Способ получения сухой биомассы микроорганизмов

 

Использование: микробиологическая промышленность, кормопроизводство. Сущность изобретения: получение сухой биомассы микроорганизмов путем высушивания суспензии микроорганизмов в присутствии источника аминокислот при соотношении компонентов 1: (0,01 - 2,7). В качестве источника аминокислот используют жидкий липрин или жидкий концентрат лизина, или смесь равных количеств сухого концентрата лизина и метионина. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано в производстве сухой биомассы микроорганизмов, особенно кормового назначения.

Известен способ получения сухой биомассы микроорганизмов, включающий высушивание их суспензии [1]. Биомассу микроорганизмов, полученную в виде суспензии дрожжей или бактерий-продуцентов белка, сгущают сепарированем до концентрации сухих веществ 7,5-14%, упаривают в многоступенчатой вакуум-выпарной установке в полтора-два раза и сушат в распылительной сушилке.

Использование описанного способа позволило создать крупнотоннажно производство кормового белка, так как, в частности, для распылительного высушивания сконструированы аппараты большой мощности - до 15 т в 1 ч по испаряемой влаге. В процессе распылительного высушивания обеспечивается интенсивное выделение влаги при кратковременном контакте с теплоносителем. Продолжительность теплового воздействия исключительно мала, и кормовые свойства белка практически не изменяются.

Вместе с тем, в условиях промышленного осуществления в известном способе выявили ряд существенных недостатков. Так, на высушивание подают суспензию микроорганизмов с большой начальной влажностью, уровень которой, как правило, превышает 80%, и удельные энергозатраты являются большими. Высушенные микроорганизмы в сравнительно больших количествах проскакивают пылеочистительные устройства и загрязняют воздушную среду. Особенно это свойственно бактериям, характеризующимся высокой степенью летучести. Ущерб от потер продукта резко усиливается тем, что микроорганизмы относятся к выраженным аллергенам, и наличие заметного количества их в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе повышает заболеваемость производственного персонала и населения. Рациональное использование получаемого продукта в силу его качественных особенностей является возможным только при соблюдении определенных ограничений - вследствие специфичности биомасы бактерий и дрожжей квота микробного белка в кормовых рационах не должна превышать 25% от его суммарного содержания. Поэтому при кормлении применяют не более 4-6% биомассы микроорганизмов от сухих веществ рационов и эффективного балансирования их белкового состава только за счет этого продукта не достигают.

Целью изобретения является повышение качества и уменьшение потерь целевого продукта, снижение загрязнения воздушной среды аллергенами и удельного уровня энергозатрат.

Это достигается тем, что в способе получения сухой биомассы микроорганизмов, включающем высушивание суспензии микроорганизмов, в состав суспензии микроорганизмов вводят источник аминокислот при соотношении указанных компонентов 1:0,01-2,7.

Повышение качества целевого продукта происходит за счет обогащения его аминокислотами, снижение потерь - вследствие уменьшения летучести. Меньшее загрязнение воздушной среды обусловливается, с одной стороны, снижением летучести получаемого продукта и, с другой, замещением в нем части биомассы микроорганизмов источником аминокислот, характеризующимся сравнительно невысокими аллергенными свойствами. Затраты энергии на единицу высушиваемого продукта уменьшаются в связи с существенным повышением концентрации сухих веществ в суспензии, содержащей источник аминокислот.

Предложенный способ предусматривает введение источника аминокислот в суспензии разных микроорганизмов или их смесей, например бактерий, дрожжей, актиномицетов, грибов, микроводорослей, их ассоциаций. Концентрация микроорганизмов в суспензиях может колебаться в широких пределах - от исходной, получаемой в процессе их культивирования, до максимально достигаемой при сепарировании, упаривании и других приемах сгущения. В зависимости от запросов потребителей в способе применяют источники незаменимых или заменимых аминокислот, представляющие собой как основные и промежуточные продукты, так и отходы производства в жидком и сухом виде, в частности сухой концентрат лизина, жидкий отход производства ацидина, содержащий глутаминовую кислоту, и другие. При необходимости в суспензию микроорганизмов вводят сочетания аминокислот, чаще всего лизина и метионина. Для получения продукта в гранулированном виде в суспензии наряду с источниками аминокислот вводят наполнители, в том числе и сухую биомассу микроорганизмов. Соотношения суспензии микроорганизмов и дополняющих ее компонентов, в числе которых могут быть также витамины, минеральные вещества, стабилизаторы и т.д., целесообразно подбирать так, чтобы применительно к составу применяемых кормовых рационов максимально проявлялось эффективное действие сочетаний белка и аминокислот, а содержание наполнителя обеспечивало процесс формования гранул. Операции смешивания, формования гранул и высушивания при получении продукта осуществляют любыми известными способами.

Изобретательский уровень описанного выше технического решения характеризуется тем, что возможность устранения более чем на 25% дефицита белка в кормовых рационах продуктами одинакового происхождения - микробного не являлась очевидной и была установлена в результате системного исследования. Не прогнозировалось и оказалось неожиданным снижение летучести и аллергенных свойств продукта. В частности, сравнительно невысокая аллергенность источника лизина (липрина) была выявлена при изучении его ПДК (предельно допустимой концентрации) в воздухе рабочей зоны.

