Интенсификация производства кормовых дрожжей на основе спиртовой барды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.23, кандидат технических наук Валеева, Рауза Тимуровна

• Валеева, Рауза Тимуровна
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Валеева, Рауза Тимуровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СПИРТОВОЙ БАРДЫ.

1.1 Спиртовая барда.

1.2 Кормовые дрожжи.

1.3 Использование смешанных культур микроорганизмов в производстве белковых кормовых препаратов.

1.4 Сравнительный анализ технологий переработки спиртовой барды.

1.5 Асептика производства и аэробные технологии культивирования дрожжей.

1.6 Составы питательных сред для культивирования дрожжей

1.7 Физико-химические условия культивирования дрожжей.

1.8 Направления совершенствования процессов производства кормовых дрожжей с использованием спиртовой барды.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СПИРТОВОЙ БАРДЫ.

2.1 Описание экспериментальных установок.

2.1.1 Исследовательский комплекс на базе аппарата АК-210.

2.1.2 Промышленная установка цеха сухих кормовых дрожжей Шумбутского спиртзавода.

2.2 Основные компоненты питательных сред.

2.3 Методы технохимического контроля процессов культивирования дрожжей.

2.3.1 Определение морфологии и физиологического состояния клеток методом микроскопии.

2.3.1.1. Оценка физиологического состояния клеток методом микроскопии.

2.3.1.2. Определение количества живых клеток в камере Горяева.

2.3.1.3. Определение количества мертвых клеток.

2.3.2 Определение степени бактериальной инфекции.

2.3.2.1. Определение бактериальной инфекции.

2.3.2.2. Определение микробиологической чистоты дрожжевой культуры.

2.3.3 Определение концентраций компонентов культуральных жидкостей.

2.3.3.1. Определение концентрации биомассы дрожжей методом оптической плотности.

2.3.3.2 Методика определения концентрации биомассы весовым способом.

2.3.3.3 Определение содержания Сахаров по Бертрану.

2.3.3.4 Титриметрический метод определения азота по Къельдалю

2.3.3.5 Определение содержания сырого протеина.

2.3.3.6 Определение содержания истинного белка определение массовой доли белка по Барнштейну.

2.4 Интенсификация процесса выращивания дрожжей Candida tropicalis СК-4-1 в лабораторных и промышленных аппаратах объемом до 6 м.

2.4.1 Предварительная оценка эффектов, определяемых скоростью разбавления и потреблением источников азота.

2.4.2 Оценка возможности интенсификации процесса за счет дополнительной сахаросодержащей подпитки.

2.4.3 Выбор концентрации переносчика кислорода.

2.5 Исследование процесса культивирования дрожжей

Candida tropicalis CK-4-1 в промышленных аппаратах объемом и 325 м3.

2.5.1 Способ расчета величины дыхательного коэффициента в условиях аппаратурного и приборного оформления промышленного участка посевной культуры.

2.5.2 Анализ процесса культивирования дрожжей Candida tropicalis СК-4-1 в промышленных аппаратах объемом 16 и 325 м3. 69 2.6 Культивирование сахаромицетов в дрожжегенераторе объемом

16 м3 с использованием дополнительной сахаросодержащей подпитки.

2.7 Промышленный эксперимент по применению смешанной культуры дрожжей в биореакторе объемом 325 м

Глава 3. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ.

3.1 Расчет материального баланса по данным об объеме производства и составе потоков.

3.2 Затраты минеральных компонентов питания.

3.3 Материальный баланс базового, экспериментального и прогнозного вариантов процессов производства СКД.

3.4 Обоснование изменений технологического регламента процесса производства СКД.

3.5 Технико-экономическая оценка процесса производства СКД.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интенсификация производства кормовых дрожжей на основе спиртовой барды»

Свертывание крупнотоннажной промышленности кормовых концентратов дрожжей, существовавшей в СССР, создало заметный дефицит белковых компонентов, необходимых для кормопроизводства. Несбалансированность рационов для сельскохозяйственных животных по белку приводит к значительному перерасходу кормов на единицу получаемой продукции [1]. 1 т кормовых дрожжей позволяет сэкономить 5-7 т зерна [2]. По имеющимся оценкам годовая потребность животноводства в Российской Федерации в кормовых дрожжах составляет 3-4 миллиона тонн. Фактическое производство ниже на порядок [3]. Промышленное получение кормовых дрожжей привлекательно и потому, что не требует посевных площадей, не зависит от климатических условий и может быть осуществлено в непрерывном режиме [3]. Наиболее экономически и экологически обоснованным решением является производство кормовых концентратов дрожжей на основе вторичных материалов (отходов) производств переработки сельскохозяйственной продукции и, в частности, спиртового производства.

