Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Инженерная экология: защита литосферы от твердых промышленных и бытовых отходов

Основные источники биогенных элементов при подготовке питательных сред

Отходы, обогащаемые кормовым белком — это сырье комплексного состава, которое может содержать органические и минеральные компоненты — источники углерода, азота, фосфора, серы, витамины, ростовые факторы, микроэлементы. Однако для получения продукта требуемого качества субстрат должен иметь определенные концентрацию источника углерода, соотношение С : N : Р (влияет на выход биомассы, содержание в ней белка, липидов, фосфолипидов), степень чистоты, стерильность, ограниченное содержание токсичных веществ — тяжелых металлов и др. Поэтому обычно питательную среду готовят из органического субстрата и солей.

Как правило, соли служат источниками макроэлементов N, Р, Mg, К, S, Na, Са, микроэлементов — Fe, Zn, Мп и др. Зачастую микроэлементы могут содержаться в необходимых количествах в природной воде и перерабатываемых отходах.

Азот добавляется в виде NH4+ (NH4C1, (NH4)2S04, NH4OH, NH3). Нитраты используются реже, так как микроорганизмами азот нитратов усваивается после его восстановления в аммонийную и аминную формы, что требует затрат энергии и снижает выход продукта.

Фосфор вводится в ферментер обычно в виде Н3Р04 или солей фосфорной кислоты: аммофоса, двойного суперфосфата и др. Суперфосфат — дешевый источник фосфора, однако он содержит много соединений фтора, который неблагоприятно действует на микроорганизмы и попадает в продукт, поэтому на предприятиях, как правило, контролируют уровень фтора в сырье и продукте.

Калий используется в виде K2S04, КС1, иногда КОН, магний — в виде MgS04, кальций — в виде СаС03. СаС03 часто служит буферным агентом для поддержания pH среды вблизи нейтральных значений.

Микроэлементы вводятся в виде сульфатов. Хлориды используются редко из-за корродирующего действия ионов С1_. Остальные элементы присутствуют как примеси к основным минеральным солям.

В качестве источника минерального питания при переработке отходов обычно используются относительно дешевые удобрения невысокого качества (70% основного вещества). Однако в этом случае могут в большом количестве появляться шламы (соли Са, Mg), которые воздействуют на технологические аппараты (режут, забивают трубопроводы), поэтому шламы необходимо отделять от раствора (обычно непосредственно в емкостях, где готовят растворы солей) и в дальнейшем вывозить в места складирования или утилизировать. Как правило, питательные соли вводятся в среду культивирования с избытком (до 1,5—2 раз).

Углерод. Для выращивания микроорганизмов могут использоваться: отходы древесного и сельскохозяйственного растительного сырья, сульфитные щелоки, жидкие и газообразные углеводороды, метиловый и этиловый спирты, отходы производств пищевой промышленности и т.д.

Азот. В производственных питательных средах источниками азота могут служить белки, пептиды, свободные аминокислоты. Чаще всего в промышленной ферментации используют кукурузный экстракт, соевую муку или гидролизаты дрожжей. Из минеральных азотсодержащих веществ наиболее часто применяют аммониевые соли серной, соляной или азотной кислоты. Существенное значение имеет соотношение азота и углерода в среде, определенное для каждого штамма-продуцента.

Фосфор. В качестве источника фосфора широко используются фосфаты аммония, которые получаются нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком: Н3Р04 + NH3 = NH4H2P04 — моноам- монийфосфат, Н3Р04 + 2NH3 = (NH4)2HP04 — диаммонийфосфат, Н3Р04 + 3NH3= (NH4)3P04 — триаммонийфосфат. Чаще всего применяют аммофос, который представляет собой смесь моно- и ди- аммонийфосфатов. Аммофос является источником не только фосфора, но и азота. Также используют ортофосфорную (фосфорную) кислоту Н3Р04 как источник фосфора и для подкисления среды. Содержание Р205 в фосфорной кислоте — 50,7%.

Калий. Карбонат калия К2СОэ содержит до 98% основного вещества. Соль очень гигроскопична. Сульфат калия K2S04 получают путем растворения и перекристаллизации полиминеральных сульфатнокалийных руд. Содержание основного вещества в товарном продукте — до 50%. В качестве примесей содержатся КС1, MgS04 и другие соли. Хлорид калия КС1 является экономически выгодным источником калия. Получают его путем переработки калийных руд.

Магний. В качестве источника Mg используют сульфат магния MgS04. Техническое название — эпсомит (MgS04 • 7Н20). Это кристаллическое вещество белого цвета с желтоватым оттенком. Хорошо растворяется в воде. Обезвоживанием эпсомита при нагревании получают кизерит MgS04 • Н20. В состав эпсомита входят 5-12% NaCl, 0,5-1,0% MgCl2 и ряд других солей.

Марганец. В качестве источника Мп используют сульфат марганца MnS04. Безводный сульфат марганца — бесцветное кристаллическое вещество, которое с водой образует кристаллогидраты. В производстве обычно применяется MnS04 • 5Н20 — кристаллический порошок бледно-розового цвета, хорошо растворимый в воде. Содержание основного вещества в соли — 98%.

Железо. Сульфат железа FeS04 кристаллизуется из водных растворов в форме кристаллогидрата FeS04 • 7Н20, который называют железным купоросом. Стандартный сульфат железа является высо- коочищенным продуктом и содержит минимальное количество примесей. В процессе хранения в водном растворе двухвалентное железо Fe2+ окисляется до трехвалентного Fe3+, которое выпадает в нерастворимый осадок Fe(OH)3. Для предотвращения выпадения железа в осадок раствор подкисляют до pH 2—2,5. Содержание основного вещества в технической соли — 47—53%.

Цинк. Сульфат цинка ZnS04 кристаллизуется из водных растворов в виде бесцветных ромбических кристаллов ZnS04 • 7Н20 и называется цинковым купоросом. Содержание цинка в соли — 36-39%.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы