14 Сурет-Түбі конусты нейтрализатор

1-болаттан жасалған корпус; 2-футеровка; 3-араластырғыш;

4-сорғыш құбыр; 5-басты нейтрализатордан гидролизат беруге арналған штуцер; 6-табаншалы контрараластырғыш;

7- рамалы араластырғыш табаншасы.

Зауытта 2-3 нейтрализат тізбектеле қосақталып орнатылады. Бірінші аппаратта жеке процесс жүреді, ал қалғандарында рН-ты қажет мәнге дейін жеткізу және гипс кристалын формалау жүреді. Нейтрализатор қондырғының сызба нұсқасы және гидролизатты тазартуға және салқындатуға арналған аппаратура көрсетілген (14 сурет). Шамамен 100⁰С температурада ыстық қышқыл гидролизат инверсиядан кейін, қажет мөлшерде әк сүтімен араластырылады да гидролизаторға жібереді.

Бірінші нейтрализатордан нейтрализденген гидролизаттың бір бөлігі аммиакты сумен араласатын екінші нейтрализаторға келіп түседі: қышқылдығы қоспаның рН-тың мәні қажет мәнге дейін жеткізіледі. Одан әрмен қарай шламнан босату үшін нейтрализатты ортадан тепкіш күшпен жұмыс істейтін насостың көмегімен тұндырғышқа жібереді.

Механикалық тұндырғыш тот баспайтын болаттан жасалған жалпақ қақпағы бар, шламды жоюға арналған механикалық тырнағышпен қамтамасыз ететін тігінен орнатылған цилинрлі резервуар (15 сурет).

Бұл жерде якор тәрізді араластырғышпен конусты воронка бар, ол гидролизатты штуцерден шығаруға ығыстырады және одан әрмен қарай салып шығаратынға шнекке жібереді.Тұндырғыштан түссізденген ыстық гидролизат жинағышқа келіп түседі. Ол жерден насостың көмегімен вакуум салқындатқыш қондырғыға, 85-95⁰C температурадан 30-35⁰С температураға дейін салқындатуға береді (16 сурет). Бір ғана төрт сатылы вакуум-буландырғыш қондырғыдан тұрады және төрт жоғарғы конденсатордан тұрады.

15 Сурет -Гидролизатты биохимиялық қайта өңдеуге дайындаудың технологиялық сызба нұсқасы

1 – нейтрализаторлар; 2- тұндырғыш нейтрализат; 3 – түссізденген нейтрализатты жиынағыш; 4 – вакуум –салқындатқыш қондырғы; 5 – беткі конденсаторлар.

16 Сурет-Тұндырғыш

1 – корпус; 2 – қырнағыш механизм;

3 – түссізденген нейтрализатты шығаруға арналған дөңгелек науа;

4 – шыламды салып шығаруға арналған қондырғы.

17 Сурет- Вакуум – салқындатқыш қондырғы.

1 – салқындатылған нейтрализатты шығаруға арналған штуцер;

2 – кедергінің термометріне арналған штуцер;

3 _І – 3 _IV- конденсаторлар; 4 - гидрозатвормен ағатын түтікше;

5 _І – 5 _IV- булағыштар;6 – қыздырылған нейтрализатты кіргізуге

арналған штуцер; 7 – лаз.

Вакуум-буландырғыш тот баспайтын болаттан жасалған цилиндрлі I-IV сатылы бір-бірінің үстіне орналасқан аппарат, тігінен төрт жеке секцияға буландырғышқа бөлінген.

Гидролизат бірінші сатыға келіп түседі, ол жерде біраз салқындайды және түбінің ортасына орналасқан құбыр арқылы төменгі келесі сатыларға өтеді, онда шамалы төмендеу қысымда ұсталады; және солай соңғы секцияға дейін өтеді. Төменгі қысымда гидролизаттың өздігінен булану процесі жүреді және пайда болған бу жоғарғы конденсаторға келіп түседі.

Әрбір буландырғышта өзінің конденсаторы болады. Жоғарғы конденсатор құбырлы жылу алмастырғыш болып келеді. Булар құбыр аралық кеңістікте конденсирленеді, ал салқындататын су құбыр арқылы өтеді.

І сатылы конденсаторда пайда болған конденсат ІІ сатылы конденсаторға өтеді, одан ІІІ сатылы конденсаторға конденсат насостың айдауының көмегімен өтеді.

