Способ подготовки бисульфитного щелока для выращивания микроорганизмов

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БИСУШ)ФИТНОГО П1ЕЛОКА ДЛЯ ВЫРМИВАНЙЯ МИКРООРГАНИЗМОВ , предусматривающий обработку озоном, отличающийс я тем, что, с целью увеличения содержания в нем питательных веществ и снижения содержания ингибиторов их роста, обработку озоном осуществляют в течение 10-25 с при объемном расходе азона 1,1-2,8 л/м щелока. т с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) . 1 %6.

1-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3@@ С 12 В 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3603403/28-13 (22) 08.06.83 (46) 23.12.84. Бюл. Ф 47 (72) .А,В. Углицких, А.И. Логинов, Л.П. Пантюшина и А.Г. Дегтянникова (71) Пермский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института целлюлозно-бумажной промышленности

Всесоюзного научно-производственного объединения целлюлозно-бумажной промышленности (53) 668.032(088.8) (56) 1. Хорикава и др. Окисление органических соединений озоном при одновременном облучении УФ-светом.—

-"Гэсуйдо хекайси", 1976, т.13, Р 149, с. 32-36.

2. Patton I,Т. Lurgensbn М.Р.

Delaney В.I.. — "Process Biochemistry", 1979, Ф 14, п. 6, р. 16-18. (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БИСУЛЬФИТНОГО ЩЕЛОКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ИИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий обработку озоном, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения содержания в нем питательных веществ и снижения содержания инглбиторов их роста, обработку озоном осуществляют в течение 10-25 с при объемном расходе азона 1,1-2,8 л/м щелока.

Изобретение относится к микробиологической и целлюлозно-бумажной промьппленности, точнее к способам подготовки питательных сред из отходов варки целлюлозы для выращивания дрожжей.

Известен способ подготовки жидких сред для выращивания микроорга= низмов, содержащих различные органические соединения, в частности уксус- 1О ную кислоту и глюкозу, которые входят в состав бисульфитных щелоков, основанный на их длительном (до

120 мин) озонировании с одновременным облучением ультрафиолетовым светом. 15

При этом происходит глубокое окисление органических веществ жидкой среды (1) .

Недостатком способа является то, что длительность и жесткость обработ- 20 ки приводят к глубокому окислению и снижению содержания органического углерода до 90%. При этом образуется окись углерода и незначительное количество низких карбоновых кислот, 25 которые плохо усваиваются дрожжами и в большинстве случаев ингибируют ик рост.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 30 способ подготовки бисульфитного щелока для выращивания микроорганизмов, предусматривающий его обработку озоном Ц .

Недостатком известного способа является то, что в случае обработки бисульфитных щелоков происходит не только высвобождение моносахаридов из бисульфитсвязанного состояния, но и дальнейшее их окисление до дву- 40 окиси углерода и низких карбоновых кислот, которые плохо утилизируются дрожжами, а в некоторых случаях даже оказывают ингибирующие влияние на рост. Кроме того, озонирование проводится при большом расходе озона (15 r на 1 л щелока) .

Цель изобретения — увеличение содержания в бисульфитном щелоке питательных веществ и снижение содержания ингибиторов роста микроорганизмов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу .подготовки бисульфитного щелока для выра- 55 щивания микроорганизмов, предусматривающему его обработку озоном, послед нюю осуществляют в течение 10-25 с

599 z при объемном раСходе озона 1, t2 8 л/м щелока.

На фиг. 1 изображена схема лабораторной установки для озонирования бисульфитного щелока; на фиг. 2— зависимость количества моносахаридов в щелоке после озонирования, являющихся источником питания микроорганиз мов, от времени его обработки, на фиг. 3 = содержание в щелоке ингибирующих веществ.

Способ осуществляют следующим образом.

Кислород пропускают через предохранитель 1 избыточного давления, осушительные колонки 2, дозатор 3, уловитель 4 пылеобразных веществ и подают в озонаторную установку 5.

Полученную озон-кислородную смесь

) через кран 6 подают н реакционйый сосуд 7, наполненный на 1/2 бисульфитным щелоком. Легколетучие продукты реакции улавливают в ловушке

8 и соединяют с обработанным щелоком. Непрореагировавший озон поглощается в склянках 9 и 10.

В результате проведенной реакции моносахара освобождаются из бисульфитсвязанной формы и. становятся доступным для утилизации в кормовые дрожжи.

Кроме того, образуются сахароподобные альдоновые кислоты, в частности манноновая и глюконовая, которые также активно усваиваются микроорганизмами. 3а счет окисления снижается содержание ингибиторов роста дрожжей (фурфурола, низших карбоновых кислот) и повышается биологическая доброкачественность субстрата.

