способ производства кормовых дрожжей из растительного сырья

Формула изобретения

1. Способ производства кормовых дрожжей из растительного сырья, включающий гидролиз сырья с добавкой отхода производства дрожжей путем обработки при нагревании серной кислотой, инверсию сахаров, нейтрализацию гидролизата, введение питательных солей, выращивание дрожжей, утилизацию последрожжевой бражки, отличающийся тем, что в качестве отхода производства дрожжей используют активный ил, полученный из технологических сточных вод дрожжевого производства и вводят его перед выращиванием дрожжей в количестве до 50% от общего количества питательных солей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что утилизацию последрожжевой бражки производят путем переработки ее в активный ил и технически чистую воду.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам производства кормовых дрожжей из гидролизатов, получаемых при переработке растительного сырья, например древесины.

Известен способ получения белковых кормовых дрожжей (авт. св. N 906495, 1980), включающий гидролиз сырья растительного происхождения минеральной кислотой при определенной температуре и давлении в присутствии активного ила, вводимого в количестве 1-25% к весу абсолютно сухого сырья, и последующую биохимическую переработку гидролизатов обычным способом.

Используемый активный ил представляет собой отход, получаемый в результате биологической очистки производственных и коммунальных сточных вод. Для опытного производства дрожжей по данному способу был использован активный ил Сяського целлюлозно-бумажного комбината, отобранный из верхнего илового канала и затем сконцентрированный.

В настоящее время использование активного ила для производства кормовых дрожжей запрещено, так как ввиду того, что на очистные сооружения поступают различные стоки, состав его нестабилен и включает значительные количества вредных примесей, плохо поддающихся контролю и регулированию. Попадая в гидролизаты, они ухудшают качество дрожжей, делая их непригодными для использования в качестве корма.

Известен также способ получения корма для сельскохозяйственных животных (авт. св. N 1701239, 1990), включающий гидролиз древесных отходов серной кислотой с термообработкой, экстракцию сахаров из прогидролизованного сырья с применением последрожжевой бражки, выращивание дрожжей в растворе сахаров.

Способ включает термообработку древесины путем пропускания через древесные отходы, смоченные серной кислотой в массовом соотношении 1:1, пара с последующим размолом массы до размера частиц 0,5-5,0 мм, экстракцию сахаров из полученного гидролизата в присутствии 20% последрожжевой бражки, нейтрализацию и очистку гидролизата от взвесей, добавку раствора питательных солей в воде и 45% последрожжевой бражки, выращивание дрожжей, отделение последрожжевой бражки (20% которой направляется снова в экстрактор, а 45% на приготовление раствора питательных солей, избыток сбрасывается в очистные сооружения), далее дрожжевая суспензия подвергается сгущению и сушке, а избыток бражки после частичной очистки сбрасывается в канализацию.

Недостатком данного способа является вторичное использование в технологическом процессе последрожжевой бражки, что увеличивает количество вредных примесей, в том числе ингибиторов в сусле, а следовательно, снижает качество дрожжей и замедляет процесс.

Наиболее близким к предложенному является способ производства кормовых дрожжей (А. А. Андреев, Л.И. Брызгалов. Производство кормовых дрожжей. М. Лесная промышленность, 1986, с. 9-11, рис. 2), включающий гидролиз растительного сырья серной кислотой с добавлением воды и отработанной культуральной жидкости, инверсию сахаров, нейтрализацию известковым молоком (аммиачной водой), очистку, выращивание дрожжей и их последующую обработку, упаривание отработанной культуральной жидкости, сушку и сжигание остатка после упаривания.

Недостатками способа являются использование в процессе гидролиза отработанной культуральной жидкости, что повышает содержание в гидролизате количества примесей-ингибиторов, значительный расход энергии на упаривание и сушку отработанной культуральной жидкости, потери в результате сжигания ценных органических компонентов.

Эти недостатки позволяет устранить предложенный способ производства кормовых дрожжей из растительного сырья, включающий гидролиз последнего с добавкой активного ила путем обработки при нагревании серной кислотой, инверсию сахаров, нейтрализацию гидролизата, добавку питательных солей, выращивание дрожжей, утилизацию отходов, отличающийся тем, что используют активный ил, полученный из технологических сточных вод дрожжевого производства, причем до 50% питательных солей заменяют активным илом, а утилизацию последрожжевой бражки производят путем переработки ее в активный ил.

Способ осуществляется следующим образом.

В смеситель подают сырье и суспензию активного ила с добавкой серной кислоты. Затем смесь направляют в гидролизаппарат и проводят двухстадийный гидролиз по обычной схеме с подачей пара. После удаления лигнина и летучих соединений, содержащих фурфурол, проводят нейтрализацию гидролизата 25%-ной аммиачной водой до рН 4,2-4,4 и добавляют питательные соли. Очищенный от шлама и охлажденный гидролизат направляют в аэратор, а из него после осветления и отстоя в дрожжевое отделение в ферментер.

В ферментере в гидролизат вносят засевные дрожжи и активный ил для обогащения дрожжевой массы белком, витаминами и минеральными солями, азотом, фосфором, пропускают воздух и проводят выращивание дрожжей.

По окончании процесса сусло сепарируют, дрожжи обезвоживают и сушат. Полученную последрожжевую бражку пропускают через биоокислитель и направляют на очистку и получение активного ила в Симбиотенк. После двухстадийной раздельной очистки в Симбиотенке вода высокой степени чистоты, вновь возвращается в производство, а полученный на первой стадии очистки активный ил используется для добавки в исходное сырье и ферментеры.

Активный ил, выделяемый в результате очистки технологических сточных вод, представляет собой биоценоз микроорганизмов, богатый белковыми веществами, аминокислотами, витаминами группы В, в том числе B₁₂, a также значительные количества минеральных солей.

Состав активного ила, мас.

Протеин 38,6-51,0

Белок по Барштейну 21,0-41,5

Жир 2,0-5,9

Клетчатка 5,0-26,0

Лигнин 20,6

Зола 15,6-25,2

Благодаря тому, что активный ил получают из производственных сточных вод предприятия по производству кормовых дрожжей, в нем сведены до минимума вредные примесе, которые появляются при смешивании производственных и бытовых сточных вод, как это практикуется при обычной системе очистки последрожжевой бражки с ограниченно замкнутой системой водоснабжения, поэтому его можно без ухудшения качества кормовых дрожжей использовать на различных стадиях технологического процесса.

Пример конкретного выполнения.

При мощности предприятия 400 т/год товарных дрожжей ежесуточно подвергают гидролизу 4,19 т растительного сырья, состоящего из 80% опила и 20% щепы, в которое добавляют суспензию, содержащую 12,5% активного ила в пересчете на абсолютно сухое вещество. Гидролиз проводят в присутствии серной кислоты при температуре 140-170^oС. Нейтрализуют гидролизат 25%-ной аммиачной водой до рН 4,2-4,4 и добавляют питательные соли. Для добавки активного ила в ферментер расходуют ежесуточно 0,184 т активного ила. Это позволяет увеличить выход товарных дрожжей до 7% от общего содержания РВ, снизить потребность в питательных солях примерно на 10% повысить качество дрожжей, утилизировать последрожжевую бражку и создать оборотную систему водоснабжения.

Основные технико-экономические показатели производства кормовых дрожжей представлены в таблице.

Содержание фосфора в 1 т активного ила 4,4 кг Р₂0₅, что соответствует 22 кг суперфосфата.

Содержание фосфата в пересчете на суперфосфат в общем количестве добавляемого ила в сутки:

22 кг х 0,784 17 кг,

что составляет приблизительно 10% от суточного потребления питательных солей.