В настоящее время существующие производства кормовых препаратов на основе спиртовой барды остаются одними из основных поставщиков белковых кормовых добавок. Однако они действуют при спиртовых предприятиях относительно малой мощности и потому характеризуются низкой рентабельностью. Невысокие технико-экономические показатели цехов кормовых дрожжей при спиртовых заводах обусловлены также высоким разбросом параметров используемого сырья и отходов спиртового производства, повышенными удельными энергозатратами на стадии сушки. Поэтому является крайне актуальным поиск способов повышения производительности цехов сухих кормовых дрожжей. При этом желательно достижение указанной цели на базе использования существующего оборудования, средств управления, имеющихся на спиртовом производстве штаммов микроорганизмов и компонентов питательных сред. Решение такой задачи предполагает использование дополнительных количеств питательных сред, поскольку увеличение объема спиртовой барды практически невозможно без реконструкции основного производства. Резервы мощности установок по приготовлению сусла, имеющиеся практически на каждом спиртзаводе, позволяют обеспечить наработку дополнительных количеств питательных сред и за счет этого увеличить мощность цехов переработки барды. Поэтому для современной биотехнологии наряду с разработкой новых перспективных процессов получения белковых препаратов актуальной является проблема совершенствования уже существующих технологий [4].

Мировой опыт крупнотоннажного биотехнологического производства свидетельствует, что его структура зависит от конкретных условий и определяется, в основном, сырьевой базой. С точки зрения экономики, сырье в биотехнологических производствах, особенно в крупнотоннажных, занимает первое место в статьях расходов и составляет до 40 % - 65 % общей стоимости продукции. В производствах кормовых дрожжей стоимость сырья достигает 60 %, энергоносителей - 10 %. Структура себестоимости представлена на рис.0.1 [5, 6].

Если же в качестве сырья используется спиртовая барда и культуральная жидкость целиком упаривается и высушивается, то это соотношение меняется. Так, на Шумбутском спиртзаводе доля сырья в себестоимости продукции составляет - 16 %, а энергоносителей - 43 %, что связано с невысокой стоимостью барды и высокой удельной энергозатратностью процесса сушки (см. рис.0.2).

Вследствие определяющей роли энергоносителей повышение производительности цеха СКД при росте концентрации биомассы дрожжей в культуральной жидкости должно благоприятно отразиться на величине удельных расходов энергии и привести к снижению себестоимости продукции.

Структура себестоимости производства кормовых дрожжей

Рис.0.1 - Структура себестоимости производства кормовых дрожжей: 1 - сырье, 2 - энергоносители, 3 - амортизационные отчисления и прочие затраты, 4 - заработная плата

Структура себестоимости производства СКД на основе спиртовой барды

4 1

17% 16%

43%

Рис.0.2 - Структура себестоимости производства сухих кормовых дрожжей на основе спиртовой барды (обозначения идентичны рис 0.1)

Спиртовая барда является сложным по составу субстратом [7, 8,9].

Повышение эффективности процесса за счет обогащения барды дополнительными компонентами еще больше увеличивает разнообразие компонентов питательной среды. Поэтому использование монокультур микроорганизмов в производстве кормовых добавок на основе спиртовой барды не достаточно оптимально, микробные сообщества способны более полно утилизировать органические вещества сложных субстратов. Они усваивают более широкий спектр компонентов сложных сред, уменьшая остаточные концентрации компонентов культуральной жидкости и загрязненность производственных стоков, обеспечивают более высокую стабильность процесса при колебаниях режимных параметров и позволяют получать продукцию более стабильного состава. Поиск и применение устойчивого консорциума микроорганизмов путем регулирования условий культивирования и засевных доз разных видов микроорганизмов.обеспечит производство кормовых препаратов с заданными свойствами и повысит его технико-экономические характеристики.

Таким образом, представляется перспективной и актуальной разработка подходов к усовершенствованию действующей на сегодня в спиртовой отрасли технологии производства кормовых дрожжей с максимальной утилизацией растворимых сухих веществ питательной среды за счет использования смешанной культуры дрожжей, выбора соответствующих диапазонов режимных параметров технологического процесса и способов интенсификации массообменных процессов без реконструкции основного технологического оборудования.

Отработка подходов к решению данной задачи была выполнена при непосредственном участии автора в цехе СКД Шумбутского спиртового завода (Республика Татарстан, Мамадышский район).

Работа выполнялась в соответствии с межрегиональными научно-техническими программами «Биотехнология» (1996 - 1997 г.г.), «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям» (2003 - 2004 г.г.), хозяйственным договором «Отработка промышленного технологического регламента выращивания кормовых дрожжей с использованием переносчика кислорода» с ГУП «ПО Татспиртпром» (2003 -2004 г. г.).

Автор выражает глубокую признательность за помощь в выполнении экспериментальной работы сотрудникам Казанского технологического государственного университета проф. Емельянову В.М., доцентам Владимировой И.С. и Филипповой Н.К.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология», Валеева, Рауза Тимуровна

Выводы по материалам третьей главы

1. На основе использования альтернативных уравнений баланса массы барды возможен расчет срабатывания субстратов в энергетическом обмене дрожжей.

2. На основе баланса массы барды и баланса потерь сухих веществ барды в результате образования углекислого газа возможен итеративный алгоритм расчета материального баланса по данным о суточном съеме целевого продукта (суточной производительности), влажности СКД и содержании сухих веществ в барде.

3. Использование дополнительного дрожжегенератора позволяет гарантированно повысить производительность цеха СКД Шумбутского спиртового завода на 10,62 % без реконструкции на базе использования существующего дрожжегенератора объемом 16 м3 и на 30,82 % при установке дополнительного дрожжегенератора объемом 50м3.

4. Затраты минеральных компонентов питания при конструировании оптимального процесса выращивания дрожжей на сложных средах должны быть скоррелированы с количествами углеродсодержащих компонентов.