Фурфурол құрайтын конденсатты фурфурол цехқа насоспен айдайды, одан тауарлы фурфуролды бөліп алады.

Нейтрализатты соңғы секцияда вакуум - салқындатқыш қондырғының түбінің ортасында орналасқан штуцер арқылы шығарады. Ең төменгі секциясы (буландырғыштың ІVсатысы) басқа секцияға қарағанда шамалы созылыңқы, ол осы сатыдағы сұйықтықтың белгілі көлемін және насостың қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді, буландырғыштан салқындатылған нейтрализатты айдайды.

Кейбір зауыттарда 30-35⁰C температураға дейін салқындатылған нейтрализат аэраторға келіп түседі, оған ауа берілгендіктен мақтаның қауашағы тәрізді коллоидты бөлігі коагулирленеді. Аэрирленген нейтрализатты (немесе древесті сусло) тұндырғышқа айдайды, ол жерде өлшенген бөлшектерден босатылады. Тұндырғыштан кейін древесті сусло қажет дәрежеге дейін салқындатылады және келесі азықтық ашытқы алу цехына айдайды.

Сульфидті шелокты биохимиялық өңдеуге дайындау және алу

Өндірістік жағдайда древесинадан целлюлозаны алу үшін екі қайнату әдісі қолданылады:сульфатты және сульфидті.

Қайнатудың сульфатты әдісі күйдіргіш натрий және натрий сульфаты қоспасын құрайтын гемицеллюлоза және лигнинді ерітетін ерітіндімен жоғарғы температурада древесинаны өңдеу болып табылады. Кейбір целлюлоза өндірісінде қайнатудың бірінші сатысында сульфатты целлюлозаны сулы немесе қышқыл гидролиз древесинаның гемицеллюлозы жүргізіледі және предгидролизат деп аталатын ерітінді алынады. Предгидролизат қанттың әр түрлі құрамын құрайды, оны инверсиядан кейін азықтық ашытқы алу үшін қолданады. Биохимиялық өңдеу үшін предгидролизатты дайындау технологиясы гидролизат дайындау технологиясы сияқты ұқсас болып келеді.Древесинаны қайнатудың сульфидті әдісінде 140-160-⁰С температурада күкірт қышқылының Н₂SО₃ сулы ерітіндісімен гидросульфид кальций Са(НSO₃)₂ құрайтынмен өңдейді. Целлюлоза алу үшін древесинаны қайнатқанда күкірт қышқылын катализатор ретінде қолданып древесина гидролиз процесі ретінде қарастырады. Древесинаны (қамыс, сабан және т.б.) өңдегенде бисульфитті қайнаған қышқыл сульфирленгенмен және лигниннің еруімен, гемицеллюлоза гидролизбен жүреді, ал целлюлоза қатты фазада қалады. Целлюлозаның қайнауы аяқталғаннан кейін ерітіндіден бөлінеді және әрмен қарай өңдеуге жіберіледі. Органикалық және минералды зат құрайтын бөлінген ерітінді сульфитті щелок деп аталады.

Сульфитті щелок целлюлоза өндірісінің қосымша өнімі, азықтық ашытқыны, этил және метил спиртін алуға арналған бағалы шикізат болып табылады. Сульфитті щелок өте күрделі және химиялық құрамы тұрақты емес, целлюлоза өндірісіне келіп түсетін шикізат түріне, қайнату режиміне, қайнаған қышқылдың құрамына, целлюлоза шығымына және басқада факторларына байланысты. Азықтық ашытқы өндірісінде қолданылатын сульфитті щелоктің негізгі көрсеткіші болып редуцирлеуші заттың (РЗ) құрамы саналады.

Редуцирлеуші заттың шығымы негізінде древесина тұқымына және қайнау әдісіне байланысты. Мысалы, сульфитті щелокта қылқан жапырақты ағаш тұқымдасын шикізат ретінде қолданғанда негізінде гексозалар (манноза, глюкоза, галактоза), ал жапырақты древесинаны.

