1С1C
toto
соwith
0000
Изобретение относитс к микробио логической промышленности, в част ности 1C способам получени , дрожже вой биомассы. Известен способ получени биомас сы микроорганизмов, предусматривающий двухстадийное выращивание с использованием иа второй стадии про дуктов .метаболизма - дрожжи с дополнительным введением гидролизатов Мстительного сырь tl3. Недостатком способа вл етс относительно ризкий выход биомассал. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени биомассы дрожжей, предусматриваю1ций измельчение растительного сырь , его кислотный гидролиз разделение прогидро лизованной массы на гидролизат и лигнин фильтрованием, выращивание дрожжей на питательной среде, содер жащей гидролизат в качестве источника углерода, источники азота, фос фора и минеральные соли при перемешивании и аэрации среды, выделение полученной биомассы, ее выпарку и сушку. Согласно известнсм«|у способу дрожжи культивируют в периодических и непрерывных услови х с управл вмой подачей средал и периодическим и непрерывным отбором. рН среды поддерживают равным 4,4-4,6, температуру 38-39 С. Воздух подают в количестве от 1,0 до 1, на 1 м ферментационной среды. В качестве питательного субстрата испол зуют гидролизат, полученный при вар ке хвойной и лиственной древесины. Дл предварительного облагораживани гидролизных сред и удалени инг бирующих примесей примен ют методы аэрации и продувки паров с последую щими отстоем и фильтрацией сусла. Гидролизат нейтрализуют известью и аммиачной водой, питательные соли ( и KCI) задают из расчета .60%-ного выхода абсолютно сухих дро жей от редуцирук дих веществ (РВ) .S сусло внос т 0,5 нормы азота с учетом ПОСТОЯННОЙ донейтрализации среда 5%-ным раствором аммиака в процессе выращивани . Выделение и обез воживание биомассы провод т извест ,ными методами 12. Недостатком известного способа вл етс низкий выход биомассы, а Также потери при ее выделении. Цель изобретени -- повьниение выхода биомассы. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени биомассы дрожжей, предусматривающему измельчение растительного сырь , его кислотный гидролиз, paзJ eлeниe прогидролизованной массы на гидроли зат и лигнин фильтрованием, выращивание дрожжей на питательной сре .де, содержащей гидролизат в качестве источника углерода, источники азота,...фосфора и минеральные соли, при перемешивании и аэрации среды, выделение полученной биомассы, ее выпарку и сушку, после разделени прогидролизованной массы на гидролизат и лигнин фильтрованием осуществл ют отстаивание гидролизата в гидродинамическом режиме с числом Рейнольдса 1,0-500,0, а выращивание дрожжей провод т при интенсивности перемешивани , характеризуемой скоростным градиентом, равным 12009000 с-. Сущность способа состоит в следующем .Выращивание микроорганизмов провод т на питательном субстрате из растительного сырь , например из хвойной и лиственной древесины, путем предварительного измельчени исходного материала с последующим кислогным гидролизом с содержанием избыточной минеральной, например , кислоты до 0,1-1% под избыточным давлением 8-15 атм и повьшленной температуре 160-240 С. Прогидролизованную массу раздел ют, фильтрованием на гидролизат и ч игнин. Гидролизат со стадии получени гидролизата методом периодического или непрерывного гидролизата подают в нейтрализатор. Температура поступающего гидролизата 95-98°С. Нейтрализацию осуществл ют в две ступени. На первой ступени - извест KOKJM молоком с направленной кристаллизацией гипса до активной кислотности 3,5-3,7. рН нейтрализата регулируют подачей известкового молока в головной нейтрализатор. Нейтрализат из головного нейтрализатора поступает в хвостовой, где происходит рост кристаллов гипса. Врем выдерживани 60 мин. Втора ступень нефтрешизации проводитс аммиачной водой. Подача аммиачной вод: регулируетс по рН 4,2-4,4 и подаетс на всос насоса , подаквдего нейтрализат на гор - ; чий отстой. Нейтрализат