5. В целях повышения экономических показателей и снижения расхода воды целесообразно и возможно часть минеральных компонентов вносить в биореакторы в сухом виде, а барду использовать и на стадии подготовки среды для посевных аппаратов.

6. Полуасептические условия ведения процесса культивирования дрожжей на сахаросодержащих средах требуют повторной термической стерилизации оборудования каждые 32 часа.

7. Использование зернового сусла без модернизации технологического оборудования цеха СКД дает снижение себестоимости продукции на

113 руб/т. Для существенного повышения технико-экономических показателей производства СКД необходим поиск дешевого и легко гидролизуемого сырья.

Ill

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование спиртовой барды в качестве сырья для биотехнологического производства продиктовано экономическими и экологическими требованиями. Однако, вследствие низкой концентрации содержащихся в барде веществ, производство СКД характеризуется высокими удельными затратами энергии. Обогащение барды углеродсодержащими добавками повышает спектр содержащихся субстратов, эффективное срабатывание которых можно обеспечить лишь применяя смешанные культуры (ассоциации) микроорганизмов. Возможно экономически эффективное решение проблемы повышения производительности цехов СКД спиртовых заводов, перерабатывающих барду, без существенной модернизации и доукомплектации парка технологического оборудования. Такие решения имеют практическую значимость, а их обоснование характеризуется научной новизной. Наиболее важными являются следующие основные выводы по выполненной работе:

1. Предложен новый итерационный метод расчета материального баланса процесса аэробного культивирования микроорганизмов на сложных средах, основанных на использовании спиртовой барды, при неполной информации о материальных потоках. Метод основан на применении альтернативных вариантов расчета баланса массы барды и потерь сухих веществ барды за счет срабатывания углеродных субстратов в энергетическом обмене с образованием углекислого газа.

2. Предложенный балансовый метод, не являясь стехиометрическим, позволяет определять параметры одного из парциальных обменов -энергетического обмена. Причем для этого не требуется дополнительных измерений, кроме данных заводского технохимического контроля.

3. Осуществлен промышленный эксперимент по проверке физиологической совместимости дрожжевых культур, использующихся на Шумбутском спиртовом заводе в целях производства спирта и утилизации барды. Экспериментально в условиях промышленных испытаний подтверждена эффективность использования смешанной культуры дрожжей Candida Tropicalis СК-4-1 и Saccharomyces cerevisiae 1986 для переработки барды в условиях дополнительных подпиток сахаросодержащей средой.

4. Экспериментально показана возможность отказа от использования титрующих агентов за счет подбора соотношения минеральных компонентов питания при условии сокращения количества солей сильных кислот.

5. Предложены формулы для оперативного расчета эффективного состава минерального питания в зависимости от углеродсодержащих компонентов и общей концентрации сухих веществ в барде и дополнительных подпиточных средах.

6. В условиях промышленного эксперимента определена скорость накопления белка в целевом продукте, которая составила 2 % от АСВ в час. Выявлена зависимость скорости накопления белка в биомассе дрожжей от времени пребывания клеток в биореакторе.

7. Обоснована интенсификация процесса производства кормовых дрожжей на основе спиртовой барды с использованием смешанных культур микроорганизмов и батарейной схемы организации процесса культивирования с периодическим характером подпиток. Показано, что применение дополнительной культуры и сахаросодержащей подпитки позволяет увеличить производительность цеха СКД на 11,65 % без какой-либо модернизации оборудования на базе существующего дрожжегенератора л объемом 16 м и на 30,82 % при использовании дрожжегенератора объемом 50 м3.

8. Показано, что даже применение дорогого зернового сусла за счет резервных мощностей базового производства без модернизации оборудования цеха СКД, позволит снизить себестоимость целевого продукта на 113 руб/т и обеспечить годовой экономический эффект в размере более 500000 рублей.

113

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Валеева, Рауза Тимуровна, 2007 год

1. Градова, Н. Б. Особенности микроорганизмов, используемых в технологических процессах получения белка и биологически активных веществ / Н. Б. Градова, О. А. Решетник. Казань: КХТИ, 1987. - 80 с.

2. Егоров, Н. С. Биотехнология: в 8 кн. Кн.1/ Проблемы и перспективы / Н. С. Егоров, А. В. Олескин, В. Д. Самуилов-М.: Высш. шк., 1987. 159 с.

3. Николаев, А. Н. Экологически чистые процессы выращивания микроорганизмов / А. Н. Николаев, Н. А. Войнов, В. М. Емельянов // Вестник Каз. Технол. Ун-та. 2003. - № 2. - С. 187-192.

4. Решетник, О. А. Разработка процессов микробиологического синтеза при использовании биостимуляторов неспецифического действия: автореф. дис. д-ра техн. наук / О. А. Решетник. М., 1992. - 40 с.

5. Голубев, В. Н. Пищевая биотехнология / В. Н. Голубев, И. Н. Жиганов. М.: Дели принт, 2001.-123 с.

6. Гут, Б.М. Откорм крупного рогатого скота на барде / Б. М. Гут, В. Г. Мельников. Л.: Колос, 1984. С. 11-21.

7. Леденев, В. Сушка барды по китайски /Леденев В. // ООО «Технология».- 2001. 4октября.

