Способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды

 

Изобретение относится к пищевой биотехнологии. Сущность: способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды предусматривает ее фильтрацию с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста минеральных солей и культивирование дрожжей. Дрожжевую суспензию сепарируют с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрируют биомассу и концентрат сушат. Фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины. Твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата, отделенного от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть. Раствор смешивают с исходной бардой. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пищевой биотехнологии.

Известен способ получения кормовых дрожжей, предусматривающий непрерывное культивирование дрожжей в условиях аэрации на зерновой барде в две стадии, на первой из которых культивирование осуществляют на барде с добавлением к ней минеральных солей с последующим отделением дрожжей, а на второй стадии в качестве питательной среды используют культуральную среду, полученную после отделения дрожжей, и сушку конечного продукта [1] Недостатками способа являются большие теплоэнергозатраты и невысокий выход дрожжей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды, предусматривающий фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжевой суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата [2] Недостатками данного способа являются невысокий выход дрожжей и загрязнение окружающей среды отходами производства.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода дрожжей и создание безотходного производства.

Для достижения технического результата по способу производства кормовых дрожжей из зерновой барды, предусматривающему фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжевой суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата, согласно изобретению фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины, при этом твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата, отделенного от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть, причем этот раствор смешивают с исходной бардой.

Рекомендуется размер частиц крупной фракции дробины поддерживать более 2-2,5 мм, а мелкой около 0,8-1,2 мм. Целесообразно в процессе экстракции и гидролиза к дробине добавлять отходы, отделенные от зерна.

Предлагаемый способ поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Способ заключается в следующем. Зерновую барду, имеющую температуру 95^оС, направляют из брагоректификационного отделения спиртового производства (не показано) в сборник 1. Далее насосом 2 барду прокачивают через теплообменник 3, где охлаждают до температуры 55-60^оС фугатом, поступающим от сепараторов дрожжерастильного отделения (не показано). Охлажденную барду после теплообменника 3 направляют на барабанное сито 4 на первую стадию фильтрации, где из барды отделяют наиболее крупную часть дробины с частицами более 2-2,5 мм. Прошедшую первую стадию отделения барду фильтрат направляют на вторую дополнительную стадию фильтрации на барабанное сито 5, оборудованное сеткой с более мелкими отверстиями около 0,8-1,2 мм. Дробину после первой стадии отделения направляют в экстрактор 6. Выделенную из барды на сите 5 дробину направляют на барабанную сушилку 7, где высушивают горячими газами, поступающими из топки 8. Высушенную дробину измельчают в дробилке 9 и далее смешивают с кормовыми дрожжами в бункере 10 или упаковывают и используют отдельно.

Фильтрат барды после барабанного сита 5 сливают в сборник 11 и насосом 12 откачивают в дрожжерастильное отделение (не показано). В питательную среду вводят в качестве источника азота 3,5-4 кг карбамида. Для поддержания требуемого значения рН среды в процессе дрожжегенерации в среду вводят серную кислоту. Выращивание биомассы осуществляют при следующих параметрах: расход воздуха на аэрацию 50-55 м³/м³˙ч, температура культивирования 30/35^оС. Культуральную среду непрерывно отбирают из дрожжерастильного отделения и после деэмульгирования подают на выделение биомассы путем ступенчатого сепарирования и отмывки от сухих веществ среды (не показано). Фугат, представляющий собой отсепарированную дрожжевую суспензию, после подогрева теплом барды в теплообменнике 3 направляют в сборник 13 фугата и насосом 14 по трубопроводу 15 подают в концентратор 16 на концентрирование. В концентраторе 16 происходит испарение части влаги фугата от 20 до 50% концентрация сухих веществ (СВ) в концентрате увеличивается с 4 до 8% Концентрат насосом 17 подают в сборник 18 по трубопроводу 19. От общего потока концентрата отбирают часть в экстрактор 6, куда поступает и крупная фракция дробины, отделенная после первой стадии фильтрации с барабанного сита 4 по трубопроводу 20. В смесь добавляют зерновые отходы, полученные на зерноочистительных машинах (не показано) при подготовке зерна к сбраживанию при производстве спирта.

В течение 2-3 ч концентрированный фугат растворяет содержащиеся в дробине и зерновых отходах питательные вещества, одновременно подвергают смесь диспергированию при перемешивании к кислотному гидролизу при 65-95^оС, так как рН фугата составляет 3,8-5,0. Полученный раствор отстаивают и жидкую фракцию по трубопроводу 21 направляют в сборник 1 барды, дополнительно обогащая ее углеводами и другими питательными веществами барды.

