Способ получения питательного субстрата для выращивания дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода дрожжей, ускорение процесса и уменьшение загрязненности атмосферы. Способ заключается в том. что проводят гидролиз растительного сырья, удаляют фурфурол с паром и окисляют фурфурол озоном. При этом окисление фурфурола озоном проводят в парогазовой фазе с последующим растворением продуктов реакции и использованием их для выращивания дрожжей. Для увеличения выхода дрожжей на окисление фурфурола подают озон в количестве 35-120 мас.% от количества фурфурола в парогазовой фазе. 1 з.п. ф-лы. Ј

< I I TCКИХ .. .i,,ËГ Л,1 Iu IF PY. (I rig I 1 rI

1703684 А1!

:.С у, : Р.Л гЧ 1 1> 1 ° . ..< 1Г Г

ПО ЛЗС! ETEI IË"!,1 И Г. ГкРь1ТИЯМ

ПР,1гкпт СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719377/13 (22) 17.07.89 (46) 07 01.92. Бюл. М 1 (71) Научно-производственное гидролизное обьединение "Гидролизпром" (72) В.А.Риц, А.А.Явич, А.А Щупляк. В.В.Рябов. О.И.Шаповалов. С.В Алексеева.

С.Б.Михайлов. И.И.Балашевич, И.Г Штепенко, Е.E.Äìèòðèåâ и Л.П.Стешенков (53) 663.14 (088.8) (56) Шарков В.И.. Сапотницкий С.А. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, 1973. с. 87-89.

Авторское свидетельство СССР

М 1558983, кл, С 12 N 1/22. 1988, Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Целью изобретения является повышение выхода дрожжей. ускорение процесса. уменьшение загрязненности атмосферы.

Способ заключается в том что проводят гидрОлиэ раСтитЕльнОГО Сырья удалЕниЕ фурфурола с паром, окислен;It. фурфурола озоном, при этом окисление проводят в парогазовой фазе с последующим растворением продуктов реакции и использованием ил для выращивания дрожжей. На окисление фурфурола подают озон в количестве 35120 мас.% от количества фурфурола в парогазовой фазе.

При озонировании фурфуролсодержащего конденсата (ФСК) обнаружено, что часть фурфурола уносится с отходящим газом. Сравнительные эксперименты flo npo(.-1) С 12 N 1/22, 1/16//(С 12 И 1/22

С 12 R 1:72) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО СУБСТРАТА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

ДРОЖЖЕЙ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода дрожжей. ускорение процесса и уменьшение загрязненности атмосферы. Способ заключается в том, что проводят гидролиз растительного сырья, удаляют фурфурол с паром и окисляют фурфурол озоном. При этом окислениг фурфурола озоном проводят в парогазовой фазе с последующим растворением продуктов реакции и использованием их для выращивания дрожжей. Для увеличения выхода дрожжей на окисление фурфурола подают озон в количестве 35-120 мас. от количества фурфурола в парогазовой фазе.

1 з.п. ф-лы. дувке ФСК озоновоздушной смесью и инертным газом показывают, что концентрация фурфурола в озоновоздушной смеси на выходе из аппарата меньше, чем в инертном газе (сравнение проводилось с учетом окисления фурфурола озоном в жидкости). Это могло свидетельствовать о том, что в парогазовой фазе над поверхностью жидкости проходило окисление фурфурола остаточным Оэоном.

Проведение процесса озонирования в парогазовой фазе позволяет окислить фурфурол до органических кислот. уменьшить выбросы фурфурола и озона в атмосферу с отходящим газом при сокращении времени процесса.

Вследствие того, что при озонировании в парогазовой фазе уменьшаются выбросы фурфурола в атмосферу, болшее его количе1703684 ство может вступить в реакцию с озоном.

Поэтому для более полного окисления фурфурола количество озона должно быть увеличено до 35-120 мас, от количества фурфурола в парогазовой фазе. Такой диапазон количества озона можно объяснить тем, что при озонировании в парогазовой фазе распадается большее количество озона, чем при озонировании в жидкости.

Если количество озона, подаваемого на обработку, составляет меньше 35 мас.7 от количества фурфурола, то в парогазовой фазе остается достаточно большое количество фурфурола, что в дальнейшем приводит к снижению качества субстрата и уменьшению выхода дрожжей. При количестве озона 120 мас. от количества фурфурола практически весь фурфурол окислялся и дальнейшее повышение количества озона не приводило к увеличению выхода дрожжей.

