Спосіб одержання біомаси дріжджів

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающий выращивание их на питательной среде, содержащей послеспиртовую барду в качестве источника уггерода, источники азота и фосфора, ступенчатое сепарирование и промывку при выделении биомассы, рециркуляцию полученной при сепарировании культуральной жидкости на выращивание дрожжей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, L целью повышения выхода биомассы ча счет .уменьшения ее потерь при сепарировании, в процессе сепарирования культуральную жидкость разделяют на две части в соотношении 0,1-3:1, одну иэ которых, содержащую промывную воду, рециркулируют на выращивание дрожжей, а вторую выродят ия процесса. 2. Способ по п. ^ о т л и ч а ю щ и й с я тем, что рециркулируемую на выращивание биомассы культуральную жидкость, содержащую промыяную воду, направляют с последней ~тупени сепарации на предыдущую ступень. if) С© to СП I 925102 Изобретение относится к микробиоциркуляцию полученной при сепарирологической промышленности. ванин, культуральной жидкости на выИзвестен способ получения биомасращивание дрожжей, в процессе сепарисы с рециркупяцией культуральной рования культуральиую жидкость раздежидкости Hd выращивание ее £ij. « ляют на. две части в соотношении 0,1Но этому способу обеспечивается 3:1, одну из которых, содержащую проповышение выхода и качества биомасмывную воду, рециркулируют на выращисы благодаря поддержанию путем рецирвание дрожжей, а вторую выводят из куляции на выращивание биомассы кульпроцесса. туральной жидкости в смешанной куль" Ю При этом рециркулируемую на выратуре дрожжей вида Trichosporon cutaщивание биомассы культуральную жидneum в количестве 15-60% от общего кость, содержащую промывную воду, содержания клеток дрожжей в культунаправляют с последней ступени сепаральной среде. рации на предыдущую ступень, К недостаткам способа относятся 15 Сущность предлагаемого способа закпотери биомассы при сепарации. лючается в следующем. Ближайшим техническим решением по Питательную среду для выращивания технической сущности и достигаемому биомассы готовят, добавляя к охлажэффекту к изобретению является споденной послеспиртовой мелассной соб получения биомассы дрожжей, пре- ^0 барде в качестве источников азота и дусматривающий выращивание их на пифосфора водный раствор карбамида (46% татепьной среде, содержащей послеазота) и ортофосфорной кислоты спиртовую барду в качестве источника (70%-ной) иэ расчета на 1 т товарноуглерода, источники азота и фосфора, го продукта соответственно 65 и 70 кг. ступенчатое сепарирование и промыв- 25 Приготовленную питательную среду непреку при выделении биомассы, рециркурывно подают в дрожжерастительный аппалярно получено при сепарировании кульрат. В этот же аппарат непрерывно подают туральной жидкости на выращивание культуральную жидкость, полученную дрожжей L 2 j. после выделения биомассы путем ступенчатого сепарирования ее. Существенный недостаток описанноВыращивание биомассы осуществляют го способа - значительные потери биопри следующих параметрах: расход массы, достигающие при нормальной равоздуха на аэрацию 55-60 м э / м 3 ч , боте сепараторов 3,5% от всего колискорость разбавления среды 0,15чества ее. При нарушении работы се0,10 ч~1 ,температура культуральной параторов потери биомассы значитель- 35 среды 34-38°С, рН - 3,5-4,5. Культуно возрастают. ральную среду непрерывно отбирают из Содержание биомассы в культуральдрожжерастительного процесс- и посной жидкости, как правило, возрастале деэмульгирования подают на выдеет по мере концентрирования ее и проление биомассы путем ступенчатого сепамывки водой. На первой ступени сепа- 40 рирования и отмывки ее от сухих веществ рации