы Даниско (Дания), представляющего собой термостабильную α-амилазу, превращающую нерастворимый крахмал в растворимые декстрины. Осахаривание проводили при температуре 86°С, рН 5,7 в течение одного часа. Содержание глюкозы (РВ) в конце 2-й стадии осахаривания составило 25,6 г/л;

- 3-я стадия осахаривания протекала без внесения фермента при температуре 59°С и рН среды 4,8 в течение одного часа. Содержание глюкозы (РВ) в конце 3-й стадии составило 45,0 г/л;

- 4-я стадия осахаривания протекала с использованием 7,5 г жидкого фермента «Диазим ССФ» (Diazym SSF) фирмы Даниско (Дания), представляющего собой комплекс глюкоамилазы и пептидазы. Осахаривание проводили при температуре 59°С, рН 4,3 в течение одного часа. Содержание глюкозы (рВ) в конце 4-й стадии ферментолиза составило 71,0 г/л.

По завершении стадии подготовки питательной среды (лабораторная стадия) осуществляется стадия промышленного применения. Промышленная стадия осуществления данного способа предусматривает стадию выращивания культуры-продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585 с получением готового продукта, которая, в свою очередь, включает следующие стадии:

стадию внесения в полученную питательную среду культуры-продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585;

- стадию выращивания в многосекционном аппарате, в который питательную среду подают в несколько секций одновременно;

- стадии вакуум-выпарки и сушки. При этом пар, образующийся на вакуум- выпарке, конденсируется и направляется на приготовление питательной среды. Сконцентрированная суспензия со стадии вакуум-выпарки направляется на сушилку, где сушится, и таким образом получается готовый продукт, обогащенный дрожжевым белком.

Для выращивания продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585 используется многосекционный аппарат, например аппарат для выращивания микроорганизмов (патент РФ №2144952), общим объемом 100 м 3 при рабочем объеме 60 м.

Процесс выращивания осуществляли следующим образом. Рабочий объем аппарата 60 м 3 заполняли по нескольким секциям аппарата приготовленной питательной средой с концентрацией сухих веществ 15-20-25% и глюкозы 6,9-8,1% и добавлении источников азота и фосфора, в качестве которых используются аммонийные и фосфатные соли или удобрения, в том числе аммофос, диаммофос, нитрофоска, из расчета, что на 1 г биомассы требуется 90 мг азота и 45 мг фосфора. Рассредоточенная подача питательной среды по нескольким секциям обеспечивает в каждой секции концентрацию сухих веществ в количестве 2-3,3% и глюкозы до 2%. При этом посевная доза продуцента добавляется в традиционном количестве, а именно до 10% от объема питательной среды. Главное наличие этого продуцента и питания для него, которое в данном случае обеспечивает все необходимые потребности используемого штамма, т.е. создаются благоприятные условия для роста дрожжей. Наличие глюкозы в количестве, упомянутом выше, позволяет снять ингибирующий фактор, связанный с высокой концентрацией сухих веществ и глюкозы, а также исключается лимитирующий фактор по обеспечению роста дрожжей кислородом.

Основное преимущество использования многосекционного аппарата заключается в том, что позволяет исключить применение известных дорогостоящих аппаратов с высоким массообменном.

Коэффициент разбавления среды составлял 0,15-0,2 ч. Производительность составила 3,75-4,0-5,0 кг/м 3ч в зависимости от скорости роста и концентрации зернового сырья.

Промышленная стадия предложенного способа подтверждается следующими примерами.

Пример 4

Замкнутый цикл водопотребления воспроизведен в промышленных условиях при производительности 1 т/ч готового сухого продукта с влажностью 10%.

Потребность в воде на приготовление 1 т питательной среды с концентрацией сухих веществ в водной суспензии 15% зерносырья составляет 850 кг. Эта питательная среда поступает в промышленный аппарат для выращивания дрожжей и выходит из аппарата с концентрацией 10%, так как 5% расходуется на дыхание дрожжей в процессе их роста. То есть 1 т суспензии, поступающая на выпарку, состоит из 100 кг сухого продукта и 900 кг воды. После вакуум-выпарки эта питательная среда концентрируется до содержания сухих веществ 40% исходя из мощности современных вакуумных установок, то есть сгущается в 4 раза. Таким образом, 1 т сконцентрированной питательной среды состоит из 100 кг сухого продукта и 150 кг воды: 1 т входящей на вакуум-выпарку питательной среды с концентрацией 10% делим на 4, получаем 250 кг. Таким образом, высвобождающаяся вода составляет 750 кг (900 кг воды - 150 кг воды), которая направляется на стадию приготовления питательной среды.