из хвостового нейтрализатора насосом подаетс на гор чий отстой. Отстой осуществл ют в отстойниках непрерывного действи . Врем отсто 2-3 ч. Степень осветлени от взвешенных веществ составл ет 90%. Шлам влажностью 60% из отстойников выводитс 3-4 раза в сутки в шламомешалку, откуда насосом подаетс дл сгущени на фильтрование. Влажность шлама после фильтровани составл ет 35%. Фильтрат возвращаетс в основной поток нейтрализата. Пары самоиспарени с нейтрсшизаторов и отстойников через конденсатор направл ютс в сборник фурфуролсодержащего конденсата и далее на ст дню получени фурфурол-сырца из фурфуролсодержащего конденсата паров самоиспарени . Охлажденный нейтрализат откачивают в аэратор, где осуществл ют п дувку воздухом дл окислени лигно гуминовых веществ. Расход воздуха составл ет 40-50 м на 1 м нейтра лизата, врем аэрации 1ч. Температура аэрации составл ет 42-48%. Аэрированный нейтрализат перекачиваетс на холодный отсто Отстой осуществл етс на отстойниках , врем отсто 3-4 ч, при степе ни осветлени 60%. Осветленное сусло после холодного отсто через пластинчатые те лообменники направл етс на стадию выращивани и сгущени биомассы. Выращивание дрожжей провод т в режиме с интенсивностью перемешива ни , характеризуемой скоростньаа градиентом, равным 1200-9000 . При таких значени х скоростного гр диента достигаетс полное разруше ние агрегатов, состо щих из дрожже вых клеток и коллоидных частиц лиг ,нина, замедп 5вдих процессы массообмена н.а границе дрожжева клетка культуральна среда. При значени х скоростного градиента ниже 1200 не происходит полного разрушени таких агрегатов, а при значени х выше 9000 С наблюдаетс гидродинамическое разрушение оболочек клеток дрожжей, При скоростных градиентах перем 1швани на стадии выраищвани в пределах от 1200 до 9000 С достигаетс перемешивание питательных элементов в ферментационной среде на микроуровне. Проведение режима выращивани в тако интенсивном режиме предполагает подачу питательной среди/ очищенной от примесей лигнина, иначе затрудн етс доставка питательных веществ к клеткам микроорганизмов , что приводит к понижению техг нологических показателей процесса выра 1и1вани , в 1астности к уменьше нию выхода биомассы микроорганизмов Режим отстаивани прогидролизованной массы в этом случае следует про водить при числах Рейнольдса, равных от 1,0 до 500,0. При числах Рей нольдса меньше 1,0 расход подаваемой на отстаивание суспензии уменьшаетс без существенного изменени эффекта отделени лигнина от гидролизата , а при числах Рейнольдса выше 500,0 заметно ухудшаетс о-вделение лигнина от гидролизата. Режим выращивани и состав минеральной среды такой же, как ив известныхспособах. Выделение био массы осуществл ют сепарацией а окончательное обезвоживание сушкой. Питательна среда с рН 4,2-4,4 дл выращивани гидролизных дрожжей содержит РВ от 1,5 до 4,4%, органических кислот в пересчете на уксусную кислоту от 0,2 до 0,5%, азота от 2000 до 2100 мг/л, от 1000 до 1100 мг/л, фурфурола от 0,007 до 0,01-5%. Расход воздуха составл ет от 1,0 до 6,0 м воздуха на 1 м ферментационной среды. Выделение дрожжей провод т флотацией , например напорной. с расходом воздуха от 0,8 до 3,0 на 1 м суспензии дрожжей при времени флотации 3-6 мий со степенью сгущени 3-4. После этого суспензию сгущают сепарацией. Дальнейшее обезвоживание суспензии провод т на выпарке и сушке. При этом получают готовый продукт -.дрожжи гидролизные с влажностью 3-8%. Пример 1. Биомассу дрожжей получают на питательнс н субстрате из древесины (смесь березы и осины в весовом соотношении 1«1) путем его предварительного измельчени до 20-30 ым и последующего кислотного гищюлиза, которьЦ) провод т при температуре 170С, давлении 8,5 атм, в присутствии .0,5%-ного раствора серной кислоты. Прогидролизованную массу охлаждают и раздел ют фильтрованием и отстаиванием при числе Рейнольдса равном 1,0 на гидролизат и лигнин. После этого гндролизат .