потери практически отсутствусреды. ют, а на второй и третьей ступенях, На чертеже изображена схема устгде ведется дальнейшее концентрироваройства для осуществления способа. ние и промывка ее, имеют место потеУстройство включает сепаратор 1, ри биомассы с культуральной жидкое- *5 сборник 2 дрожжевого концентрата, натью. сос 3 для дрожжевого концентрата 1 Целью предлагаемого изобретения ступени сепарации, сепаратор 4, сборявляется повышение выхода биомассы з ник 5 дрожжевого концентрата после за счет уменьшения ее потерь при сепа- II ступени сепарации, насос 6 для рировании. 50 дрожжевого концентрата II ступени Поставленная цель достигается тем, сепарации, сепаратор 7, сборник 8 для что в способе получения биомассы кислотного антисептирования культудрожжей, предусматривающем выращиваральной жидкости, рециркулируемой на ние их на питательной среде, содержавыращивание биомассы, насос 9 для щей послеспиртовую барду в качестве 55 подачи культуральной жидкости в источника углерода, источники азота дрожжерастительный аппарат. и фосфора, ступенчатое сепарирование Культуральную среду после деэмульи промывку при выделении биомассы,регирования подают на I ступень сепа1 925 102 4 П р и м е р 1. Синти і Оиомлсіы осуществляют в непрерывно-проточном процессе с могил иной культурой дрожжеподобньгх грибоп, включающей вид Trichosporon cutaneum, при рециркуляцин культуральной жидкости на ныращииание биомассы. Выделение биомассы осуществляют путем трехступенчатого сепарирования с промывкой после ГТ ступени. Исходные данные для примера: производительность завода 5,0 тыс. дал спирта в сутки; количество послеспиртовой барды, получаемой при выработке 1000 дал 3 спирта, составляет 96 м . Соотношение объемов послеспиртовой барды и рециркулируемой на выращивание биомассы культуральной жидкости равно 1:1. (При этом соотношение объемов культуральной жидкости, рециркулируемой на выращивание и выводимой из процесса, равно 1:1). Потери дрожжей на стадии промывки и концентрирования при трехступенчатом сепарировании составляют 7% от всего количества биомассы. При этом по способу-прототипу безвозвратные потери дрожжей с культуральной жидкостью, выводимой из производства, составляют 3,5% от всей биомассы. Послеспиртовую барду концентрацией 10% СВ после охлаждения непрерывно подают для приготовления питаРазбавленный водой дрожжевой контельной среды. В барду добавляют 33 кг 35 центрат после II ступени сепарации карбамида и 35 кг ортофосфорной кислонасосом 6 подают на III ступень сепаты в расчете на часовой объем барды. рации в сепаратор 7, где достигается Часовой объем послеспиртовой барды • окончательное концентрирование дрожпри выработке 5,0 тыс. дал спирта в жей. Полученный дрожжевой концентрат сутки равен поступает на термолиз, а весь объем 40 96 5.0 _ . культуральной жидкости, содержащей промывную воду, из сепаратора 7 посВыращивание биомассы осуществляют тупает в сборник 8 для кислотного анв дрожжерастительном аппарате при тисептирования. Из сборника 8 насосом 9 культуральную жидкость, со45 следующих параметрах процесса: расход воздуха на аэрацию культуральной средержащую биомассу, теряемую на II и ды 60 м 3 /м 3 ч, скорость разбавления ^особенно на III ступенях сепарации,посреды 0,12 ч , температура - 36°С, дают в дрожжерастительные аппараты или рН среды - 4,2. через сборник 2 направляют в сепараКонцентрация биомассы (75%-ной тор 4 II ступени сепарации, откуда 50 влажности) в культуральной среде при через сборник 8 - в дрожжерастительустановившемся процессе равна 40 г/л. ные аппараты. Культуральную среду непрерывно Из дрожжерастительных аппаратов отбирают из дрожжерастительного аппакультуральная среда, включающая вновь и выращенную