П р и м е р 1. В состав суспензии бактерий - продуцентов гаприна с концентрацией биомассы 17,7% вводят при перемешивании источник лизина - жидкий липрин с концентрацией сухих веществ 48,6% и содержанием лизина 4,2% . Соотношение массовых частей суспензии бактерий и липрина при этом равно 1: 0,4. Полученную смесь с концентрацией сухих веществ 26,5% подвергают распылительному высушиванию при температуре теплоносителя 220±5^оС на входе и 80±5^оС на выходе. Высушенный продукт на 48,4% состоит из сухих веществ липрина и в нем содержится 41,2% сырого протеина, 3,1% лизина и 7,6% влаги. Он пригоден для устранения дефицита белка в кормовых рационах в количестве до 50% от его потребности. Потери продукта при высушивании составляют 4,7%, биомассы бактерий при тех же условиях - 5,4%.

П р и м е р 2. В состав суспензии дрожжей - продуцентов паприна вводят при перемешивании жидкий концентрат лизина и порошок паприна при соотношении массовых частей указанных компонентов 1:0,5:2,5. Концентрация биомассы в суспензии составляет 15,4%, сухих веществ и лизина в жидком концентрате - 50,6 и 10,5% соответственно. Влажность паприна равна 5,9%. Содержание сухих веществ в полученной смеси составляет 69%. Из нее формуют гранулы, которые высушивают при температуре 80±5^оС до влажности 8,5%. Высушенные гранулы на 8,4% состоят из сухих веществ жидкого концентрата лизина и содержат 48,3% сырого протеина 3,4% лизина. Гранулированный продукт пригоден для устранения дефицита белка в кормовых рационах в количестве до 35% от его потребности.

П р и м е р 3. С состав суспензии ассоциации бактерий, дрожжей, грибов и микроводорослей - активного ила с концентрацией биомассы 4,3% вводят при перемешивании жидкий источник глутаминовой кислоты - отход производства ацидина, содержащий 69,7% сухих веществ, в том числе 13,2% глутаминовой кислоты. Соотношение массовых частей суспензии ассоциации микроорганизмов и отхода ацидина при этом равно 1:0,03. Полученную смесь с концентрацией сухих веществ 6,2% подвергают распылительному высушиванию при температуре теплоносителя 220±5^оС на входе и 80±5^оС на выходе. Высушенный продукт на 29,6% состоит из сухих веществ отхода производства ацидина, и в нем содержится 29,3% сырого протеина, 0,4% глутаминовой кислоты и 8,2% влаги. Характеризуется усиленными вкусовыми качествами и повышенной поедаемостью. Пригоден для использования в качестве белковой подкормки. Потери продукта при высушивании составляют 6,8% биомассы ассоциации микроорганизмов - 7,7%.

П р и м е р 4. В состав суспензии дрожжей - продуцентов эприна с концентрацией биомассы 21,5% вводят при перемешивании источник лизина - жидкий липрин с концентрацией сухих веществ 40,1% и содержанием лизина 2,0%. Соотношение массовых частей суспензии дрожжей и липрина при этом равно 1:2,7. Полученную смесь с концентрацией сухих веществ 35,1% подвергают распылительному высушиванию при температуре теплоносителя 220±5^оС на входе и 80±5^оС на выходе. Высушенный продукт на 76,2% состоит из сухих веществ липрина и в нем содержится 27,7% сырого протеина, 3,9% лизина и 8,7% влаги. Он пригоден для устранения дефицита белка в кормовых рационах в количестве до 40% от его потребностей. Потери продукта при высушивании составляют 4,3%, биомассы дрожжей - 5,2%.

П р и м е р 5. В состав суспензии дрожжей - продуцентов кормовых дрожжей из гидролизатов растительного сырья с концентрацией биомассы 16,4% вводят при перемешивании источник аминокислот, состоящий из равных количеств сухого концентрата лизина и метионина. Соотношение суспензии дрожжей и источника аминокислот равно 1:0,01. Содержание лизина в концентрате составляет 52,5% . Полученную смесь с концентрацией сухих веществ 17,1% подвергают распылительному высушиванию при температуре теплоносителя 180±5^оС на входе и 80±5^оС на выходе. Высушенный продукт на 5,3% состоит из сухих веществ источника аминокислот и в нем содержится 52,6% сырого протеина, 3,7% лизина, 2,7% метионина и 8,2% влаги. Он пригоден для устранения дефицита белка в кормовых рационах свиноводческих и особенно птицеводческих хозяйств в количестве до 50% от его потребностей. Потери продукта при высушивании составляют 4,5%, биомассы дрожжей - 5,1%.

Из приведенных примеров видно, что состав продукта, получаемого по предложенному способу, существенным образом изменяется, - долевое содержание сухих веществ источников аминокислот в нем колеблется от 5,3 до 76,2% и с помощью продукта можно устранять дефицит белка в количестве до 50% от его потребностей. Количество биомассы микроорганизмов с выраженными аллергенными свойствами в продукте снижено. Концентрация сухих веществ в суспензии повышается с 4,3-21,5% до 6,2-35,1% (в 1,04-1,6 раза), что приводит к удельному снижению энергозатрат. Потери продукта при высушивании 1 т продукта уменьшаются с 51-77 кг до 43-68 кг (в 1,1-1,2 раза).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОЙ БИОМАССЫ МИКРООРГАНИЗМОВ, включающий высушивание суспензии микроорганизмов, отличающийся тем, что в состав суспензии микроорганизмов вводят источник аминокислот при соотношении указанных компонентов 1:(0,01-2,7).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника аминокислот в суспензию микроорганизмов вводят жидкий липрин, или жидкий концентрат лизина, или смесь равных количеств сухого концентрата лизина и метионина.