Недостающие 100 кг воды из 850 кг, требуемых для приготовления питательной среды, направляются со стадии сушки. Расчет водооборота на стадии сушки складывается следующим образом: со стадии вакуум-выпарки 1 т питательной среды с концентрацией сухих веществ 40% поступает на сушку, то есть суспензия включает 400 кг сухих веществ и 600 кг воды. Со стадии сушки выходит готовый продукт с 10% влажности, то есть 1 т готового продукта включает 900 кг сухого продукта и 100 кг воды. Таким образом, освобождающаяся вода составляет 500 кг (600 кг - 100 кг). 100 кг воды поступает на стадию приготовления питательной среды и 400 кг воды уходит на другие технологические нужды (мойку оборудования, коммуникаций, растворов солей и т.д.).

Таким образом, замкнутый цикл водопотребления полностью на 100% обеспечивает завод технологической водой, при этом экономия водопотребления составляет 90% исходя из того, что на производство 1 т готового продукта с влажностью 10% требуется 9 т воды (см. пример 3), в котором выходящая из аппарата суспензия имеет концентрацию сухих веществ 10%. Кроме того, за счет замкнутого цикла водопотребления обеспечивается экологическая безопасность производства.

Пример 5

Замкнутый цикл оборота пара воспроизведен в промышленных условиях при работе трехкорпусной вакуум-выпарки, для работы которой необходимо 2,5 т/ч пара для получения готового продукта с влажностью 10%.

Расход пара на получение готового продукта складывается из расхода пара на стадиях вакуум-выпарки и сушки. На стадии вакуум-выпарки для сгущения 1 т 10% суспензии, поступающей из аппарата выращивания, выпаривается 750 кг воды исходя из работы на 3-корпусной вакуумной установки (по 250 кг испаряемой воды на каждом корпусе). 750 кг испаренной воды конденсируется и возвращается на стадию приготовления питательной среды. На стадии сушки для высушивания поступающей из вакуум-выпарки 250 кг суспензии (из 1000 кг входящей на вакуум-выпарку суспензии отнимаем 750 кг испаренной воды) необходимо выпарить 140 кг воды (250 кг входящей суспензии содержит 100 кг сухого вещества и 150 кг воды; при 10% влажности готового продукта из 150 кг воды отнимаем 100 кг воды). 140 кг испаренной воды в виде пара возвращается на вакуум-выпарку. Таким образом, для получения готового продукта с влажностью 10% требуется испарить 890 кг воды (750 кг + 140 кг). Для испарения 750 кг воды на стадии вакуум-выпарки требуется 250 кг пара; для испарения 140 кг воды на стадии сушки требуется 140 кг пара. Дефицит подачи пара с учетом 140 кг пара, возвращаемого на вакуум-выпарку, составляет 110 кг пара (250-140). Недостающие 110 кг пара поступают извне (из котельной). Это составляет 44% от потребленного пара и, таким образом, на эту же величину сокращаются потери пара на сушке. Кроме того, за счет замкнутого цикла оборота пара обеспечивается экологическая безопасность производства и энергосберегающая технология.

6. Технические результаты

Предложенный способ позволяет повысить содержание сырого протеина и истинного белка.

Достижение технического результата обеспечивается:

- Измельчением зернового сырья (отрубей, зерна, дерти, муки) путем их размалывания с помощью мельницы, принцип действия которой основан на высоком давлении и деформационном сдвиге (ВДиС), с образованием частиц размером 120-160 мкм, что ускоряет и повышает эффективность процесса осахаривания.

- Включением в технологию стадии осахаривания, которая осуществляется с помощью амилолитических ферментов (α-амилаз и глюкоамилаз), обеспечивающих максимальное разложение крахмала до глюкозы, что позволяет увеличить содержание глюкозы в питательной среде до 6-10%, за счет чего достигается увеличение прироста биомассы дрожжей на стадии выращивания и повышение содержания сырого протеина и истинного белка в готовом продукте.