биомассу, поступает на 55 рата- " после деэмульгирования подают на сепарирование» I ступень сепарации. При часовом объеме послеспиртовой Способ поясняется конкретными прибарды 20 м 3 часовой объем рециркулнмерами. рации в сепаратор 1, где дрожжи отделяются от основного объема культуральнои жидкости и частично концентрируются. Культуральиую жидкость пос ле 1 ступени сепарации в зависимости от выбранного соотношения объемов исходной послеспиртовой барды и рециркулнруемой на выращивание дрожжей культуральной жидкости выводят полностью или частично из производ- 10 ства. В культуральной жидкости, как правило, отсутствует биомасса дрожжей. Выделенные дрожжи поступают в сборник 2 дрожжевого концентрата 1 сту- 15 пени сепарации,откуда насосом 3 подают в сепаратор 4 на II ступень сепарации для дальнейшего концентрирования. Концентрат дрожжей после II ступени сепарации собирают в сборнике 20 5, куда подают воду для отмывки дрож жей от сухих веществ среды. Культуральную жидкость после II ступени сепарации в зависимости от выбранного соотношения объемов исходной 25 послеспиртовой барды и рециркулируемой на выращивание дрожжей культуральной жидкости выводят из процесса полностью или частично. В случае вывода части ее оставшуюся куль30 туральную жидкость направляют в сбор ник 8 для кислотного антисептирования. 425102 6 ступени сепарации (5,4 м 1 /ч) и пос руемой на выращивание биомассы куль1 ле IT ступени (8,9 м 3 /ч) в полном туральной жидкости также равен 20 м объеме направляют в сборник кислот Объем культурапьной среды, постуного антисеп гирования, где выдержи і • пающей в течение часа на 1 сі упень 5 ют при рН 1,5 в течение 1 ч, затем сепарации, равен непрерывно подают в дрожжерастителі 20 + 20 = 40 м3 ный аппарат. Культурапьную ЖИДКОСТІ Объем концентрат а дрожжей посте после I ступени сепарации разделяю! 7 ступени генерации при концентрирои часть ее в количестве 5,7 м 3 /ч вании его в 3 раза (120 г/л) равен 10 (20-8,9-5,4) также направляют в сбп, ник кислотного антисептирования. Of 40 : 3 - П,3 м 1 /ч. новное количество культуральной Количество купьтуртиьнпц жидкости жидкости после I ступени сепарации, после I ступени сепарации спетавляне содержащей дрожжей, - 21 м э /ч f5 (26,7-5,7) выводят из производства. Концентрация биомассы оставшейся в культуральной жидкости после II Конценграт дроч^і и посіє І ступеступени сепарации (8,9 м э /ч) ни сепарации в полном обт^ме подают 4 кг/м 3 , после III ступени (5,4 м3/с» на II ступень. 20 15 кг/м3 т.е. в общем объеме культуОбъем концентрата дрожжей после ральной жидкости, рециркулируемой на I ступени сепарашш при трехкратном f выращивание кормовых дрожжей, коликонцентрировании (ЇЬО і / \) ранен чество биомассы равно М , 3: і - 4,4 м' /ч. 8,9-4+5,4-15 = М 7 кг, 25 Количег гйо кучьтуральной жидкости что составляет примерно 7% от всего после II ступени равно количества биомассы (1600 кг). По способу-прототипу, когда куль13,і - 4,4 = 8,9 м э /ч. туральную жидкость направляют от кажКонцентрат дрожжей после IT ступени сепарации поступаете сборник,где зо дой ступени сепарации в общий сборник в количестве 41 м 3 /ч (26,7j+ осуществляют отмывку его от сухих 8,9- + 5,4 ,j ) , а отттуда выводят из 7 веществ культурапьной греды. Соотнопроцесса в количестве 21 м 3 /ч (41шение дрожжевого концентрата и воды 20), безвозвратно теряется половина 1:1, Гаким образом, объем концентрабиомассы, содержащейся в купьтуральта дрожжей, поступающего на III сту35 ной жидкости, т. е. 3,5% всего колипень сепарации, составляет чества биомассы. 