8. Кухаренко, А. А. Безотходная биотехнология этилового спирта / А. А. Кухаренко, А. Ю. Винаров. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 272 с.

9. Лиепиныш, Г. К. Сырье и питательные субстраты для промышленной биотехнологии / Г. К. Лиепиныш, М. Э. Дунце. Рига: Зинате, 1986.-158с.

10. Веселопанский спиртовый завод 28.10.2002 http://www.spirtvl.ru /doklad.htm

11. Агишина, Г. Алхимикам и не снилось.ПО "Татспиртпром" готово превращать отходы в доходы / Г. Агишина // ВиД. 1999. - 30 июля.

12. Пленочные биореакторы / Н. А. Войнов и др. Красноярск: «Боргес», 2001. - 252 с.

13. Кислухина, О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов / О. В. Кислухина. М.: ДеЛи принт, 2002.- 336 с.

14. Рябов, Г. К. Система безотходной переработки послеспиртовой барды / Г. К. Рябов // Инновации: Исследования и разработки. 2003. - №6.

15. Кухаренко, А. А. Интенсификация микробиологического процесса получения этанола из крахмал и целлюлозосодержащего сырья / А. А. Кухаренко, А. Ю. Винаров, Т. Е. Сидоренко, А. И. Бояринов // М.:1999. С. 93.

16. Лебедев, С. В. Дрожжи как кормовое, пищевое и лечебное средство / Известия Томского технологического института, 1926. т. 47. Вып. 1.

17. Лебедев, С. В. О сушке барды на сибирских винокуренных заводах вообще и в частности на заводе в г. Новосибирске, «Известия Сибирского технологического института», 1929. т. 51. выпуск 1.

18. Powers W. J, J Dairy Sci. / Powers W. J, Van Horn H. H, Harris B. Jr, Wilcox CJ. 1995. 78(2) - P. 388-396.

19. Shurson, Phelps A Evaluating distiller's dried grains with solubles. /National Hog Farmer, Mar. 2003.

20. US Patent 5.958.233. Apparatus for efficiently dewatering corn stillage solids and other materials. 1999.

21. Макушин, Б. И. Повышение эффективности процесса разделения зерновой послеспиртовой барды на твердую фракцию и филырат / Б. И. Макушин, П. А. Поляков // Производство спирта и ликеро- водочных изделий. 2006. - №4. -С. 27-29.

22. Андреев, А. А. Производство кормовых дрожжей / А. А. Андреев, Л. И. Брызгалов. М.: Лесная промышленность, 1970. - 296 с.

23. Кухаренко, А. А. Экологические проблемы производства этилового спирта / А. А. Кухаренко, С. Н. Сорокодумов, И. В. Бельчаков // Экология и промышленность России. 2000. -Август. - С. 4-6.

24. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных. М.:1983.

25. Лозанская, Т. И. Производство кормовых дрожжей из послеспиртовой зерновой барды по безотходной технологии / Т. И. Лозанская, Н. М. Худякова, Л. А. Лихтенберг // Ликероводочное производство и виноделие. 2002. - №7. - С 1-3.

26. Поляков, В. А. Обогащение послеспиртовой барды сырым протеином / В. А. Поляков, Б. И. Макушин // Производство спирта и ликероводочных изделий. -2006.-№4.-С. 9-10.

27. Шарков, В. И. Технология гидролизных производств / В. И. Шарков. Лесная промышленность, 1973. - 408 с.

28. Козлов, А. И., Кормовые дрожжи из непищевого сырья и эффективность применения их в животноводстве /А. И. Козлов.- М., 1959.

29. Бортников, И. И. Машины и аппараты микробиологических производств / И. И. Бортников, А. М. Босенко. Мн.: Выш. Школа, 1982. -288 с.

30. Малек, И. Непрерывное культивирование микроорганизмов. И. Малек, 3. Фенцл //М.: Пищевая промышленность.-1968.

31. Основы биотехнологии: лабораторный практикум / сост. J1. Э. Ржечицкая и др.; Казанский гос. технолог, ун-т. Казань, 2004. - 92 с.

32. Васильев, А. В. Переработка растительного сырья и его отходов / А. В. Васильев, Д. О. Кулиненков, В. П. Панфилов, И. В. Шакир // 1-й Межд. конгр. «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М.- 2002. -С. 304.

33. Мамыкин, В. К. Использование ферментных систем препарата целлюлазы для биоконверсии растительного сырья / В. К. Мамыкин, Н. С. Мазур, Т. М. Бершова и др. // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 1998. - №5. - С. 46.

34. Мирошниченко, И. И. Технология производства углеводно-белкового концентрата и перспективы его использования / И. И. Мирошниченко, Н. А. Студенцова, В. Я. Скляров и др. // Пищевые технологии. 1998. - №2-3. - С. 53-54.

35. Садовникова, Е. А. Совместное культивирование дрожжей родов Candida и Saccharomyces и бактерий Corynebacterium продуцентов белка и лизина: автореф. Дис. к-та биол. наук/Е. А. Садовникова.- М., 1996. - 19с.

36. Эгамбердиев, Н. Б. Применение смешанных культур микроорганизмов в процессах брожения / Н. Б. Эгамбердиев, Н. Б. // Смешанные проточные культуры микроорганизмов: сборник. Новосибирск: Наука, 1981,- С. 187-193.

