RU2203315C1 - Method of production of protein-vitamin fodder - Google Patents

Abstract

FIELD: biotechnology, microbiology. SUBSTANCE: invention relates to microbiological production of protein-vitamin fodder. Method involves preparing protein-vitamin fodder. Fodder yeasts are grown in finely dispersed vinasse with addition salts and molasses or saccharified wort to it. The content of carbohydrates is 0.9-1.1%. Yeast cultivating process is carried out with aeration and air consumption 55-60 m³/h/h per 1 m³ of cultural fluid at temperature 34-37 C. Content of yeast cells in cultural fluid is 500 mln/mln/cm³, not less. Yeast of genus Candida tropicalis CK-4 is combined with yeast Rhodosporidium diobovatum-1 in the ratio 3:1 at pH 5.1-5.3. Method ensures to obtain full-value protein-vitamin fodder, utilize waste of alcoholic production and provide wasteless production. EFFECT: improved method of production. 5 cl

Description

Изобретение относится к биотехнологии, к микробиологическому производству белково-витаминного корма. The invention relates to biotechnology, to the microbiological production of protein-vitamin feed.

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/. A known method of producing protein-vitamin feed by growing fodder yeast on molasses after alcohol bard while combining this process with biological treatment operations with activated sludge (USSR author's certificate 800186, class C 12 F 3/10, 1981) / 1 /.

Однако данный извечный способ сложен и требует наличия специального оборудования. However, this eternal method is complex and requires special equipment.

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/. A known method for the production of protein-vitamin feed, involving the cultivation of fodder yeast in a nutrient medium containing potato, post-alcohol distillery stillage, salts and waste ultrafiltration of a deep culture of Aspergillus awamori (USSR author's certificate 803473, class C 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. However, this known method combines the disposal of waste from two industries, which can lead to difficulties at a distance from one to the other.

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. A known method of producing protein-vitamin feed by growing yeast on a nutrient medium containing whole post-alcohol distillery stillage and salt, followed by drying of the obtained product (USSR copyright certificate 419552, class C 12 D 13/06, 1974) / 3 / - prototype.

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. In this known method for the cultivation of fodder yeast, a nutrient medium is used with a whole post-alcohol grain potato distillery stillage - a waste product from the production of alcohol from coarse grain and potato. Such a bard contains cereal grains and particles of chopped potatoes. Therefore, after growing fodder yeast on this whole bard, it is necessary to separate the pellet from the yeast suspension, grind it and combine it again with the yeast suspension before drying, which complicates the production of protein-vitamin feed, requires additional energy and labor costs.

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. In recent years, the domestic industry has switched to the production of alcohol using fine grain (when crushing grain with a pass through a sieve with cells with a diameter of 1 mm of at least 80%). Disposal of the resulting fine-grained post-alcohol stillage stillage is an urgent task. When reproducing the known method / 3 / using a finely divided post-alcohol stillage stillage, there is no need to separate the grains after growing the yeast. However, when using finely dispersed post-alcohol distillery stillage in combination with salts as provided by the prototype / 3 /, it is not possible to obtain a high yield of target blowing.

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. The technical result achieved by the present invention is the complete utilization of finely dispersed post-alcohol distillery stillage - a new waste of the alcohol industry, ensuring waste-free production of protein and vitamin feed with a high yield of the target product, reducing energy and labor costs.

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).The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the production of protein and vitamin feed by growing feed yeast on a nutrient medium containing whole post-alcohol distillery stillage and salt, followed by drying of the obtained product, a distinctive feature is that they use grain distillery obtained from the production of alcohol from fine grinding grains, molasses or saccharified wort is additionally introduced into the nutrient medium to bring the carbohydrate content to 0.9-1.1%, and yeast is grown from the aero at an air flow rate of 55-60 m ³ / h per 1 m ^{3 of} culture fluid at a temperature of 34-37 ^o C to achieve a yeast cell content in the culture fluid of at least 500 million / cm ³ and to a true protein content of 28-35 % in terms of absolutely dry substance (DIA).

Рекомендуется использовать барду, полученную при производстве спирта с использованием зерна тонкого измельчения с проходом не менее 80% через сито с ячейками диаметром 1 мм. It is recommended to use vinasse obtained in the production of alcohol using fine grain with a passage of at least 80% through a sieve with cells with a diameter of 1 mm.

Целесообразно процесс вести непрерывно. It is advisable to conduct the process continuously.

Рекомендуется использовать дрожжи Candida tropicalis CK-4Б, а процесс вести при рН 4,3-4,8. Candida tropicalis CK-4B yeast is recommended, and the process is carried out at pH 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. The yeast Candida tropicalis CK-4 can be used in conjunction with the yeast Rhodosporidium diobovatum-1 in a ratio of 3: 1, and the process should be carried out at a pH of 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. Our own studies have shown that, with certain process parameters, the new waste of the alcohol industry (finely dispersed post-alcohol stillage) can be successfully used for waste-free production of protein-vitamin feed if, in addition to salts, as recommended in the known method / 3 /, be added to the growth medium fodder yeast molasses or saccharified wort to a certain level of carbohydrate content, and the process should be conducted in certain regime parameters until a certain concentration is reached tion of living yeast cells in the culture fluid, as well as until it reaches a certain level of true protein content.

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. It was also established that the target product can be enriched with vitamins due to the joint cultivation of fodder yeast of the genus Candida, mainly of the species C. tropicalis CK-4, with yeast of the genus Rhodosporidium, mainly of the species R. diobovatum-1.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение. The following are examples illustrating the invention.

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.Example 1. A whole finely divided post-alcohol distillery distillery distillate was obtained in the production of alcohol on a finely ground (80% pass through a sieve with 1 mm diameter cells) wheat-rye mixture (1: 4). Barda with a mass fraction of solids of 7.3% from the hardware department of the alcohol production was sent to the collection, from where it was transferred to a heat exchanger by a pump, where it was cooled to a temperature of 34 ^o C. A part of the distillery, bypassing the heat exchanger, was fed to clean culture apparatuses.

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%.Chilled bard was fed into a yeast-growing apparatus, where it was also served from a special collection of 0.015 m ³ / h of a 20% solution of ammonium sulfate and 0.005 m ³ / h of molasses solution (1: 1) with a carbohydrate content of 0.9% adjusted to make up the prepared medium .

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.C. tropicalis CK-4 fodder yeast was grown continuously in a flow-through method in a yeast-growing apparatus with airlift air distribution at an air flow rate of 55 m ³ / h per 1 m ^{3 of} culture fluid. At the beginning of production and after long shutdowns, yeast was grown in the supply mode with the subsequent transition to a continuous process.

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.Sowing yeast from the pure culture apparatus was introduced into the yeast-growing apparatus in an amount of 10% of the volume of the nutrient medium at a temperature of 34 ^{° C.} and a pH of 4.3. The moment of seed sowing yeast was considered the beginning of the filling of the apparatus. The apparatus was 1/3 filled with nutrient medium without stopping aeration for 8 hours.

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.After 16 hours from the beginning of filling the apparatus, the content of yeast cells reached a level of 500 million / cm ³ . From this moment, they began to continuously feed the nutrient medium and continuously select the same amount of the finished yeast suspension.

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.From the yeast-growing apparatus, a foamy-liquid yeast suspension was continuously fed into a demulsifier, in which the foam was destroyed using a mechanical defoamer. The demulsified yeast suspension was subjected to thermolysis in order to destroy the viability of the yeast cells, for which it was fed to a heater at a temperature of 75 ^° C. The heated yeast suspension was continuously transferred to a special collection, where it was kept at a temperature of 75 ^° C for 45 minutes.

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. A thermolysed yeast suspension with a mass fraction of solids of 6.6% was continuously fed to the spraying mechanism of the dryer, where the sprayed yeast suspension was in contact with the hot fluid, the dry particles settled in the conical part of the drying chamber and discharged into the pneumatic conveying system. The finished target product entered the discharge hopper of the packaging department, where it was packaged in paper bags of 20-30 kg.

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. The prepared protein-vitamin feed was a powder from light yellow to brown. The powder contained 10% moisture; the mass fraction of the true protein in it was 28% in terms of DIA. The yield of protein and vitamin feed amounted to 7.5 tons per 1000 gave the produced alcohol.

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.Example 2. A nutrient medium for growing yeast was prepared according to the method of Example 1. In the production of alcohol, finely ground wheat grain was used (83% pass through a sieve with 1 mm diameter cells). 0.117 m ³ / h of a 20% solution of ammonium sulfate and 0.015 m ³ / h of sugared wort were used to add finely dispersed post-alcohol distillery vinasse to bring carbohydrate content in the medium to 1.1%. The process of growing yeast was carried out at an air flow rate of 60 m ³ / h per 1 m ^{3 of} culture liquid at a temperature of 37 ^o C and at a pH of 4.8 to achieve a concentration of yeast cells in the resulting yeast suspension of 550 million / cm ³ . The finished protein-vitamin feed contained 35% in terms of the ASV of the true protein and was a light brown powder with a moisture content of 9.5%. The yield of protein-vitamin feed was 8 g per 1000 gave the alcohol produced.

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.Example 3. In the production of protein-vitamin fodder from finely dispersed rye post-alcohol distillery stillage according to the procedure of Example 1, but with the regime parameters beyond the declared limits, a yeast suspension with yeast cells content of less than 500 million / cm ^{3 was} obtained, and the true protein content in the target product was below 28% in terms of DIA.

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.Example 4. The nutrient medium was prepared according to the method of example 1. Sowing yeast C. tropicalis SK-4 and R. diobovatum-1 was introduced into the yeast-growing apparatus in a ratio of 3: 1 and grown at a temperature of 34 ^o C and a pH of 5.1. Cultivation was carried out with aeration at an air flow rate of 55 m ³ / h per 1 m ^{3 of} culture fluid. The process of growing yeast was completed when the yeast cell content in the culture fluid reached 550 million / cm ³ . The finished protein-vitamin feed was a yellow powder, had a high content of vitamins. The content of true protein in it was 32% in terms of DIA.

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.Example 5. By the method of example 1, a protein-vitamin mixture was prepared from finely divided wheat stillage, to which 0.015 m ³ / h of sugared wort and 0.18 m ³ / h of a 20% solution of ammonium sulfate were added. Sowing yeast C. tropicalis SK-4 and R. diobovatum-1 were introduced into the yeast-growing apparatus in a ratio of 3: 1 and grown at 37 ^° C and at pH 5.3 under aeration conditions at an air flow rate of 60 m ³ / h per 1 m ³ culture fluid to achieve a yeast cell content in the culture fluid of 600 million / cm ³ . The resulting protein-vitamin fodder was a brown powder, had a high content of vitamins and contained 35% of true protein in terms of DIA.

Таким образом, изобретение позволяет полностью утилизировать отходы спиртового производства, использующего сырье в виде тонкоизмельченного зерна и с высоким выходом получать полноценный белково-витаминный корм. Thus, the invention allows to completely utilize waste from alcohol production using raw materials in the form of finely ground grain and to obtain high-grade protein and vitamin feed in high yield.

Claims (5)

1. Способ производства белково-витаминного корма путем выращивания кормовых дрожжей на питательной среде, содержащей цельную послеспиртовую барду и соли, с последующей сушкой полученного продукта, отличающийся тем, 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.1. The method of production of protein-vitamin feed by growing fodder yeast on a nutrient medium containing whole post-alcohol distillery stillage and salt, followed by drying the resulting product, characterized in that they use grain distillery obtained from the production of alcohol from fine grain, in an additional nutrient medium administered molasses or saccharified mash with adjusting the content of carbohydrate to 0.9-1.1%, and the cultivation of yeasts is carried out with aeration at an air flow of 55-60 m ³ / h per 1 m ³ of the culture liquid at evap ie 34-37 ^o C until the content of the yeast cells in liquid culture for at least 500 Mill. / cm ³ and to its content of true protein 28-35%, based on dry substance. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют барду, полученную при производстве спирта с использованием зерна тонкого измельчения с проходом не менее 80% через сито с ячейками диаметром 1 мм. 2. The method according to claim 1, characterized in that the vinasse obtained from the production of alcohol using fine grain with a passage of at least 80% through a sieve with cells with a diameter of 1 mm is used. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что процесс ведут непрерывно. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the process is conducted continuously. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что используют дрожжи рода Candida tropicalis CK-4, а процесс ведут при рН 4,3-4,8. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the yeast of the genus Candida tropicalis CK-4 is used, and the process is carried out at a pH of 4.3-4.8. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют дрожжи рода Camdida tropicalis СК-4 совместно с дрожжами рода Rhodosporidium diobovatum-1, взятые в соотношении 3:1, а процесс ведут при рН 5,1-5,3. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the yeast of the genus Camdida tropicalis SK-4 is used together with the yeast of the genus Rhodosporidium diobovatum-1, taken in a ratio of 3: 1, and the process is carried out at a pH of 5.1-5 , 3.