направл ют на стадию вьфащивани дрожжей. Дрожжи Candida scotti КС-2 выраЬ (ивают на питательней среде, содер-. жащей РВ 2,1%, органические кислоты а пересчете на уксусную кислоту 0,4%, азот - 2100 мг/л; мг/л, фурфурол 0,01% рН 4,. Расход воздуха при выращивании 4,1 м на 1 м ферментационной среды . Интеноивность перемешивани ферментационной среды 1200 С . Температура фе| 4ентационной среды . Удельна скорость роста 0,3 ч . Со стадии выра|Щ1вани дрожжевую суспензию направл ют на стадию сгущени и обезвоживани , порледовательно осуществл флотацию дрожжей, сгущение дрожжевой биомассы сепарацией и дальнейшее обезвоживание на выпарке и сушке. При этом выход биомассы от субстрата (РВ) составл ет 38,8%. Пример 2. Биомассу дрожжей Candida seotti КС-2 получают анало- гично примеру 1, за исключением того , что отстаивание прогидролизованной массы осуществл ют при числе Рейнольдса равном 250,5 и выращи5 1022 вание дрожжей провод т при интенсивЧ ijocTH перемешивани 5100 С . При-этом выход биомассы от страта (РВ) составл ет 46Д%. Пример 3. Биомассу дрожжей Candida scotti КС-2 получают анало-5 гично 1 за исключением того, что отстайвание прогидролизованной маесы осуществл ют пои числе Рейнольдqa равном 500,0 и выращивание дрожжей провод т при интенсивности пере-Ю мгиивани 9000 С. При этом выход (иомассы от субстрата (рв) составл ет 41,2%. 87в П р и м е р 4 Биомассу дрожжей Candida scotti КС-2 получают также аналогично примеру 1, за исключением того, что не осуществл ют допс /1нительного разделени прогидролйэованной массы на гидролизат и лигнин, а выращивание осуществл ют при интенсивности перемешивани 900 С . При этом выход биомассы от субстрата (РВ), составл ет 33,7%. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет увеличить выход биомассы на 6-10% по сравнению с извест ным.The invention relates to the microbial industry, in particular, 1C methods for producing yeast biomass. A known method for producing biomass of microorganisms involves the two-stage cultivation of the products of metabolism using the second stage — yeast with the additional introduction of hydrolyzates of the Vengeful raw material tl3. The disadvantage of this method is the relatively harsh biomass output. The closest to the present invention is a method for producing yeast biomass, which envisages the grinding of vegetable raw materials, its acid hydrolysis, separation of the hydrolyzed mass into hydrolyzate and lignin by filtration, growing yeast in a nutrient medium containing a hydrolyzate as a carbon source, nitrogen sources, phosphorus and mineral salt with stirring and aeration of the environment, the allocation of the resulting biomass, its evaporation and drying. According to the known method, yeast is cultivated in batch and continuous conditions with a control feed with medium and batch and continuous selection. The pH of the medium is maintained at 4.4-4.6, the temperature is 38-39 C. Air is fed in an amount from 1.0 to 1 per 1 m of fermentation medium. The hydrolyzate obtained by boiling softwood and hardwood is used as a nutrient substrate. Methods of aeration and vapor purge with subsequent sedimentation and filtering of the wort are used to preliminarily improve the hydrolysis media and remove the ingested impurities. The hydrolyzate is neutralized with lime and ammonia water, nutrient salts (and KCI) are set at the rate of .60% yield of absolutely dry donor from reduction agents (PB). S wort is applied with 0.5 nitrogen standards taking into account PERMANENT de-neutralization medium 5% ammonia solution in the process of growing. Isolation and depletion of biomass is carried out using known methods 12. A disadvantage of the known method is the low yield of biomass, as well as the losses due to its release. The purpose of the invention is to increase the biomass yield. The goal is achieved by the fact that according to the