Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО КОРМА

Изобретение относится к биотехнологии, к микробиологическому производству белково-витаминного корма.

Известен способ производства белково-витаминного корма путем выращивания кормовых дрожжей на мелассной послеспиртовой барде при совмещении данного процесса с проведением операций биологической очистки активным илом (авторское свидетельство СССР 800186, кл. С 12 F 3/10, 1981) /1/.

Однако данный извечный способ сложен и требует наличия специального оборудования.

Известен способ производства белково-витаминного корма, предусматривающий выращивание кормовых дрожжей на питательной среде, содержащей зернокартофельную послеспиртовую барду, соли и отходы ультрафильтрации глубинной культуры Aspergillus awamori (авторское свидетельство СССР 803473, кл. С 12 N 1/16, 1983) /2/.

Однако данный известный способ совмещает утилизацию отходов двух производств, что может привести к затруднениям при удаленности одного от другого.

Известен способ производства белково-витаминного корма путем выращивания дрожжей на питательной среде, содержащей цельную послеспиртовую барду и соли, с последующей сушкой полученного продукта (авторское свидетельство СССР 419552, кл. С 12 D 13/06, 1974) /3/ - прототип.

В данном известном способе для выращивания кормовых дрожжей используют питательную среду с цельной послеспиртовой зернокартофельной бардой - отходом производства спирта из зерна крупного дробления и картофеля. Такая барда содержит зерновую дробину и частицы измельченного картофеля. Поэтому после выращивания кормовых дрожжей на данной цельной барде приходится отделять дробину от дрожжевой суспензии, измельчать ее и вновь объединять с дрожжевой суспензией перед сушкой, что усложняет процесс производства белково-витаминного корма, требует дополнительных энергетических и трудовых затрат.

В последние годы отечественная промышленность переходит на производство спирта с использованием зерна тонкого измельчения (при дроблении зерна с проходом через сито с ячейками диаметром 1 мм не менее 80%). Утилизация образующейся тонкодисперсной послеспиртовой барды представляет собой актуальную задачу. При воспроизведении известного способа /3/ с использованием тонкодисперсной послеспиртовой барды отпадает необходимость отделять дробину после выращивания дрожжей. Однако при использовании в качестве питательной среды тонкодисперсной послеспиртовой барды в сочетании только с солями, как это предусмотрено прототипом /3/, не удается получить высокий выход целевого продува.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является полная утилизация тонкодисперсной послеспиртовой барды - нового отхода спиртовой промышленности, обеспечение безотходного производства белково-витаминного корма с высоким выходом целевого продукта, снижение энергетических и трудовых затрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства белково-витаминного корма путем выращивания кормовых дрожжей на питательной среде, содержащей цельную послеспиртовую барду и соли, с последующей сушкой полученного продукта, отличительной особенностью является то, что используют зерновую барду, полученную при производстве спирта из зерна тонкого измельчения, в питательную среду дополнительно вводят мелассу или осахаренное сусло с доведением содержания углеводов до 0,9-1,1%, а выращивание дрожжей проводят с аэрацией при расходе воздуха 55-60 м³/ч на 1 м³ культуральной жидкости при температуре 34-37^oС до достижения содержания дрожжевых клеток в культуральной жидкости не менее 500 млн./см³ и до содержания в ней истинного белка 28-35% в пересчете на абсолютно сухое вещество (АСВ).

Рекомендуется использовать барду, полученную при производстве спирта с использованием зерна тонкого измельчения с проходом не менее 80% через сито с ячейками диаметром 1 мм.

Целесообразно процесс вести непрерывно.

Рекомендуется использовать дрожжи Candida tropicalis CK-4Б, а процесс вести при рН 4,3-4,8.

Дрожжи Candida tropicalis CK-4 можно использовать совместно с дрожжами Rhodosporidium diobovatum-1 в соотношении 3:1, а процесс вести при рН 5,1-5,3.

Собственные исследования показали, что при определенных режимных параметрах процесса новый отход спиртовой промышленности (тонкодисперсную послеспиртовую барду) можно успешно использовать для безотходного производства белково-витаминного корма, если помимо солей, как это рекомендуется в известном способе /3/, добавить в питательную среду для выращивания кормовых дрожжей мелассу или осахаренное сусло до определенного уровня содержания углеводов, а процесс вести в определенных режимных параметрах до достижения определенной концентрации живых дрожжевых клеток в культуральной жидкости, а также до достижения в ней определенного уровня содержания истинного белка.

Установлено также, что целевой продукт можно обогащать витаминами за счет совместного культивирования кормовых дрожжей рода Candida, преимущественно вида С. tropicalis CK-4, с дрожжами рода Rhodosporidium, преимущественно вида R. diobovatum-1.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Цельную тонкодисперсную послеспиртовую барду получили при производстве спирта на тонкоизмельченной (проход 80% через сито с ячейками диаметром 1 мм) пшенично-ржаной смеси (1:4). Барду с массовой долей сухих веществ 7,3% из аппаратного отделения спиртового производства направили в сборник, откуда насосом ее передали на теплообменник, где ее охладили до температуры 34^oC. Часть барды, минуя теплообменник, подали в аппараты чистой культуры.

Охлажденную барду подали в дрожжерастильный аппарат, куда также подали из специального сборника 0,015 м³/ч 20%-ного раствора сульфата аммония и 0,005 м³/ч раствора мелассы (1:1) с доведением содержания углеводов в приготовленной питательной среде 0,9%.