37. Николаев, А. Н. Экологически чистая технология промышленного производства продуктов микробного синтеза /А. Н. Николаев, Н. А. Войнов, В. А. Марков, А.В. Гаврилов // Биотехнология. 1993.- №3.- С. 23-24.

38. Галкина, Г.В. Новая технология переработки послеспиртовой барды / Г. В. Галкина, В. И. Илларионова, Г. С. Волкова, Е. В. Горбатова, Е. В. Куксова //Ликероводочное производство и виноделие. 2004. - №6. - С. 14-16.

39. Технология спирта / В. Л. Яровенко и др.. М.: Колос, «Колос-Пресс», 2002. -464 с.

40. Лозанская, Т. И. Производство кормовых дрожжей из послеспиртовой зерновой барды по безотходной технологии / Т. И. Лозанская, Н. М. Худякова, Л. А. Лихтерберг // Ликероводочное производство и виноделие. -2002. №7. - С. 1-3.

41. Яровенко, В. JI. Моделирование и оптимизация микробиологических процессов спиртового производства / В. JI. Яровенко, Л. А. Ровинский. М.: 1978. с.

42. Пат № 2159287 РФ, Способ получения белковой кормовой добавки / А. Ю. Винаров, А. И. Заикина, А. П. Захарычев и др. 2000.

43. Яровенко, В. JI. О факторе стерильности при непрерывном культивировании микроорганизмов / В. JI. Яровенко // Микробиологическая промышленность. 1975. - №6. - С. 4-6.

44. Холькин, Ю. И. Технология гидролизных производств / Ю. И. Холькин. -М.: Лесная промышленность, 1989.- 496 с.

45. Майоров, А. Ю., Курамшин Р.А., Еникеев Ш.Г. Сухие активные дрожжи в производстве спирта / А. Ю. Майоров, Р. А. Курамшин, Ш. Г. Еникеев // Казань. Татспиртпром, 2003.

46. Владимирова, И. С. Интенсивная аэробная технология культивирования спиртовых дрожжей / И. С. Владимирова, Н. К. Филиппова,

47. B. М. Емельянов, Р Т. Валеева // Ш Международная научно-практическая конференция «Научно-технический прогресс в спиртовой и ликероводочной отрасли». Тез. докл.: - М.: Пищевая промышленность, 2001. - С. 63-71.

48. Владимирова, И. С. Интенсивная технология дрожжегенерации. / И.

49. C. Владимирова, Н. К. Филиппова, В. М. Емельянов, Р. Т. Валеева //. Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Международного конгресса. М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им Д.И. Менделеева. Тез.докл. 2002. С. 201.

50. Чаленко, В. Г. Взаимосвязанное влияние условий периодического культивирования на продуктивность микроорганизмов / В. Г. Чаленко, А. М. Образцова // Микробиологическая промышленность. 1976. - №5. - С. 26-28.

51. Перт, С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток / С. Дж. Перт.- М.: Мир, 1978. 332 с.

52. Гапонов, К. П. Кислород в ферментационных процессах / К. П. Гапонов, В. А. Чугасова, В. М. Познякова // Обзор. Сер П, М.:1984. -ОНТИТЭИ микробиопром. 35 с.

53. Finn R. К. Agitation and aeration / In: Biochemical and biological engeneiring Science. L -N. Y. Aced. Press, 1967. - P. 69-97.

54. Виестур, У. Э. Аэрация и перемешивание в процессах культивирования микроорганизмов / У. Э. Виестур М.: 1972. - 67 с.

55. Шестопалов, Е. М. Экспериментальное исследование распределения кислородосодержания в ферментере АДР-900-76 / Е. М. Шестопалов, А. И. Матвеев // Биотехнология. 1985. - №5. - С. 8085.

56. Стиканс, А. Интенсификация процесса биосинтеза лизина помощью ПАВ / А. Стиканс, В. Н. Шарифуллин, В. М. Емельянов, И. С. Владимирова // Известия ВУЗов. Химия химическая технология. 1991- №6 -С. 56.

57. Филиппова, Н. К. Разработка интенсивной технологии аэробного культивирования чистой культуры спиртовых дрожжей Sacch. cerev. / Н. К.

58. Филиппова, В. М. Емельянов, И. С. Владимирова, Р. Т. Валеева // Биотехнология. 2002. - №1. - С. 49-53.

59. Кафаров, В. В., Гордеев Моделирование биохимических реакторов / В. В Кафаров, А. Ю. Винаров, JI. С. Гордеев. М.: Лесная промышленность, 1979.-344с.

60. Physiolgical effects of dissolved oxygen fension and redox potential on growing populations of microorganisms / J.Apll.Chem. Biotehnol. D.Harrison // 1972. -V. 22. P. 270-272.

61. Kilburv, D. J. The cultivation of animal cells of controlled dissolved oxygen partial pressure / D. J. Kilburv, F. C. Welb // Biotechh. Bioengin. -1968. -V.10.-H. 801-814

62. Бекер, M. E. Введение в биотехнологию / M. Е. Бекер. М.: Пищевая промышленность, 1978. - 230 с.

63. Berlanga Т. М. Influence ol aeration on the physiological activity of flor yeasts / Т. M. Berlanga, C. Atanasio, J. C. Mauricio, J. M.\ Ortega. J Agric. Chem., 49(7). 2001. - P. 3378-84.

