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

Способ подготовки растительного сырья к ферментации

В растительной клетке на образование из простых сахаров сложных полисахаридов (крахмала, клетчатки) затрачивается не-

Аппаратурно-технологическая схема производства БЕЛКОВИТа

Рис. 5.7. Аппаратурно-технологическая схема производства БЕЛКОВИТа:

7 — производственный ферментер; 2 — аппарат предподготовки; 3 — аппарат приготовления растворов питательных солей; 4 — плазмолизатор; 5 — емкость аммиачной воды; 6 — циркуляционный насос; 7 — сборник воды охлаждения; 8 — насос контура охлаждения; 9 — ферментер чистой культуры; 10 — обратный клапан; 7 7 — уровнемер малая доля солнечных лучей, поэтому, чтобы разложить молекулу полисахарида обратно на простые сахара, надо израсходовать столько же энергии. Гидролиз отрубей (разложение полисахаридов при помощи воды) можно проводить различными способами: термообработкой в присутствии ферментов (амилосубтилина, глюко- ваморина, целловиридина и др.) или минеральных кислот (фосфорной, серной) с последующей нейтрализацией. Однако оба эти варианта технологически сложны и требуют больших экономических затрат. Учитывая условия эксплуатации фермерских установок (сельская местность), был разработан простой и экономичный способ подготовки органического сырья, исключающий применение кислот или ферментов. Разработанный способ обработки зерноотходов заключается в следующем [160-164]. Зерновые отходы предварительно измельчаются, и фракции размером менее 1 мм подвергаются гидролизу. Крупный остаток используется непосредственно при приготовлении комбикормов. Известно, что в составе отрубей сохраняются собственные ферменты, вырабатываемые во время выращивания злаков, а также ферменты микроорганизмов, попадающие на их поверхность из атмосферы — нативные ферменты. Использование этих ферментов для достаточно полного гидролиза отрубей известными методами не приводило к положительным результатам. Была поставлена задача разработать технологию обработки отрубей, используя их собственные ферменты, и получить на их основе полноценную питательную среду. Основным показателем полноты извлечения сахаров из твердой фазы является максимальный переход полисахаридов в растворимое состояние. Было показано, что определяющим фактором полноты гидролиза являются не конечная температура суспензии, а темпы нагрева, которые определяют физико-химические превращения в структуре исходного сырья и максимальный выход растворимых веществ в жидкую фазу. Этот процесс сопровождается резким возрастанием вязкости суспензии.

На рис. 5.8 представлены результаты исследований зависимости количества веществ, перешедших в раствор, от темпов и длительности нагрева. Видно, что максимальный выход имеет место при темпах нагрева 1—1,5 °С/мин, при этом оптимальная длительность процесса составляет 40—50 мин. На рис. 5.9 показана зависимость вязкости суспензии от температуры при различных темпах нагрева. Как и следовало ожидать, с повышением температуры и переходом полисахаридов в растворимое состояние вязкость суспензии плавно снижалась, а к концу этого этапа наблюдался резкий скачок вязкости до 20 сПз, т.е. происходил физико-химический процесс образования коллоидной системы — клейстерилизации. Этому состоянию соответствует перевод максимального количества исходного сырья (до 75%) в жидкое состояние. Использование в параллельных опытах дополнительно введенных ферментов (см. рис. 5.8, кривая 6) дало практически те же результаты.

Наиболее объективным методом сравнения различных вариантов технологий подготовки растительного сырья является процесс ферментации при прочих равных условиях (засевной культуры микроорганизмов, органического сырья, питательных солей, температуре и pH культуральной жидкости). Основные результаты экспериментов представлены на рис. 5.10. Критерием оценки являлся прирост биомассы. Видно, что ферментация на органическом сырье, подготовленном с помощью предложенного способа, несколько выше (на 3—5%). Процесс ферментации заканчивается при достижении 6—6,5% сухих веществ в культуральной жидкости к концу шестого часа накопления биомассы.

Анализ состава готового продукта дал следующие результаты: сырой протеин — 38-45%; лизин — 2,2-4%; витамины: В1 — 6 мг/кг; В2 — 45; ВЗ — 70; В4 — 3000; В6 — 30 мг/кг; макроэлементы — железо, фосфор, магний, кальций, сера; микроэлементы — цинк, кобальт, медь.

Переход веществ в растворенное состояние в зависимости от темпов нагрева, °С/мин

Рис. 5.8. Переход веществ в растворенное состояние в зависимости от темпов нагрева, °С/мин:

7 — 1,5; 2 — 1,0; 3 — 2,0; 4 — 0,7; 5 — 0,5; б — 1,0 с предварительной обработкой

ферментом Г10Х

Зависимость вязкости суспензии от температуры при различных темпах нагрева, °С/мин

Рис. 5.9. Зависимость вязкости суспензии от температуры при различных темпах нагрева, °С/мин:

7 — 1,0; 2— 1,5

Зависимость накопления биомассы от времени культивирования при разных способах подготовки сырья

Рис. 5.10. Зависимость накопления биомассы от времени культивирования при разных способах подготовки сырья:

1 — нативный ферментолиз; 2 — активный ферментолиз

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

Популярные страницы