Целлюлозалардың шығымының ұлғаюымен сульфитті щелокта қанттың құрамы төмендейді. Мысалы целлюлозаны алуда қалыпты шығымы (древесина массасынан 50% дейін) щелоктағы қанттың құрамы 15-16% құрайды, ол целлюлозаны жоғарғы шығымда алуда (древесина массасынан 65% дейін) древесинаның массасынан 12-13% құрайды. Полицеллюлозаны алуда (древесина массасынан 75-76% шығымы) сульфитті щелокта негізінде моносахарид емес, олигосахаридтер құрайды, ол ашытқы өндірісінде тек инверсиядан кейін қолданылуы мүмкін.

Қылқан жапырақты ағаштан целлюлозаны сульфитті қайнатудан қант (40% дейін және одан да көп) пентоздан фурфурол пайда болуымен, ал гексозадан оксиметилфурфурол пайда болуымен ыдырайды. Целлюлозаның қайнау температурасын және процестің ұзақтығын қысқартумен қанттың ыдырауын төмендетуге болады. Қайнату кезінде қосымша процестер жүреді және әртүрлі органикалық қосылыстар пайда болады; метил спирті, құмырсқа қышқылы және т.б. Оның кейбіреуі, мысалы фурфурол және құмырсқа қышқылы азықтық ашытқы өсіру процесін ингибирлейді. Міндетті түрде целлюлоза қайнату процесін жүргізерде өңдеу жасау үшін жарамды сапасы жоғары щелок алу үшін целлюлоза сапасы төмендемейтін режимді таңдау керек. Ескере кету керек, азықтық ашытқы алу үшін әртүрлі сульфитті щелок қолданылуы мүмкін, бірақ олардың әрқайсысы ашытқыны өсіруге беруден алдын өзіне қажет өңдеулерден өтеді.

Ағаш үгіндісін сульфитте қайнатқанда 1т кепкен құрғақ целлюлозадан 6,5-тен 8м³ дейін щелок пайда болады. Целлюлозадан щелокты бөліп алу оңай емес. Щелок қайнататын қазанда екі жағдайда болады: бос күйінде (талшықтың сыртында) және байланысқан түрінде. Бос (берік) щелок, оның құрамы жалпы көлемінің 50-60% құрайды, целлюлозадан оңай бөлінеді. Қалған щелок жасушаның қабырғасында болады және тек сумен диффузия әдісімен бөлінуі мүмкін. Талшықты массаны көп рет сумен жууда щелокпен араласу процесі жүреді. Сульфитті щелокты бөліп алуда зауытта жүргізілетін әдістерде қолданылғандардың ішінен ең тиімді сатысы болып саналды. Сондықтан осы әдіспен қазаннан қайнағаннан кейін берік щелокты бөліп алады және қайтымды щелокпен жуады. Содан соң қазаннан алған массаны алып арнайы ыдыста сүзеді, алдымен қайтымды щелокты береді содан соң ыстық су беріледі. Осы сызба нұсқа бойынша 90% кем емес щелокты бөліп алуға болады. Оны араластырғанда барлығы 15-18% болады.

Целлюлоза қайнағаннан кейін сульфитті щелокты ашытқы өсіруге арналған субстрат ретінде бірден қолдануға болмайды, себебі онда қышқылдылығы жоғары болғандықтан құрамында күкірт құрайтын қосылыс целлюлоза талшығы, олигосахаридтер болады.

Сульфитті щелокты дайындауға келесі технологиялық процестер кіреді:

1. олигосахаридтер инверсиясы;

2. целлюлоза талшығын бөлу;

3. ұшқыш қосылыстарды жою үшін бумен және сумен

үрлегенде десульфитация;

4. нейтрализациялау;

5. өлшенген бөлшектерден тазарту;

6. қоректік тұздармен байыту және түссіздендіру.

Сульфитті щелоктың инверсиясы қантты байланысқан формадан толығымен барынша босату үшін жүргізіледі, өйткені олигосахаридтер микрооргинизмдермен сіңіріліп қоймай және оның өсу процесін де тежейді. Инверсия процесіне әсер етуші негізгі фактор болып температура, қышқылдың конценртрациясы және процестің жүру ұзақтығы саналады. Инверсияны жүргізудің екі әдісі бар: жабық ыдыста 130-140⁰С температурада қысыммен жүреді және ашық ыдыста шамамен 100⁰С температурада жүреді қысыммен жүрген инверсия тиімді, демек жоғарғы температурада процестің жүру ұзақтығының аз уақытымен жүреді.