Пример 1 (известный). Гидролизат, полученный путем гидролиза смеси хвойной и лиственной древесины и содержащий редуцирующих веществ (PB) 2,75, продувают паром в отдувочной колонне при температуре 95 С в течение 2 ч. Фурфуролсодержащий пар конденсируют, Количество конденсата составляет 4 л. Концентрация фурфурола в конденсате 0,2 мас,f. Конденсат обрабатывают озоновоздушной смесью с концентрацией озона в ней 20 мг/л в течение 2,0 ч. Расход озоновоздушной смеси составляет 120 л/ч. Концентрация озона в озоновоэдушной смеси на выходе из аппарата, в котором проводят озонирование, составляет 10 мг/л. Общее количество озона на окисление составляет 30 мас,g от количества фурфурола в ФСК. Количество фурфурола. отдуваемое газом в атмосферу, 20 от общего количества фурфурола в ФСК.

Очищенный от фурфурола гидролизат нейтрализуют известковым молоком до рН

3,5 и проводят кристаллизацию гипса при температуре 90 С в течение 1 ч. Гипс выделяют фильтрованием. Осветленный нейтралиэат донейтрализовывают 25 -ным водным раствором аммиака до рН 4,3, аэрируют при температуре 80 С, охлаждают до

40 С и отделяют взвешенные частицы фильтрованием. Нейтрализат смешивают с озонированным конденсатом, В приготовленный таким образом субстрат с рН 4,2, содержащий фурфурола

0,025, ЛОК 0,18, добавляют минеральные соли и проводят выращивание дрожжей

Candida scottii КС2, Выход дрожжей от PB составляет 49,5 .

Пример 2. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1. На выхо5

55 де из отдувочной колонны фурфуролсодержащий пар, расход которого составляет

2 кг/ч, смешивают с озоновоздушной смесью, расход которой составляет 60 л/ч.

Концентрация озона в озоновоздушной смеси 20 мг/л. При этих условиях общее количество озона на обработку составляет

30 мас. от колйчества фурфурола в паре.

Время контакта озона с фурфуролом 30 мин.

Степень использования озона 0,95. Парогазовую смесь, содержащую продукты реакции (ЛОК) пропускают через 5 л воды, в которой растворяют продукты реакции. Количество фурфурола в отходящем газе после растворения продуктов реакции составляет

3 от количества фурфурола в паре, количество озона 2 от общего количества озона, подан ного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гидролиэатом, как в примере 1.

В приготовленный таким образом субстрат с рН 4,2. содержащий фурфурола

0.024, ЛОК 0,15, добавляют минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от PB составляет 49

Пример 3. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1.

Фурфуролсодержащий пар обрабатывают оэоновоздушной смесью. как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси составляет 60 л/ч, концентрация озона в оэоновоздушной смеси 23,35 мг/л. При этих условиях общее количество озона на обработку составляет 35 мас. от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 35 мин. Степень использования озона 0,9. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 2. Количество фурфурола в отходящем газе после растворения продуктов реакции и остаточного фурфурола составляет 27(, от количества фурфурола в паре, озона — 4 от общего количества озона, поданного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гидролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4.2. содержащий фурфурола 0,020, ЛОК

0,18, добавляют минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от PB составляет

50,5 .

Пример 4. Гидролиэат древесины продувают паром, как в примере 1. Фурфуролсодержащий пар обрабатывают озоновоздушной смесью. как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси составляет 100 л/ч, концентрация озона в озоновоэдушной смеси 25 мг/л, Общее количество озона на об1703684

55 работку 62.5 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом 45 мин. Степень использования озона 0,95. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 2. Количество фурфурола в отходящем газе составляет 1% от количества фурфурола в паре, озона — 2% от общего количества озона. поданного на обработку.

Полученный раствор смешивают с гидролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с.рН 4,2, концентрацией фурфурола 0,019%, ЛОК

0,24% добавляют минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от РВ составляет 54%

Пример 5. Гидролизат древесины продувают паром. как в примере 1. Фурфуролсодержащий пар обрабатывают озоновоздушной смесью, как в примере 2. Расход озоновоздушной смеси 125 л/ч. Концентрация озона в озоновоздушной смеси 32 мг/л.