П р и м е р 1. Барду, имеющую температуры 95^оС, охлаждают до 60^оС и направляют на первую стадию фильтрации, где из барды отделяют наиболее крупную часть дробины с частицами более 2,5 мм. Полученный фильтрат направляют на дополнительную фильтрацию, где отделяют более мелкие частицы размером около 1 мм. Полученный фильтрат барды используют для приготовления питательной среды. Для этого в него вводят 4 кг карбамида в качестве источника азотного питания, подкисляют серной кислотой и направляют на дрожжегенерацию.

Выращивание дрожжей осуществляют при аэрации среды со скоростью 55 м³/м³˙ч, температуре 35^оС и скорости разбавления среды 0,15 ч^-1.

Полученную культуральную жидкость подвергают сепарированию для получения биомассы, которую концентрируют до увеличения содержания СВ от 4 до 8% и сушат. Температура газов на входе в сушилку 380^оС, на выходе 100^оС. Твердую фракцию с крупными частицами дробины, отделенную от фильтрата на первой стадии, направляют на экстракцию и гидролиз для извлечения из этой фракции питательных веществ. В качестве экстрагента используют 5% концентрата, отбираемого от общего его количества, направляемого на сушку. рН концентрата равна 3,8.

Перед экстракцией и гидролизом к дробине добавляют зерновые отходы шелуху, зародыши, получаемые как побочные продукты, при подготовке зерна к сбраживанию при производстве спирта экстракцию и кислотный гидролиз проводят при температуре 85^оС. После экстракции и гидролиза полученную массу разделяют на твердую часть и раствор, который смешивают с исходной бардой. Высушенные дрожи расфасовывают и используют в качестве готового продукта. Готовый продукт содержит до 32% белка, не более 10% золы, представляет собой порошкообразный продукт. Выход дрожжей увеличивается на 4,7-5,2 т и составляет в целом по цеху 8-8,5 т на 1000 дал спирта за счет комплексного использования отходов спиртового и дрожжевого производств, так как помимо выщелачивания всех экстрактивных веществ из дробины происходит гидролиз целлюлозосодержащего сырья, содержащегося в последней и отходах производства.

Следует отметить, что дробина зерновой барды содержит 13-22% СВ, в том числе сырого протеина 0,8-1,2% жира 0,2-1% клетчатки 0,6-1,5% и золы 0,2-0,4% В предложенном способе при экстракции и гидролизе дробины вещества переходят в раствор, а проведение кислотного гидролиза дрожжевым фугатом с рН 3,8-5,0 при повышенной температуре способствует разрушению целлюлозосодержащего сырья, содержащегося в дробине (частицы дробленного солода, шелухи, остатки неразварившегося сырья, несбраживаемые вещества исходного сырья и др.), с последующим обогащением этими веществами барды, что ведет к увеличению выхода биомассы и использованию всех отходов барды, дробины, дрожжевого фугата. Дрожжевание барды с последующим высушиванием дрожжей позволяет увеличить количество рационально используемого перевариваемого протеина с утилизацией отходов спиртового и дрожжевого производств и созданием безотходного производства.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить количество биомассы дрожжей в 1,5 раза за счет комплексного использования дополнительных питательных веществ, содержащихся в отходах производства, выделяемых при гидролизе и экстрагировании их, а также рационально использовать все отходы спиртового производства: дробину, барду и фугат дрожжевого производства, создавая таким образом безотходное производство.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ ИЗ ЗЕРНОВОЙ БАРДЫ, предусматривающий фильтрацию последней с получением фильтрата и твердой фракции с крупными частицами дробины, приготовление питательной среды путем введения в фильтрат необходимых для роста дрожжей минеральных солей, культивирование дрожжей, сепарирование дрожжей суспензии с получением биомассы дрожжей и культуральной жидкости, концентрирование биомассы и сушку полученного концентрата, отличающийся тем, что фильтрат барды перед приготовлением питательной среды подвергают дополнительной фильтрации для отделения мелких частиц дробины, при этом твердую фракцию с крупными частицами дробины подвергают одновременно экстракции и гидролизу частью концентрата биомассы, отделенной от его количества, направляемого на сушку, для извлечения из дробины питательных веществ, и полученную массу разделяют на раствор и твердую часть, причем этот раствор смешивают с исходной бардой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер крупных частиц дробины составляет более 2,0-2,5 мм, а мелкой фракции 0,8 1,2 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что к фракции с крупными частицами дробины перед экстракцией добавляют зерновые отходы.

РИСУНКИ

Рисунок 1