Подвергнутый озонированию щелок . используют далее для биохимической переработки известным способом.

Пример 1 (по известному способу). Используют бисульфитный щелок, имеющий в своем составе следующие вещества,г/л: сахара 2-3, кальций 7-10, сера 6-7. Зольность

12-15 г/л. Виологическое потребление кислорода (БПК5) 10150-8250 мг/л, химическое потребление кислорода

1019000-91500 мг/л.

Щелок подвергают обработке озоном в течение 10 мин при расходе озона

15 г на л щелока (7i10 л на 1 м щелока). Состав щелока после озо1 нирования следующий,%: фурфурол 0,056, уксусная кислота 0,070, ЯО„ „ 0,042, 1130599

Р 0,54, моносахара 0,30, альдоновые кислоты следы.

После выращивания концентрация дрожжей составляет 5 г/л. . Пример 2 (по предлагаемому способу). Используют бисульфитный щелок того же состава, что и в предыдущем случае. Озонируют его в течение 20 с при расходе озона 2,О л на мз щелока.

Состав щелока после оэонирования следующий.X: AypAypoIr 0,024, уксусная кислота О, 145, 50 „ь „0,093, PB 1,11, моносахара 0,71, альдоновые кислоты 2. 15.

Концентрация дрожжей после непрерывного выращивания их на озонированном щелоке составляет 24,8 г/л продуктивность 1,553 г/л ч, выход

55,9Х от PB.

t5

Пример 3 (по предлагаемому способу). Используют тот же щелок, что и в предыдущем примере. Обработку его озоном проводят в течение

10 с при расходе озона 2,8 л на м щелока.

Состав щелока после оэонирования следующий,Х: фурфурол 0,028, уксусная кислота 0,145,.50 0,032, PB 1,14, моносахара 0,85, альдоновые кислоты 1,27.

Концентрация дрожжей при непрерывном выращивании на этом щелоке составляет 28,5 г/л, выход 62,3Х, продуктивность 1,784 г/л.ч.

Пример 4. (по предлагаемому способу). Используют тот же .щелок, что и в предыдущем случае. Обработку его озоном проводят 25 с при расхо40 де 1, 1 л на м щелока. Состав щелока после оэонирования следующий,Х: фурфурол 0,025, уксусная кислота 0,13, 502 0,038, PB 1,11, моносахара 0,43, альдоновые кислоты 1,18.

Концентрация дрожжей при непрерывном выращивании составляет 16,5 г/л выход 35,6Х.

Пример 5 (за пределами пред лагаемого способа). Используют щелок что и в предыдущем случае. Озонирование проводят в течение 30 с при расходе озона 1,5 л/м . Количество ингибирующих веществ в щелоке остается на том же уровне, что и в примере 4. Количество веществ, усваиваемых дрожжами, составляет, г/л: моносахара О, 14, альдоновые кислоты 0,33, РВ 0,89.Выход дрожжей составляет t3,5Х от общих РВ, концентрация дрожжей

4,8 г/л.

Пример 6 (за пределами предлагаемого способа). Используют тот же щелок, что и в предыдущем случае.

Озонирование проводят в течение 7 с при расходе озона 3,0 л/м . Количество ингибирующих примесей остается на уровне необработанного щелока. Количество моносахаров сос3 тавляет 0 18Х альдоновых кислот— следы. Дрожжи на щелоке не выращивают ввиду низкого содержания моносахаров.

Пример 7. (за пределами предлагаемого способа). Для выращивания используют необработанный бисульфитный щелок того же состава, что и в предыдущих примерах. Обработку проводят 30 с при обычном расходе озона 0,9 л/м . При непрерывном выра-. щивании получают концентрацию дрожжей

4,7 г/л, выход дрожжей 13,2 от общих редуцирующих веществ, продуктивность О, 12 г/л ч.

Таким образом, применение предлагаемого способа обработки бисульфитных щелоков позволяет почти в

7 раз повысить в них содержание моносахаров, усваиваемых микроорганивмами (фиг. 2), ведет к образованию дополнительно до 1-1,3Х альдоновых кислот, снижает содержание в щелоке ингибирующих веществ (фиг, 3), что делает возможным переработку бисульфитных щелоков для выращивания кормовых дрожжей.

1130599

1130599

Ью 8ð 3»

Ъ ф Я

Ь1

Фиг.2

Риг.Я

Заказ 9520/22 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Синицын

Редактор Н. Яцола Техред О.Ващишииа Корректор О, Билак