method of producing yeast biomass, which involves grinding plant raw materials, acid hydrolysis, reducing the hydrolyzed mass to hydrolysis and lignin filtration, growing yeast on a nutrient medium that contains hydrolyzate as a carbon source, nitrogen sources, ... phosphorus and mineral salts, with stirring and aeration of the medium, isolation of the resulting biomass, its evaporation and drying, after separation of the hydrolyzed mass into hydrolyzate and filter lignin iem performed settling hydrolyzate in the hydrodynamic regime with a Reynolds number 1,0-500,0 and yeast cultivation is carried out at a stirring intensity, characterized by the speed gradient equal to 12009000 c. The essence of the method consists in the following. Growing microorganisms is carried out on a nutrient substrate from plant raw materials, for example, from coniferous and hardwood, by first grinding the starting material followed by acid hydrolysis with an excess mineral content, for example, acid to 0.1-1% under excess with a pressure of 8–15 atm and a higher temperature of 160–240 ° C. The prohydrolyzed mass is separated by filtration into a hydrolyzate and a mixture. The hydrolyzate from the stage of hydrolyzate production by the method of batch or continuous hydrolyzate is fed to the neutralizer. The temperature of the incoming hydrolyzate 95-98 ° C. Neutralization is carried out in two steps. At the first stage - KOKJM milk is known with directional crystallization of gypsum to an active acidity of 3.5-3.7. pH of neutralized regulate the supply of milk of lime in the head neutralizer. The neutralizer from the head neutralizer enters the tailing, where the growth of gypsum crystals occurs. Hold time 60 min. The second stage of oil recovery is carried out with ammonia water. Ammonia water supply: adjusted to pH 4.2-4.4 and fed to the pump suction, all of which is neutralized on the mountains; whose sucks. The neutralizer from the tail converter is pumped to hot sludge. Sludge is carried out in continuous sedimentation tanks. The time between 2-3 hours. The degree of clarification from suspended substances is 90%. Sludge with a humidity of 60% from settling tanks is removed 3-4 times a day into a slurry mixer, from where it is pumped to thicken for filtering. The slurry moisture after filtration is 35%. The filtrate is returned to the main neutralization stream. Self-evaporation vapors from the neutrons and sumps through the condenser are sent to the collection of furfural-containing condensate and then at the day of obtaining furfural raw from furfural-containing condensate of self-evaporation vapor. The cooled neutralizer is pumped to an aerator, where air is blown to oxidize ligno-humic substances. The air flow rate is 40-50 m per 1 m neutral of lysate, aeration time is 1 h. The aeration temperature is 42-48%. Aerated neutralizer is pumped to cold sludge. Sludge is carried out on sedimentation tanks, sedimentation time is 3-4 hours, with a degree of clarification of 60%. After cold sludge, the clarified wort is directed through plate heat exchangers to the stage of growing and thickening the biomass. The growth of yeast is carried out in a mode with a mixing intensity characterized by a speed gradient of 1200-9000. At such values of the velocity gapping, complete destruction of the aggregates consisting of yeast cells and colloidal particles of leagues, slowing down, and mass transfer processes in the yeast cell boundary of the culture medium is achieved. At values of the speed gradient below 1200, complete aggregation of such aggregates does not occur, and at values above 9000 C, hydrodynamic destruction of the membranes of yeast cells is observed. Nutrition elements in the fermentation medium are obtained at speed gradients of 1 shan at the cultivation stage from 1200 to 9000 at the micro level. Conducting a regime of