4,4 + 4,4 = 9,0 м 3 /ч. В предлагаемом способе эти потери Концентрация дрожжей в нем после исключаются, так как культуральная разбавления водой 180 г/п. жидкость, содержащая биомассу дрожжей, Объем концентрата дрожжей поспе в полном объеме возвращается в дрожIIІ ступени сепарации при концентрижерастительный процесс. ровании в 2,5 раза (450 і/л) равен П р и м е р 2. Выращивание, кон9,0:2,5 = 3,6 м 3 /ч. центрирование и промывка дрожжей ве45 дется, как изложено в примере 1, с В этом объеме содержится около 1600 кт биомассы. тем же соотношением объемов послеКоличество культуральной жидкости спиртовой барды в рециркулируемой жидпосле ] 1 1 ступени сепарации составляет кости, а также рециркулируемой жидкости и выводимой из.производства 9,0 -3,6 = 5,4 м э /ч. 50 1:1, а культуральную жидкость, содерДля обеспечения соотношения послежащую промывную воду, после III стуспиртовой барды и рециркулируемой на пени сепарации сначала возвращают выращивание биомассы культуральной на II ступень сепарации, подавая ее жидкости 1:1 в дрожжерастптельный в сборник дрожжевого концентрата посаппарат следует направить 20 м 1 /ч ле 1 ступени сепарации (на чертеже культуральной жидкости. показано штриховой линией), а затем весь объем культуральной жидкости с Поэтому культурапьную жидкость і промывной водой после II ступени сесодержащую промывную воду, после III 925102 . парации поступает в дрожжєрастительньпі процесс через сборник 8 кислотного антисоптирования. При этом объем концентрата дрожжей после I ступени сепарации C O C I J R T H 3 ет 13,3 Г + 5,4 ,( = 18,7 м /ч, где т 5,4 - объем добавляемой культуральной жидкости с промывной водой после III ступени сепарации. 8 дрожжей, поступающего иа III ступень сепарации, составляет э 4,А + 4,4 - 9,0 м /ч. Объем концентрата дрожжгй после III ступени сепарации при концентрировании в 2,5 раза равен э 9,0 : 2,5 = 3,6 м /ч. Количество культуральной жидкости J0 с промывной водой после III ступени Концентрация биомассы при этом после I ступени сепарации уменьша ется от 120 до 85 г/л. сепарации, направляемое в сборник 2 дрожжевого концентрата после 1 ступени сепарации, равно э 9,0 - 3,6 = 5,4 м /ч. 15 Объем дрожжевого концентрата после Таким образом, использование предII ступени сепарации при кратности лагаемого способа получения биомасконцентрирования биомассы 4,2 раза сы позволит снизить потери дрожжей (360 г/л биомассы 75%~ной влажности на 3,5% от всего количества биомасв концентрате) составляет 20 сы в культуральной среде (при соот3 18,7 : 4,2 = 4,4 м /ч. ношении объемов рециркулируемой на выращивание биомассы культурапьной Количество культуральной жидкосжидкости и культуральной жидкости, ти после II ступени сепарации, вклювыводимой из производства равном чающей промывную воду и полностью 25 -1:1); обеспечит возможность большей поступающую в сборник 8, равно степени концентрирования дрожжей 18,7 - 4,4 = 14,3 м 3 /ч. (до 500-600 г/л вместо 400-450 г/л) на существующем оборудовании, так Так как часовой объем рециркулирукак возрастающее количество ранее емой культуральной жидкости равен 3 теряемой с культуральной жидкостью 20 м , то в сборник 8 направляют посбиомассы с увеличением степени конле I ступени сепарации недостающее центрирования дрожжей, особенно на количество культуральной жидкости, III ступени сепарации, полностью равное возвращают в дрожжерастильныи ї й э 20 - 14,3 = 5,7 м /ч. процесс с культуральной жидкостью, Количество воды, добавляемое в включающей промывную воду; увеликонцентрат дрожжей после II ступени чение степени концентрирования сепарации для промывки биомассы, придрожжей, в свою очередь, позволит нимают равным объему концентрата, т.е уменьшить расход воды на промывку 4,4 м 3 /ч. При этом объем концентрата 40 'дрожжей без снижения их качества. 925102 ВНИИПИ Заказ 3172/ДСП Тираж 412 Подписное Филиал Ш Ш "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4