- Применением нового способа приготовления питательной среды в виде водной суспензии размолотых отрубей, зерна, дерти, а также муки с концентрацией сухих веществ 15-25%, что позволяет провести стадию сепарации после процесса выращивания дрожжей и повысить производительность.

- Ведением процесса непрерывного культивирования дрожжей в многосекционном аппарате при рассредоточенной и одновременной подаче питательной среды по отдельным секциям, что позволяет равномерно распределить в общем объеме аппарата высокие концентрации глюкозы и сухих веществ, содержащихся в питательной среде, обеспечить ведение процесса выращивания в аппарате с невысоким массообменном и удешевить стоимость аппарата.

- Экономией водопотребления за счет повторного использования воды со стадии вакуум-выпарки на стадии приготовления питательной среды, что позволяет обеспечить экологическую безопасность производства, экономию воды и снизить тем самым материальные затраты на производство продукта и его себестоимость.

- Экономией пара за счет общей системы паропотребления на стадиях вакуум-выпарки и сушки, что позволяет обеспечить экологическую безопасность производства и снизить материальные затраты на производство продукта и его себестоимость.

- Использованием в качестве культуры-продуцента штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, обладающего амилазной и глюкоамилазной активностью и характеризующегося активным ростом на питательной среде с крахмалом и отходами зернового сырья. Штамм депонирован во ФГУП «ГосНИИгенетика» под номером Y-3585.

1. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, обладающий амилазной активностью для получения кормового белкового продукта.

2. Способ производства кормового белкового продукта, включающий подготовку зернового сырья путем размалывания его до частиц размером 120-160 мкм, приготовление водной суспензии зернового сырья с концентрацией сухих веществ 15-25%, осахаривание зернового сырья с помощью α-амилаз и глюкоамилаз, внесение в полученную суспензию источников азота и фосфора с получением питательной среды, внесение в питательную среду культуры-продуцента, в качестве которой используют штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y- 3585, непрерывное его выращивание в многосекционном аппарате с подачей питательной среды одновременно по нескольким секциям с последующим концентрированием суспензии на вакуум-выпарке и сушкой, причем влагу, высвобождающуюся на стадиях вакуум-выпарки и сушки, используют для приготовления водной суспензии зернового сырья.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что осахаривание осуществляют до достижения содержания глюкозы 6-10%.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве зернового сырья используют дерть, муку и измельченные отруби и некондиционное зерно.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве источников азота и фосфора используют аммонийные и фосфатные соли или удобрения, в том числе аммофос, диаммофос, нитрофоску.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что источники минерального питания добавляются из расчета, что на 1 г биомассы требуется 90 мг азота и 45 мг фосфора.