Общее количество озона на окисление

100 мас,% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом

1 ч. Коэффициент использования озона

0,98. Раствор продуктов реакции получают, как в примере 1. Фурфурол и озон в отходящем газе отсутствуют.

Полученный раствор смешивают с гидролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4,2, концентрацией фурфурола 0,019%, ЛОК

0,26% добавл .от минеральные соли и проводят выращивание, как в примере 1.

Выход дрожжей от PB составляет

55,5%.

Пример 6. Гидролизат древесины продувают паром, как в примере 1. Фурфуролсодержащий пар обрабатывают оэоновоздушной смесью, как в примере 2, Расход озоновоздушной смеси составляет 135 л/ч, концентрация озона в озоновоэдуш ной смеси 35 мг/л, общее количество озона на обработку 120 мас.% от количества фурфурола в паре. Время контакта озона с фурфуролом

1 ч, коэффициент использования озона 0.95.

Раствор продуктов реакции получают. как в примере 1. Фурфурол в отходящем газе отсутствует, количество озона в газе составляет 2% от общего количества озона, поданного на обработку, Полученный раствор смешивают с гидролизатом, подготовленным как в примере 1.

В приготовленный субстрат с рН 4,2, концентрацией фурфурола 0.018, ЛОК

0.27% добавляют минеральные соли и проводят выращивание. как в примере 1.

Выход дрожжей от РВ 56%.

Пример 7. Эксперимент проводят по примеру 6. Расход озоновоздушной смеси составляет 150 л/ч.

Общее количество озона на обработку составляет 130 мас.% от количества фурфурола в паре.

Выход дрожжей составляет 55,5%.

Как видно из примеров, при проведении оэонирования в парогазовой фазе время процесса снижается в 2-4 раза по сравнению с озонированием в жидкости. Это можно объяснить отсутствием влияния диффузионных факторов при проведении процесса в парогазовой фазе.

Количество фурфурола и озона в отходящем газе при проведении процесса озонирования в парогазовой фазе примерно на порядок меньше, чем при оэонировании в жидкости. Это объясняется тем, что по предлагаемому способу газовая фаза поступает в атмосферу после окончания процесса оэонирования, в то время как по известному способу газовая фаза, содержащая 4>урфурол и остаточный озон, поступает в атмосферу в течение всего процесса озонирования.

При равных количествах озона на обработку фурфурола в жидкости и в парогазовой фазе в первом случае выход дрожжей больше (примеры 1 и 2). Это объясняется тем, что по известному способу часть фурфурола отдувается в атмосферу, поэтому количество остаточного фурфурола меньше, чем при проведении процесса по предлагаемому способу.

Увеличение количества озона на обработку по предлагаемому способу позволяет повысить степень окисления фурфурола и увеличить количество образующихся ЛОК.

Выход дрожжей увеличивается на 2-10% по сравнению с известным способом (примеры

3 — 6).

При количестве озона на обработку, превышающем 120 мас.% от количества фурфурола, увеличения выхода дрожжей не набл юдается.

Таким образом, предлагаемый способ получения питательного субстрата для биохимической переработки позволяет уменьшить по сравнению с известным способом время процесса получения питательного субстрата эа счет сокращения времени озонирования в 2 — 4 раза, уменьшить количество фурфурола и озона в отходящих газах до 2 — 3 от начальных количеств, повысить выход дрожжей на 2-10% (относительный).

1703684

Составитель В. Голимбет

Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор Л. Гратилло

Заказ 40 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно;издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1, Способ получения питательного субстрата для выращивания дрожжей, предусматривающий гидролиз растительного сырья, удаление из гидролизата фурфурола с паром, окисление фурфурола озоном, введение озонированного фурфурола в гидролизат, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода дрожжей, ускорения

"цесса, уменьшения загрязненности атмосферы, окисление фурфурола озоном проводят в парогазовой фазе непосредственно после удаления фурфурола с паром, озонированный фурфурол вводят в гидроли5 зат в виде парогазовой фазы которую предварительно растворяют, 2. Способпоп.1,отличаю щи ис я тем, что озон используют в количестве 35120 мас. от количества фурфурола в паро10 газовой фазе.