Способ переработки растительных гидролизатов для выращивания белковых кормовых дрожжей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1008.77 (21) 2520253/13 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2504.80. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 250480

О. И. Игнатьева, Ю.И. Федотов, В. Д. Лихобабин, В.В. Иртегов, Ю. И. Черноусов, A.Â. Виноградова, И.В. Дружинин и Ю.В. Асаулюк (72) Авторы изобретения

В се союзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промыыпенности и Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С.М. Кирова (7 4) 3 а я в и тели (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ГИДРОЛИВАТОВ

ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ БЕЛКОВЫХ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

Изобретение относится к области биохимической переработки предгидролизатов сульфат-целлюлозного производства и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и гидролизной 5 промышленности при переработке гидролиэатов, предгидролиэатов, сульфитных щелоков с целью повышения биологической доброкачественности субстратов для выращивания белковых кормовых дрожжей.

Известен способ переработки растительных гидролизатов для выращивания белковых кормовых дрожжей путем обработки гидролизатов минеральной кислотой при 100 С для инверсии олигосахаридов, ней тралиэации их до рН

3, 9-4, б с последующим отстаиванием и охлаждением (1), Однако при проведении кислотной инверсии гидролиэатов имеют место процессы конденсации продуктов кислотного распада моносахаридов — фурфурола, оксиметилфурфурола, а также 25 других компонентов с лигнином, приводящие к образованию осадка — так называемый процесс карамелизации„

Последний вызывает значительные трудности в технологии подготовки ЗО

2 гидролизатов к биохимической переработке, приводя к образованию плотных нерастворимых осадков на оборудовании.

Целью изобретения является обога- щение гидролизатов биогенными веществами, повышение выхода белковых кормовых дрожжей с увеличенным содержанием в них сырого протеина, а также снижение керамелизации оборудования в процессе инверсии.

Поставленная цель достигает ся тем, что обработку гидролиэатов минеральной кислотой ведут в присутствии активного ила с концентрацией, его 0,2-1,6%.

Активный ил представляет собой ценный органо-минеральный отход, получаемый в результате биолоГической очистки сточных вод и содержащий такие вещества как азот, фосфор, белковые вещества, аминокислоты, углеводы, витамины, особенно такой дефицитный витамин как В (5,712 2 мкг/г) .

В сухом активном иле. содержится от 27,5 до 56,2% протеина, аминокис лотный состав его представлен практически всеми незаменимыми аминокис675990

Та блица 1

Контроль

2,3

3,9

69,5

Темный, плот ный, водонерастворимьтй

0,2

60,9

2,3 .3,7

О бр аз о ванне осадка не наблюдает ся

0,4

2,3 3,4

47,8

То же

0,8

3,3

43,5

1,2

3,4

2,3

47,8

Рыхлых, в одор а ст— вори алых, легко фильтруеьый

1,6

2,3 .3,2

То же

Таблица 2

Контроль

46,7

100,0

114,0

119,5

120,0

1,6

49,8

100, О

125р0

126, 7

126, 3

53 4

1,54

0,2

62,5

1,48

0,4

55,8

63 1

56,0

0,8

1,50

62,9 лотами. По количеству фолиевой, амидобензойной кислот, холина активный ил йревосусодит кормовые дрожжи. В

его составе найдены рибофлавин (В ), пантотеновая (Вз) и никотиновая (В ) кислоты.

Зольность активного ила сульфит-, но-целлюлоэных предприятий составляет

6, 8-9, 5 Ъ, сульфат но-целлюлоэных—

6,4-7, 7%, состав эолы представлен макроэлемент ами (кальций, фосфор, калий, натрий) и микроэлементами (железо, медь, марганец и т.д.) .

Водный гидролиз проводят обычно при жидкостном модуле 1:4, в производственных условиях степень отбора предгидролиэата составляет в среднем

60-65%.

Отобранный гидролиэат направляют в инвертор, в котором обрабатывают минеральной кислотой (предпочтительНо серной) с концентраций 0,5% при температуре около 100 С для инверсии олигосахаридов. На этой же стадии вводят активный ил до концентрации его в гидролиэате 0,2-1,6%. Гидролизат продувают острым паром в течение всего процесса обработки для поддержания температуры около 100 С и пеРемешивания. В этих условиях (кислая среда, рН 1, температура 100 С, время 8 ч) происходит стерилизация суб- страта, плазмолиз и гидролиэ активчого ила.

После проведения процесса инверсии гидролнзат нейтрализуют до рН 3,9-4,6, вводят питательные соли, разбавляют его до концентрации редуцирующих веществ {Р.B. ) = 1,4-1, 6%, охлаждают до 36-38 С и направляют на биохимическую переработку с получением кормовых дрожжей.

В табл.1 и 2 представлены резуль-. таты обработки гидролизатов с добавлением активного ила.