www.findpatent.ru

Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления

Используется в сельском хозяйстве. Относится к способам получения кормового белка и устройствам для осуществления данного способа. Способ получения кормового белка, например из свиного навоза с примесью твердых веществ, включает культивирование дрожжей рода Candida utilis, аэрацию и перемешивание культуральной суспензии. В жидкий навоз, содержащий 0,5 - 0,9% твердых веществ в качестве источника углерода, вводят синтетический этанол, периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка, а каждую порцию жидкого навоза титруют фосфорной кислотой до pH 4,0 - 4,5. Устройство для осуществления способа содержит вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, при этом корпус выполнен в виде двух герметичных секций, соединенных между собой воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками. На одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций. Перепускные трубы расположены под углом 30 - 40o к поверхности аэратора. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам получения кормов для сельскохозяйственных животных и птиц. Производство кормового белка путем микробиологического синтеза в значительной мере восполняет дефицит белкового питания в кормовом питании сельскохозяйственных животных и птиц. Экскременты животных, в частности, навоз свиней, могут служить хорошим сырьем для выращивания высокопродуктивных быстрорастущих штаммов дрожжей, способных активно ассимилировать из среды биогенные элементы и накапливать при этом значительное количество биомассы с содержанием до 60% истинного белка. Навоз свинец содержит все необходимые элементы, за исключением углеводородов (при небольшом дефиците марганца и цинка) для выращивания дрожжей [1] Известен способ получения богатой белком биомассы дрожжей на жидком навозе свинец, подвергнутом предварительной обработке гидролизом для расщепления трудноусвояемых веществ [2] Однако процесс гидролиза по данному способу является длительным и, кроме того, при кислотном гидролизе образуют вредные вещества, например, фурфурол и др. которые переходят в питательный субстрат и снижают его качество, так что полученный корм пригоден для кормления нежвачных животных. В настоящее время установлена возможность выращивания дрожжей и на негидролизованных навозных стоках: в ФРГ разработан способ утилизации навоза свинец с помощью дрожжей с получением кормового белка [3] Отличительной особенностью этого способа является предварительная многоступенчатая адаптация дрожжей в растворе мочевины или в разбавленных фекальных водах с концентрацией, нарастающей от 1 до 20% Культивировались дрожжи Candida utilis Candida robusta, Candida tropicalis. Ферментация длилась 20 ч. Средний выход биомассы дрожжей составил 2 кг/м3, содержание белка в сухой биомассе 46-61% Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса и малый выход дрожжей. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ переработки экскрементов свиней в кормовую добавку в емкости с перемешивающим и аэрирующим устройствами, предусматривающий культивирование дрожжей рода Candida utilis на навозном субстрате, содержащем от 1 до 20% твердых веществ, добавление пекарских дрожжей и сахара (как источника углерода) при поддержании температуры 24-34оС рН 4,0-6,5; аэрирование среды воздухом и ведение процесса методом отлив-долив: часть переработанной суспензии периодически удаляется, а аналогичный объем отходов подается в емкость. В результате получают белковую кормовую добавку. Известное устройство, выбранное в качестве прототипа представляет собой открытую вертикальную цилиндрическую емкость, снабженную аэрирующим и перемешивающим устройствами [4] По известному способу в известном устройстве осуществлялась переработка экскрементов свиней с содержанием твердых веществ 9% с помощью дрожжей рода Candida utilis. Рабочий объем перерабатываемой суспензии составлял 133 л (35 галлонов), расход воздуха 100 л/мин (0,75 л/л мин). Каждые 12 ч выгружалось 9,5 л белкового корма и загружалось 9,5 л отходов, следовательно производительность способа (проток) составил 1/160 ч-1. Ниже приведено содержание в кормовой добавке аминокислот, мас. в сухом состоянии: Лизин 1,03 Валин 0,88 Гистидин 0,36 Метионин 0,34 Аргинин 0,91 Изолейцин 0,75 Аспарагиновая Лейцин 1,44 кислота 1,51 Тирозин 0,63 Пролин 0,82 Фенилаланин 0,83 Глицин 0,98 Триптофан 0,1 Аланин 1,66 Однако известный способ, осуществляемый в известном устройстве, неприменим из-за низкой производительности на свинокомплексах, где количество жидких стоков достигает 1000 м3 в сутки и более, а использование дорогостоящих продуктов сахара и пекарских дрожжей и механического перемешивания делают данный способ и устройство экономически невыгодным. Кроме