Биоконверсия зерносырья в промышленном производстве.

Технологическая схема производства кормовой белковой добавки, получаемой с использованием ферментных препаратов для подготовки субстрата из зерносырья, представлена на рисунке 3.16.

Зерносырьё машинами доставляют на завод и складируют насыпью в груды в закрытом складе. Оттуда норией 1 подают на транспортёр 2 и в ёмкость с перемешивающим устройством 31. Одновременно с подачей зерносырья в ёмкость 31 закачивают послеспиртовую барду или варочную смесь (t=95-100оС) с гидромодулем 1:5, а также дозируют ферментный препарат, содержащий термостабильную альфа-амилазу. С целью измельчения зерносырья осуществляют циркуляцию пульпы через роторно-пульсационный аппарат (РПА) 4. По истечении 3 ч ферментолизат перекачивают в ёмкость с перемешивающим устройством 32, где разбавляют его послеспиртовой бардой (t=55-60оС) или варочной смесью до гидромодуля 1:10. Для увеличения производительности биореактора повышают содержание РВ в пульпе (РВ=1,4-1,8%) путём добавления зерна после загрузки отрубей (1:6 соответственно) в ёмкость 31 или дополнительно вводят гидролизат зерна в ёмкость 32 (18-20 об.%). Подготовленную пульпу ферментолизата зерносырья (а.с.в.8,5-10%) насосом 5 подают в биореактор для ферментации.

Возможен двухступенчатый ферментативный гидролиз зерносырья. При двухступенчатом гидролизе вторую стадию ферментолиза проводят в ёмкости 32, куда задают ферментный препарат целловиридин. Температуру 60оС поддерживают холодной водой, подаваемой в рубашку ёмкости 32.

В биореактор подают чистую культуру дрожжей и аммиачную воду для поддержания рН 4,2-4,5. Время выращивания составляет 15-17 ч. Биосуспензию (а.с.в. 7-8%) плазмолизуют в плазмолизаторе 7 и насосом 5 подают на сушку.

По данной технологической схеме было проверено два варианта ферментативного гидролиза полисахаридов отрубей:

1. ферментным препаратом «Зимаджунт НТ-340 С+» с добавлением гидролизата древесины в количестве 20-36% в качестве дополнительного углеродного питания;
2. ферментным препаратом «Амилаза НТ-4000» с добавлением гидролизата зерна в количестве 18 об.% в качестве дополнительного углеродного питания.

Подготовку ферментолизата проводили по следующему режиму: t=85-90оС, рН 5,5-6,0, расход ферментного препарата 0,3 л на 1 т крахмала сырья, время ферментолиза 3 ч. Для ферментолиза использовали ферментные препараты, содержащие термостабильную альфа-амилазу. Для измельчения зерносырья использовали РПА, в качестве жидкой фазы применяли варочную смесь, содержащую спиртовый лютер в количестве 20%.

Биоконверсию ферментолизатов зерносырья осуществляли в биореакторе V=320 м3 с реконструированной эрлифтной системой воздухораспределения (рабочий объём ? Vр=96 м3) при следующих параметрах: t=32-34оС, рН 4,0-4,5. В качестве питательных солей использовали диаммонийфосфат и сульфат аммония, которые задавали периодически. Наиболее высокие показатели при непрерывной ферментации были получены при следующих технологических параметрах: содержание сухих веществ в зерновой пульпе в пределах 8,5-10% и в биосуспензии 7,0-7,5%, содержание в исходной пульпе минерального азота 250-600 мг/дм3, фосфора (Р2О5) ? 100-200 мг/дм3. Результаты процессов биоконверсии при оптимальных условиях представлены в таблице 3.6.

3.6. Результаты биоконверсии ферментолизатов отрубей

По данным, представленным в таблице, видны преимущества второго варианта биоконверсии ферментолизата отрубей с добавлением сернокислотного гидролизата зерна: меньшее время выращивания (16,5 ч) и более высокая производительность по готовому продукту (360-408 кг/ч).

Таким образом, сравнивая все выше рассмотренные способы биоконверсии растительного сырья, можно сделать вывод, что в настоящее время в промышленных условиях достигнуты максимальные результаты с использованием ассоциации микроорганизмов (Saccharomyces cerevisiae (diastaticus) ВКПМ-1218 и Trichosporon cutaneum ВКПМ-3125).