64. Коновалов, С. А. Основы физиологии питания дрожжей / С. А. Коновалов. М.: ЦИНТИпищепром, 1969. - 68 с.

65. Шарифуллин, В. Н. Условия интенсификации массопередачи кислорода с помощью ПАВ / В. Н. Шарифуллин, И. С. Владимирова, В. М.

66. Емельянов // II всесоюзная конференция «Процессы и аппараты для микробиологических производств» : Тез. Докл. Грозный, 1989. - 25с .

67. Емельянов, В. М. Культивирование микроорганизмов в присутствии хелатных переносчиков кислорода / В. М. Емельянов, 3. М. Билялова, И. С. Владимирова, Р. Т. Валеева // Acta Biotechnologica. 1988. - Bd-8 №4. P. 335340.

68. Винаров, А. Ю. Анализ физико-химических особенностей ферментационных сред при выращивании дрожжей / А. Ю. Винаров, Я. Я. Шкоп//Микробиологическая промышленность. 1975. -№10.-С. 10-13.

69. Былинкина, У. С. Проблемы масштабного перехода в микробиологических процессах / У. С. Былинкина // Микробиологическая промышленность.-1973. №4. С. 49-52

70. Jarai М. Oxygen transfer in streptomyces fermentation broths/ M. Jarai, E. Tombor // Biotechn. Bioengin. -V. 11. N4.- P. 605-616.

71. Мелентьева, А. И. Роль поверхностно-активных веществ в процессах культивирования дрожжей на средах с Н-алканами / А. И. Мелентьева // Изв. Тимерязевской с/х академии. 1979. - №3. - С. 3-8.

72. Градова, Н. Б. Изучение изменчивости дрожжей Candida по признаку «Содержание белка в биомассе» / Н. Б. Градова, В. Г. Осипова, 3. Н. Робышева // Микробиологическая промышленность. -1975.- №9 С. 8-10.

73. Фершман, Г. И. Биохимические и технологические основы бродильных производств / Г. И. Фершман, М. И. Шойхерт. М.: Пищевая промышленность, - 1970. - 246 с.

74. Виестур, У. Э. Системы ферментации /У. Э Виестур, А. М. Кузнецов, В. В. Савенков. Рига: Зинатне, 1986. - 174 с.

75. Непрерывное и периодическое культивирование микроорганизмов: Материалы II Всесоюзного совещания по управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск, 1972. - 272 с.

76. Владимирова, И. С. Интенсификация массопередачи кислорода в процессах ферментации с использованием ПАВ: автореф. дис. . к-та техн. наук / И. С. Владимирова. Казань, 1989. - 20 с.

77. Тарасюк, Д. Д. Использование некоторых мельничных отходов в качестве стимулятора роста кормовых дрожжей / Д. Д Тарасюк, С. В. Беляев //Гидролизная и лесохимическая промышленность. 1970. - № 3. - С. 5-7.

78. Sakhno Т. V. Intensification of Removing Hydrocarbon Contaminations from Water and Soil Using Oxygen Transferors / Т. V. Sakhno, V. M. Emelyanov, V. M. Kurashov New York, 2000. P. 279-288.

79. Стиканс, А. Интенсификация процесса биосинтеза лизина помощью ПАВ / А. Стиканс, В. Н. Шарифуллин, В. М. Емельянов, И. С. Владимирова // Известия ВУЗов. Химия химическая технология 1991.- №6. -С. 40.

80. Афононин Н. И., Рыболовлев Ю.Р., Утятина Т.К. Неионогенные ПАВ как компоненты кровозаменителей переносчиков кислорода на основе фторуглеродов \\ Проблемы гематологии. -1982. N10. - С. 12 -14

81. Э. Ф. Илларионов, Е. И. Маевский, Ю. Э. Кирш и др. В кн.: Фторуглеродные газопереносящие среды. 1984, С. 78-83.

82. Закупра, В. П. Анализ ПАВ / В. П. Закупра. Киев: Техника, 1972. -186 с.

83. Исламов Б. И., Маевский Е. И., Воробьев С. И. и др. // Вестник АМН СССР.- 1987.- N2. С. 40-45.

84. Перфузионный и бесперфузионный методы защиты миокарда с помощью эмульсии перфторуглеродов. / Информационный материал. -Пущино, 1983. С. 4-8.

85. Илларионов, Э. Ф., Маевский Е.И., Кирш Ю.Э. и др. / В кн.: Фторуглеродные газопереносящие среды. 1984. - С. 73-78.

86. Коновалов, С. А. Биосинтез ферментов микроорганизмами / С. А. Коновалов М.: Пищевая промышленность, 1972. - 165 с.

87. Денис, А. Д. Исследование способов приготовления растворов питательных солей для культивирования дрожжей / А. Д. Денис, JI. Б. Старык, Н. И. Коротченко, О. В. Самохина, A. JI. Красинская // Микробиологическая промышленность. 1976. №1. - С. 1-4.

88. Арешкина, Jl. Я. Основные принципы производства кормового концентрата L- лизина микробиологическим способом / Л. Я. Арешкина, В. Н. Букин, Г. К. Лиепинып и др. В кн.: Продукты микробного синтеза. -Рига. Зинатне, 1966. С. 26-32.

89. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства: утв. отделением спирт., дрожж. и ликеро-водочной пром-ти М-ва пищ. пром РСФСР 15.01.86. М., Агропромиздат. 1986.

90. Кафаров, В. В. Моделирование и системный анализ биохимических производств / В. В. Кафаров, А. Ю. Винаров, Л. С. Гордеев. -М.: Лесная промышленность, 1985.- 280 с.

91. Грачева, И. М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот, жиров / И. М. Грачева, Н. Н. Гаврилова, Л. А. Иванова. М.: Пищевая промышленность, 1980.- 448 с.

92. Семенихина, П. М. Производство хлебопекарных дрожжей / П. М. Семенихина. М.: Лег.и пищ.пром-ть, 1987.- 272 с.

93. Работнова, И. Л. Роль физико-химических условий (рН, Н2) в жизнедеятельности микроорганизмов / И. Л. Работнова. М.: Наука, 1957. -263 с.

94. Основы процесса ферментации в производстве кормового белка: Учеб. пособие / О. А. Решетник, Н. А. Войнов, Н. А. Николаев; Каз. гос. технол. ун-т. Казань, 1994. 56 с.

95. Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. Общая технология микробиологических производств. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982. - 264 с.

96. Семихатова Н.М., Малыгина М.В., Папок С. П. Производство дрожжей. М., Пищ. пром-сть, 1967. -155 с.

97. Мухачев, С. Г. Изменение кислотности культуральной жидкости при выращивании инокулята и посевного материала в производстве лизина /

98. С. Г. Мухачев, Ю. П. Александровская, Д. В. Катков, В. П. Верхорубов // Биотехнология. 2007.- № 1. С.65- 74.

99. Малченко, A. JI. Технохимический контроль и учет спиртового произодства. / A. JI. Малченко, А. Г. Забродский, 3. К. Ашкинузи, А. В. Пелихова // М.: Пищепромиздат. 1946. - 325 с.

100. Афанасьева, О. В. Микробиологический контроль хлебопекарного производства. -М.: Пищевая промышленность. 1976. -131 с.

101. Градова, Н. Б. Лабораторный практикум по общей микробиологии / Н. Б. Градова, Е. С. Бабусенко, И. Б. Горюнова, Н. А. Гусарова М.: ДеЛи принт, 2001.- 132 с.

102. Нетрусов, А. И. Практикум по микробиологии / А. И. Нетрусов и др. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 608 с.

103. Уайт, Э. Технология дрожжей / Э. Уайт. М.: Пищпромиздат, 1957.-380 с.

104. Мальцев, П. М. Технология бродильных производств / П. М. Мальцев. М.: Пищепромиздат, 1960. - 284 с.

105. Швинка, Ю. Э. Применение спектрофотометрических меодов определения биомассы в процессах культивирования микроорганизмов / Ю. Э. Швинка, М. Ж. Кристапсон // Изв.Ан Латв.ССР. 1970. - № 8. - С. 17-22.

106. Практикум по микробиологии. Под ред. Н. С. Егорова. М., Изд-во Моск. ун-та, 1976. - 307 с.

107. Bertrand G. Bull. Soc. Chim. France, 1906. 35. 3.

108. Жданов, Ю. А. Практикум по химии углеводов / Ю. А. Жданов, Г. Н. Дорофеенко, Г. А. Корольченко, Г. В. Богданова. М.: Высшая школа, 1973.-204 с.

109. Емельянова, И. 3. Химико-технологический контроль гидролизных производств / И. 3. Емельянова М.: Лесная промышленность, 1976. - 405 с.

110. Самойлов П. М., Федулова И. Е., Грищенко В. М, и др. -«Прикладная биохимия и микробиология». -1967. № 3. - С. 366.

111. FAO/WHO Ad Hoc Expert Committee and Energy and Protein Requrements. 1973. Rep.522. -105.

112. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства / Под ред. А. П. Рухлядевой — М.: Агропромиздат, 1986 400 с.

113. Пат 1559696 РФ, Способ культивирования микроорганизмов / В. М. Емельянов, И. С. Владимирова, Н. А. Еремина патентообладатель Емельянов В. М. Казань, опубл. 1993.

114. Яровенко, В. Л. Кинетика непрерывного спиртового брожения и синтеза этилового спирта / В. Л. Яровенко, Б. М. Нахманович // Микробиологическая промышленность. 1972. №3. - С. 2-9.

115. Минкевич, И. Г. Элементный состав и энергосодержание биомассы микроорганизмов / И. Г. Минкевич, В. К. Ерошин, Т. А. Алексеева, А. П. Терещенко // Микробиологическая промышленность. 1977. - № 2. - С. 1-4.

116. Елчуев, Р. Т. Оценка погрешности расчета материального баланса аэробного процесса культивирования дрожжей Candida lambica / Р. Т. Елчуев, С. Г. Мухачев, Р. И. Валеев, Р. Т. Валеева // Вестник Каз. технол. ун-та. -2006.-№5.-С. 180- 190.

117. Получение микробной биомассы на основе этилового спирта: методические указ. к учебно-исследовательскому лабораторному практикуму /сост. Ш. Г. Еникеев и др.; Казан, хим. технол. ин-т. Казань, 1983. - 32с.