того, периодические добавление новой порции отходов без предварительной их обработки фосфорной кислотой существенно ухудшает условия метаболизма дрожжевых клеток. Белковый продукт, полученный по известному способу, содержит до 12% твердых веществ, в которых остается трудноусвояемый белок, что также снижает качество корма. Целью предлагаемого способа и устройства является увеличение выхода биомассы, интенсификация процесса и обеспечение высокого качества белкового корма. Указанная цель достигается тем, что в способе получения кормового белка из жидкого навоза свиней с примесью твердых веществ, включающем культивирование дрожжей рода Candida utilis, аэрацию и перемешивание культуральной суспензии, в жидкий навоз, который содержит твердых веществ 0,5-0,9% вводят в качестве источника углерода синтетический этанол, а для восполнения дефицита марганца и цинка периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка. Для улучшения условий метаболизма дрожжевых клеток каждую порцию жидких отходов, добавляемую в культуральную суспензию, титруют фосфорной кислотой до рН 4,0-4,5. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для получения кормового белка, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, корпус выполнен в виде двух герметичных секций, которые для осуществления перемешивания суспензии соединены воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками. На одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций. Выходной конец перепускной трубы расположен под углом 30-45о к поверхности аэратора для турбулизации среды и диспергирования выходящего из аэратора воздуха. Приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха состоит из клапанной коробки, которая управляется поплавком, соединенным с клапанами штангой. Предложенная конструкция устройства обеспечивает малую энергоемкость при высокой производительности способа: хороший массообмен способствует интенсивному процессу выращивания дрожжей. П р и м е р. В устройство объемом 2 м3 (каждая секция объемом 1 м3) загружают 1,2 м3 жидкого навоза. Состав стоков, твердые вещества 0,9% а также, мг/л: азот 380. фосфор 160; калий 176; магний 55; железо 10; цинк 1,4; марганец 0,8; медь 0,01. Для осуществления ферментации в среду, предварительно оттитрованную фосфорной кислотой до рН 4,0-4,5, добавляют 3 л синтетического этанола, раствор, содержащий по 4,5 г солей MnSO4 и ZnSO4, 300 л суспензии дрожжей рода Candida utilis ВСБ-651 (концентрация дрожжей 18 г/л по АСБ). Затем включают подачу сжатого воздуха с давлением 0,025 МПа (0,25 кгс/см2) в объеме 1,5 м3/мин. Максимальное давление в секции во время работы составляет 0,008-0,1 МПа (0,08-0,1 кгс/см2). В процессе ферментации поддерживают температуру 32-33оС; показатель рН 4,0-4,5 поддерживают титрованием каустика. При кислотности среды 4,0-4,5 подавляется естественная бактериальная микрофлора стоков, рН-оптимум для которой составляет 6,0-7,5. В устройстве осуществляется перемешивание жидкими струями, циркулирующими в перепускных трубах со скоростью 2 м/с. Струи жидкости, направленные трубами на выходящий из аэраторов воздух, диспергируют его и создают в секциях турбулентное перемешивание. Спустя 4 ч, когда концентрация дрожжей в среде достигает 18,4 г/л (по АСБ), содержание азота 57 мг/л, фосфатов 0, цикл выращивания считается законченным. Из устройства сливают 300 л дрожжевой суспензии и добавляют 300 л жидкого навоза, предварительно оттитрованного фосфорной кислотой до рН 4,5. Ферментацию возобновляют, поддерживая в среде концентрацию этанола 2 г/л, Mn и Zn 3 мг/л, температуру 32-33оС, рН 4,0-4,2. Каждый час осуществляют слив 300 л дрожжевой суспензии с концентрацией дрожжей 16 г/л (по АСБ), азота 5 мг/л, фосфатов 0; и долив 300 л оттитрованных стоков. Таким образом, производительность способа составляет 300 л/ч (проток 1,5 ч-1). При передавливании жидкой среды из секции в секцию в перепускные трубы втягиваются верхние слои среды, а выбрасывается жидкость в нижней, придонной части секций. При такой гидродинамической обстановке в секциях пенообразование подавлено, и необходимость добавлять химический пеногаситель отпадает. Процесс проводится в течение 15 ч. После фильтрации получают кормовой белок эприн и очищенные сточные воды с содержанием азота 5 мг/л, фосфатов 0. Сточные воды можно сливать в реку, использовать для технический целей или для приготовления пищи сельскохозяйственным животным при влажном кормлении. Полученный корм эприн содержит 55% (по АСБ) протеина. Аминокислотный состав эприна, (по АСБ): Лизин 4,8 Аланин 3,3 Гистидин 1,8 Метионин 0,8 Триптофан 0,8 Валин 2,8 Аспарагиновая кислота 4,8 Изолейцин 2,8 Аргинин 3,2 Лейцин 3,9 Пролин 2,0 Тирозин 2,1 Глицин 2,5 Фенилала- нин 2,5 Кроме перечисленных аминокислот, содержание которых в корме