675990

Продолжение табл. 2 го нтролю

23,5

124,0

57,4

61 7

123,0

1,40

1,6

*) Выращивание дрожжей проводили на качалочной установке

ВНИИгидролиэа при раэбавлении гидролиэата водой до концентрации Р.В. = l 4-1,6Ъ. и

Пока

Р.В. до обработки кислотой,Ъ

P.Â, после обработки, Ъ

2,3

2,3 2,3

3,7 3,3

3,2

Из данных табл.2 следует, что введение активного ила до концентрации его в гидролиэате 0,2-1,6Ъ на стадии обработки его кислотой инверсии увеличивает выход дрожжей от

Р.B. на 14-23Ъ и содержание сырого протеина увеличивается в среднем на 25Ъ по сравнению с контролем.

Пример 1. В лабораторных условиях проводили обработку гидролиэата (исходное Р.B. = 2,3Ъ) . В гидролиэат добавляют 0,3 мл концентрированной серной кислоты (d = 1,84), активный ил вводят в количестве 0,2 г З( (по абсолютно сухому веществу) и доводят общий объем до 100 мл. Содержимое переносят в реакционную колбу и продувают острым паром при температуре около 100 С в течение. 8 ч. Об- 3$ разование карамели при этом не было о бн аруже но .

Колбу охлаждают, определяют P.Â. (P.В. = 3,7Ъ), задают питательный соли в обычных количествах, нейтрали- д) эуют до рН 3,9-4,6, разбавляют до р.В. = 1,54 и ведут выращивание дрожжей рода Candida Scotti штамм

Тул-1 выход дрожжей от -Р. В. составля-. ет 53,4Ъ,содержание сырого протеина

62, 5Ъ.

Пример 2. В лабораторных условиях проводили обработку гидролизата и последующее выращивание кормовых дрожжей по методике, аналогичной описанной в примере 1. Активиый ил вводят в количестве 0,8 r (по абсолютно сухому веществу) . P.Â. до обработки составляют 2, 3Ъ после3,3Ъ, субстрат разбавляют до содеркания P В. = 1,5Ъ. Вйход абсолютно сухих дрожжей от общих P.Â. составил

56,0Ъ, содержание в них сырого протеина 62, 9Ъ.

И в этом случае образования "карамели не наблюдалось.

Пример 3. В лабораторных условиях проводили обработку гидролизата и последующее выращивание кормовых дрожжей по методике, аналогичной описанной в примере 1. Активный ил вводят в количестве 1,6 г (по абсолютно сухому веществу) . Р.В. до инверсии 2, ЗЪ, Р.В. после инверсии

3, 2Ъ. Субстрат разбавляют до содержания P.Â. 1,40Ъ. Выход составил

57,4Ъ, содержайие в них сырого протеина 61 7Ú.

В этом случае на стадии инверсии имело место образование рыхлого, водорастворимого, легкофильтруемого осадка.

Основные показатели процесса переработки растительных гидроли з атов предлагаемым способом, предст авленным тремя вышеперечисленными примерами, изложены в табл.3. Для сравнения приведены показатели известного способа переработки растительных гидролиэатов.

Как сле г ет из представленных в табл. 3 данных, предлагаемай способ переработки . гидролизатов с введением активного ила на стадии инверсии олигосахаридов исключает процесс карамелизации, повышает выход белковых дрожжей от P.Â. на 14-23Ъ с одновременным увеличением сырого протеина в дрожжах на 24,0-26,3Ъ.

Таблица 3

675990

Рыхлый „ легкофильтруемый, водор астворимый плотный водоне« растворимый

Р.В, в субстрате, %

1,54 1,50 1,40

1,50

Выход абсолютно сухих дрожжей от P.В,,В

46 7

53,4 56,0 57,4

Содержание сырого протеина в дрожжах, В

l, 49,8 62,5 62,9 61,7

Съем P.В. с 1 т сырья*, кг/т древесины

101,2 . 96,1 85,7 83,2

Съем абсолютно сухих дрожжей .с 1 т древесины, кг

51,3 48,1 47,8

4?,3

Съем белка с

1 т древесины,кг

23,5 32,1 30, 2 29,5 .П р и м е ч а н и е. В ои производственных условиях модуль при гидролиэе равен 4, модуль отбора гидролиэата соотавляет в среднем 2,6.

Съем абсолютно сухих дрожжей с

1 т древесины по предлагаемому способу переработки гидролиэатов на

0,5-4,0 кг больше, выход белка, от- 45 несенный к 1 т исходного сырья (дре весины) увеличивается на 6-8,6 кг по сравнению с известным способом переработки гидролиэатов.

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1368/60 Тираж 399 Подписное илиал ППП Патент ., г. УжгОрод, ул. Проектная, 4 Способ переработки растительных гидролизатов для выращивания белковых кормовых дрожжей путем обработка

55 гиДролиэатов минеральной кислотой при 100 С для инверсии олигосахарио дов, нейтрализации их до рН 3,9-4,6 с последующим отстаиванием и охлаждением, отличающийся тем, что, с целью обогащения гидролизатов биогенными веществами,повьааения выхода дрожжей с увеличенным содержанием в них сырого протеина, а также снижения карамелиэации, обработку гидролиэатов минеральной кислотой ведут в присутствии активного ила с концентрацией его 0,2-1,6%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шарков В.И. и Куйбина Н.И.

Химия гемицеллюлоэ, лесная проИыаленность, 1972, с. 376.