cultivation in such an intensive mode implies feeding nutrient among lignin purified from impurities, otherwise it is difficult to deliver nutrients to the cells of microorganisms, which leads to a decrease in the technological indicators of the expression process, in part, to a decrease in the biomass yield of microorganisms in this case, it should be performed for Reynolds numbers from 1.0 to 500.0. When the Reay Nolds numbers are less than 1.0, the flow rate of the suspension supplied for settling decreases without a significant change in the effect of separating the lignin from the hydrolyzate, and for Reynolds numbers above 500.0, the lignin from the hydrolyzate is noticeably worse. The growing mode and composition of the mineral medium is the same as in the known methods. The isolation of the biomass is carried out by separation and the final dehydration is dried. A nutrient medium with a pH of 4.2-4.4 for growing hydrolysis yeast contains PB from 1.5 to 4.4%, organic acids in terms of acetic acid from 0.2 to 0.5%, nitrogen from 2000 to 2100 mg / l, from 1000 to 1100 mg / l, furfural from 0.007 to 0.01-5%. The air flow rate is from 1.0 to 6.0 m of air per 1 m of fermentation medium. Isolation of the yeast is carried out by flotation, for example pressure. with an air flow rate from 0.8 to 3.0 per 1 m of yeast suspension at a flotation time of 3-6 missions with a degree of condensation of 3-4. After that, the suspension is concentrated by separation. Further dehydration of the suspension is carried out on the residue and drying. You get the finished product-hydrolytic yeast with a moisture content of 3-8%. Example 1. Yeast biomass is obtained on nutritious wood substrates (a mixture of birch and aspen in a weight ratio of 1: 1) by pre-grinding it to 20-30 ° C and subsequent acid digestion, which is C) at a temperature of 170 ° C and a pressure of 8.5 ATM, in the presence of a .0.5% solution of sulfuric acid. The hydrolyzed mass is cooled and separated by filtration and settling at a Reynolds number of 1.0 per hydrolyzate and lignin. Thereafter, the gnrolizat is directed to the yeast overgrowth stage. Candida scotti KS-2 yeast is exaggerated (it is given in nutrient medium containing PB 2.1%, organic acids in terms of acetic acid 0.4%, nitrogen - 2100 mg / l; mg / l, furfurol 0.01 % pH 4,. Air flow rate when growing 4.1 m per 1 m of fermentation medium. Intensity of mixing of fermentation medium 1200 C. Temperature of fe - itational medium. Specific growth rate 0.3 h. From the growth stage | Yeast suspension is directed to the stage of condensation and dehydration, successively carried out the flotation of yeast, the concentration of yeast biomass by separation and neck dehydration during evaporation and drying. The biomass yield from the substrate (PB) is 38.8%. Example 2. Candida seotti KS-2 yeast biomass is obtained similarly to Example 1, except that the defluorization of the prohydrolyzed mass is carried out with a Reynolds number of 250.5 and the growing of 1022, yeast is grown at an intensive ijocTH mixing of 5100 ° C. At the same time, the biomass yield from the stratum (PB) is 46 D%. Example 3. The biomass of Candida scotti KS-2 yeast is obtained by analogy 5 and 5, except that the hydrolyzed mass is removed from the Reynolda number of 500.0 and the yeast is grown at a reproducing rate of 9000 C. The yield is (The substrate mass (substrate) is 41.2%. 87c Example 4 Biomass of the Candida scotti yeast KS-2 is also prepared in a manner similar to Example 1, except that it does not carry out the separation of the pro-hydrolyzed mass by hydrolyzate and lignin, and cultivation is carried out at an intensity of and mixing 900 C. At the same time, the biomass yield from the substrate (PB) is 33.7%. Thus, the proposed method allows an increase in the biomass yield by 6-10% compared to the known one.