значительно (в 2-4 раза) превосходит содержание аналогичных аминокислот в корме, полученном по способу-прототипу, в состав эприна входит, (по АСБ): Треонин 3,0 Серин 3,0 Глутаминовая кислота 5,8 Цистин 0,6 Данные аминокислоты в составе белкового корма, полученного по способу прототипу, отсутствуют. Эприн богат витаминами, содержит необходимые для жизнедеятельности организма животных минеральные элементы: кальций, фосфор, магний, калий, натрий, железо, марганец, цинк. По питательной ценности эприн близок к высокоценным кормам животного происхождения (рыбная и мясокостная мука) и превосходит жмыхи и шпроты. Сущность предложенного способа поясняется чертежом, на котором представлено устройство для получения кормового белка. Устройство содержит две герметичные секции 1 и 2, выполненные в виде вертикальных цилиндрический емкостей. Емкости снабжены технологическими патрубками и контрольными устройствами (на чертеже не показаны), аэраторами 3, расположенные по осям секций. Секции сообщаются между собой перепускными трубами 4 с заслонками 5 для перетока жидкой среды, причем выходной конец трубы расположен под углом 30-45о к поверхности аэратора 3. На крышке одной из секций установлено устройство для поочередного отвода отработанного воздуха из секций, состоящее из коробки 6 с клапанами 7 и 8, сообщенной с выхлопным коллектором 9, и поплавка 10, связанного с клапанами 7 и 8 штангой 11. Поплавок 10 свободно перемещается по штанге 11 между упорами 12. Аппарат работает следующим образом: секции заполняют жидкой средой, предварительно оттитрованной фосфорной кислотой, вносят необходимое количество этанола, раствора солей марганца и цинка, посевных дрожжей и начинают аэрацию. Всплывший поплавок 10, воздействуя на верхний упор 12, открывает клапан 8. Секция 2 сообщается с атмосферой, а в секции 1 копится воздух, передавливая заданную часть жидкости сверху вниз в секцию 2. Уровень жидкости в секции 1 понижается поплавок 10, воздействуя своим весом на нижний упор 12, переключает клапаны, воздух 1 выходит, а в секции 2 накапливается, жидкость передавливается вниз из секции 2 в секцию 1. Таким образом объем жидкости по перепускным трубам 4, передавливается из секции в секцию в виде струй, направленных под углом на выходящий из аэраторов 3 воздух, диспергируя его и создавая турбулентное перемешивание в секциях. Из приведенного примера и сравнения его со способом-прототипом видно, что производительность предлагаемого способа получения белкового корма увеличивается (проток 1/160 ч-1 и 1/5 ч-1) в 30 раз; для ферментации вместо сахара и пекарских дрожжей используется более дешевый продукт синтетический этанол. В устройстве отсутствует механическое перемешивание. Получаемый корм отличается высоким качеством, за навозные стоки практически не содержат примеси азота и фосфора. Следует отметить, что предлагаемый способ, благодаря высокой производительности, позволяет при больших объемах навозных стоков перейти к непрерывно-проточному методу выращивания кормовых дрожжей в аппарате вытеснения, конструктивно использующем поплавково-клапанное устройство и перепускные трубы, имеющем цилиндрические горизонтальные секции, у которых отношение длины к диаметру равно 20.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения кормового белка из свиного навоза с примесью твердых веществ, включающий культивирование дрожжей Candida utilis при аэрации и перемешивании культуральной суспензии, отличающийся тем, что перед культивированием в жидкий навоз, содержащий 0,5 0,9% твердых веществ, в качестве источника углерода вводят синтетический этанол, периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка до содержания каждого из них в среде 3 г/м3, а каждую порцию жидкого навоза, добавляемого в культуральную суспензию, титруют фосфорной кислотой до рН 4,0 4,5. 2. Устройство для получения кормового белка, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде двух герметичных секций, соединенных между собой воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками, а на одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выходной конец перепускной трубы расположен под углом 30 45o к поверхности аэратора. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха состоит из клапанной коробки, управляемой поплавком, соединенным с клапанами штангой.

bankpatentov.ru

---

• 
  Пирожки жареные без дрожжей с яблоками
• 
  Брага из красной рябины без дрожжей
• 
  Вино из яблок с добавлением дрожжей
• 
  Какой хлеб в магазине без дрожжей
• 
  Пирог с вареньем на дрожжах сухих
• 
  Булочки из сухих дрожжей с вареньем
• 
  Пирог с картошкой на сухих дрожжах
• 
  Рецепт пышек на дрожжах в духовке
• 
  Можно ли пить бражку на дрожжах
• 
  Пирожки на дрожжах жареные с творогом
• 
  Рецепт фарша для беляшей на дрожжах