Кормовые дрожжи С. tropicalis CK-4 выращивали непрерывно-проточным способом в дрожжерастильном аппарате с эрлифтным воздухораспределением при расходе воздуха 55 м³/ч на 1 м³ культуральной жидкости. В начале производства и после длительных остановок выращивание дрожжей вели в приточном режиме с последующим переходом на непрерывный процесс.

Засевные дрожжи из аппарата чистой культуры вносили в дрожжерастильный аппарат в количестве 10% от объема питательной среды при температуре 34^oС и рН среды 4,3. Момент подачи засевных дрожжей считали началом заполнения аппарата. Аппарат на 1/3 заполняли питательной средой, не прекращая аэрирования, в течение 8 ч.

Через 16 ч от начала заполнения аппарата содержание дрожжевых клеток достигало уровня 500 млн./см³. С этого момента начинали непрерывно подавать питательную среду и непрерывно отбирать такое же количество готовой дрожжевой суспензии.

Из дрожжерастильного аппарата пенно-жидкостную дрожжевую суспензию непрерывно подавали в деэмульгатор, в котором разрушали пену при помощи механического пеногасителя. Деэмульгированную дрожжевую суспензию подвергали термолизу с целью разрушения жизнеспособности дрожжевых клеток, для чего ее подавали в нагреватель, в котором поддерживали температуру 75^oС. Нагретая дрожжевая суспензия непрерывно переходила в специальный сборник, где ее выдерживали при температуре 75^oС в течение 45 мин.

Термолизированную дрожжевую суспензию с массовой долей сухих веществ 6,6% непрерывно подавали на распыливающий механизм сушилки, где распыленная дрожжевая суспензия контактирует с горячим теплоносителем, сухие частицы оседают в конической части сушильной камеры и выводятся в систему пневмотранспорта. Готовый целевой продукт поступал в разгрузочный бункер отделения упаковки, где его расфасовывали в бумажные мешки по 20-30 кг.

Приготовленный белково-витаминный корм представлял собой порошок от светло-желтого до коричневого цвета. Порошок содержал 10% влаги, массовая доля истинного белка в нем составляла 28% в пересчет на АСВ. Выход белково-витаминного корма составил 7,5 т на 1000 дал выработанного спирта.

Пример 2. Питательную среду для выращивания дрожжей приготовили по методике примера 1. При производстве спирта использовали тонкоизмельченное зерно пшеницы (проход 83% через сито с ячейками диаметром 1 мм). Для добавления в тонкодисперсную пшеничную послеспиртовую барду использовали 0,117 м³/ч 20%-ного раствора сульфата аммония и 0,015 м³/ч осахаренного сусла с доведением содержания углеводов в среде до 1,1%. Процесс выращивания дрожжей вели при расходе воздуха 60 м³/ч на 1 м³ культуральной жидкости при температуре 37^oС и при рН среды 4,8 до достижения концентрации дрожжевых клеток в полученной дрожжевой суспензии, равной 550 млн./см³. Готовый белково-витаминный корм содержал 35% в пересчете на АСВ истинного белка и представлял собой порошок светло-коричневого цвета с массовой долей влаги 9,5%. Выход белково-витаминного корма составил 8 г на 1000 дал выработанного спирта.

Пример 3. При производстве белково-витаминного корма из тонкодисперсной ржаной послеспиртовой барды по методике примера 1, но с выходом режимных параметров за заявленные пределы получали дрожжевую суспензию с содержанием дрожжевых клеток менее 500 млн./см³, а содержание истинного белка в целевом продукте было ниже 28% в пересчете на АСВ.

Пример 4. Питательную среду приготовили по методике примера 1. Засевные дрожжи С. tropicalis СК-4 и R. diobovatum-1 вносили в дрожжерастильный аппарат в соотношении 3:1 и выращивали при температуре 34^oС и рН среды 5,1. Выращивание проводили с аэрацией при расходе воздуха 55 м³/ч на 1 м³ культуральной жидкости. Завершали процесс выращивания дрожжей при достижении в культуральной жидкости содержания дрожжевых клеток 550 млн./см³. Готовый белково-витаминный корм представлял собой порошок желтого цвета, имел повышенное содержание витаминов. Содержание истинного белка в нем составляло 32% в пересчете на АСВ.

Пример 5. По методике примера 1 приготовили белково-витаминную смесь из тонкодисперсной пшеничной барды, в которую добавляли 0,015 м³/ч осахаренного сусла и 0,18 м³/ч 20%-ного раствора сульфата аммония. Засевные дрожжи С. tropicalis СК-4 и R. diobovatum-1 вносили в дрожжерастильный аппарат в соотношении 3:1 и выращивали при 37^oС и при рН среды 5,3 в условиях аэрации при расходе воздуха 60 м³/ч на 1 м³ культуральной жидкости до достижения содержания дрожжевых клеток в культуральной жидкости 600 млн./см³. Полученный белково-витаминный корм представлял собой порошок коричневого цвета, имел повышенное содержание витаминов и содержал 35% истинного белка в пересчете на АСВ.

Таким образом, изобретение позволяет полностью утилизировать отходы спиртового производства, использующего сырье в виде тонкоизмельченного зерна и с высоким выходом получать полноценный белково-витаминный корм.