118. Минкевич, И. Г. Определение скоростей физиологических процессов в культурах метанотрофных микроорганизмов методом газового баланса / И. Г. Минкевич, Н. А. Митрохина // Биотехнология. 1987. Т.З. -№4. с. 503-507.

119. Мухачев, С.Г. Использование метода стехиометрических инвариантов при оценке характеристик процесса роста аэробных микроорганизмов / С. Г. Мухачев // Вестник Каз. технол. ун-та. 2006. - №5. -С. 96-110.

120. М. Neubert, I. G. Minkevich / Microbial Gas Balance Measurements: Basic Interrelations and Error Estimation Acta Biotechnol. 4 1984. №4. 313-322 p.

121. Мухачев, С. Г. Расчет материального баланса цеха кормовых дрожжей / С. Г. Мухачев, Р. Т. Валеева // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2007. - №1. - С. 8-9.

122. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

123. АСД абсолютно сухие дрожжи;

124. БАЧК большой аппарат чистой культуры;

125. БВП белково-витаминный продукт (ы);

126. ДРА дрожжерастильный аппарат;

127. КЖ культуральная жидкость;

128. МАЧК малый аппарат чистой культуры;1. МПА мясопептонный агар;1. ОСВ общие сухие вещества;1. РВ редуцирующие вещества;

129. РСВ растворимые сухие вещества;1. СВ сухие вещества;скд сухие кормовые дрожжи;

130. ПАВ поверхностно активные вещества;цскд цех сухих кормовых дрожжей;

131. D удельная скорость протока.

132. Примечание: остальные обозначения пояснены в тексте.1. АКТпромышленных испытаний применения смешанной культуры дрожжей при переработке спиртовой барды на Шумбутском спиртзаводе1. Казань, 2004

133. В результате проведения промышленного эксперимента установлено:

134. Проведены испытания заводских штаммов дрожжей на качалочных колбах с использованием сусла и барды в различных соотношениях: с содержанием РВ 1,2,3 и 3,5 % масс.

135. За 36 часов роста наибольшая концентрация клеток составила 1037 млн/мл при начальной концентрации РВ=3,5 % масс. (Saccharomyces cerevisiae 1986).

136. В аналогичных условиях в БАЧК за 9 часов роста выращена культура сахаромицетов с плотностью 1600 млн/мл.

137. Выращенная в БАЧК культура была направлена в аппарат объемом 16 куб.м., в котором реализован отъемно-доливной процесс.

138. При этом получен рост концентрации белка в расчете на АСВ от 16,5 до 30,5 % масс., т.е. на 14 % при средней скорости синтеза 2% / час.

139. Технологический режим работы дрожжегенератора.

140. Параметры и результаты процесса представлены в таблице:1. Показатели № цикла 1 2 3 4 5 6нач. кон. нач. кон. нач. кон. нач. кон. нач. кон. нач. кон.

141. Барда, м3 3 2 3 0 0 2

142. Сусло, м3 3 3 ' 3 3 3 3

143. Засев, м3 2,5 5 5 4,5 4,5 Z4. рНКЖ 4,11 4,41 3,97 4,53 3,54 4Д 3,77 4,09 3,82 4,21 3,77 4,24

144. Интервал рН 3,67 4,41 3,65 4,53 3,54 4,1 3,58 4,09 3,77 4,21 3,6 4,245. раств.СВ, % 8,5 4,2 7,2 4,9 4,9 9,2 5,9 8,2 6,4 9,2 6,4

145. РВ, % 3,49 0,51 3,1 0,48 4,1 0,44 4,14 0,56 3,5 0,42 3,3 0,55

146. ОСВ, % 10,5 8,14 9,9 8,18 11,0 7,4 11,1 8,7 10,5 9,15 10,3 9,14

147. Почку-ющиеся, % 53 26 26 25 26 - 48 - - - 38

148. Температура, °с 32 33 32 32 32 26 35 32 38 32 34 32

149. Карбамид, кг 45 15 10 70 70 70

150. Раствор диаммо-фоски, л 130 20 10 30 30 50

151. Конц. переносчика кислорода, г/л 0,0042 0,0021 0,0025 0,00156 0,0016 0,00071

152. Белок, % АСВ 30,48 30,51 30,51 28,4 27,05 25,92

153. Процесс выращивания смешанной культуры дрожжей в ДРА.

154. Базовая культура, использующаяся для утилизации спиртовой барды в дрожжерастильном аппарате объемом 325 м3 (коэффициент заполнения 0,29 0,3) -Candida tropicalis СК-4-1.

155. Выращенная в дрожжегенераторе объемом 16 м3 (коэффициент заполнения 0,42 -0,45) культура сахаромицетов периодически три раза в сутки сливалась в ДРА. Такая подпитка ДРА осуществлялась в течение 2 суток. В результате установлено:

156. A) Среднесуточный съем белка, содержащегося в произведенном количестве АСД, возрос на 0,29 т.

157. B) Применение сахаромицетов на стадии интенсивного срабатывания РВ в дрожжегенераторе позволяет сработать РВ до уровня 0,4 0,6 % масс.

158. Научный руководите; д.т.н., профессор

159. Ответственный исполнитель, к.т.н.1. Мухачев С.Г.

160. Ответственный за проведение пром. испытаний1. Валеева Р.Т.1. О-* » 11- 2004 г.