Целлюлоза талшығынан щелокты тазарту егер, оның құрамы 50 мг/л жоғары болса жүргізіледі. Целлюлоза талшығы ашытқыны өсіруге теріс әсер етеді және аппаратураның ішіндегі саңылауларын бекітіп қояды. Тазарту үшін әртүрлі фильтрлеуші қондырғылар қолданылады: ашық фильтрлеуші тор; ашық сүзгі (вибросүзгі), жабық барабанды сүзгі және т.б. Жабық барабанды фильтр щелоктың температурасын сақтай алмайды, ол ұшқыш затты жоюға арналған үрлеу бағанасына келіп түседі.

Щелоктан ұшқыш затты жою үшін алдымен бос SO₂ (дисульфатация) бұл маңызды операция, демек SO₂ ашытқының өсуін ингибирлейді және оның шығымын төмендетеді. SO₂ жою үшін ауамен 1-1,5 сағат 80⁰C температурада сульфитті щелокты үрлеуді жүргізеді.Төменгі температураны ұсынбайды, себебі төменгі температурада SO₂ суда еруі жоғарылайды. Щелокты үрлеудің эффективтісі болып тарелкалы немесе насадкалы бағанада бумен үрлеу саналады. 98-100⁰C температурада қыздырылған сульфитті щелок бағананың жоғарғы жағының бөлігіне келіп түседі және одан тарелкамен төмен қарай ағады. Бағананың төменгі бөлігіне өткір бу беріледі, ал щелокпен байланысып және ұшқыш заттармен қанығып бағана бойымен жоғары көтеріледі. Бу газ қоспасы бар жоғарғы тарелкадан дефлегматорға жібереді, SO₂ құрайтын және басқа ұшқыш заттарды құрайтын конденсат регенерацияға келіп түседі. Щелокты бағананың төменгі жағынан бөліп алып және насоспен салқындатуға және келесі өңдеулерге жібереді. Егер щелокта еріген сульфиттің біраз мөлшері болса, онда оттегімен ауа тотыққанда сульфатқа өтеді, күкірт құрайтын қосылыстың құрамын қажет деңгейге дейін төмендету үшін бумен үрлеу жеткіліксіз. Мұндай жағдайда сумен арнайы аппаратқа эрлифті немесе барабанды жүйе арқылы ауа беріледі, ол тотығуға ұшырайды.Еріген сульфатты толығымен тотықтыру үшін ерітіндінің рН мәні 3,5 жоғарыламауы керек, демек рН мәні 4-тен 5-ке дейін болғанда еріген сульфит тотықпайды.

Кейбір жағдайда сульфитті щелок дисульфитациядан және тотыққаннан кейін рН мәні 3,5-4,0 болады және микроорганизмдерді өсіруге болады. Қажет болған жайдайда әкті сүтпен немесе аммиакты сумен нейтрализдейді. Нейтрализация процесі нейтрализатор араластырғышта әк сүтін диспергирлеу үшін дискалы шашыратқышпен жүргізеді. Нейтрализденген қоспа тұндырғыш ыдысқа келіп түседі, ол жерде кальций сульфаты СаSO₄ және кальций сульфиті СаSO₃ кристалл келіп түседі және онда жетіледі.

Осы сатыдан кейін сульфитті щелокті әртүрлі әдіспен шламнан босатады: тұндыру, гидроциклонда немесе құрылысы әртүрлі фильтрде тазалау. Сульфитті щелокты сондай-ақ және гидролизат ашытқыны өсіруге берер алдын белгілі температураға дейін (32-35⁰C) салқындату керек, ол көп сатылы вакуум-салқындатқыш қондырғымен немесе құрылысы әртүрлі жылу алмастырғышпен іске асырылады.

Сульфитті щелокта және өсімдік шикізатының гидролизатында азықтық ашытқыны алу өндірісінің технологиясы

Өсімдік шикізатынан азықтық ашытқыны алу өндірісі Кеңес Одағы кезінде өткен ғасырдың ортасынан бастап жұмыс жасай бастады. Гидролизді ашытқы өндірісі екі негізгі бағытта дамиды: өсімдік шикізатының гидролизатын ашыту әдісімен этил спиртін алу одан әрмен қарай тізбектеле жалғасқан спирттің қалдығы бардадан азықтық ашытқыны алу үшін қолдану; этил спиртін өңдемей-ақ гидролизатта оны культивирлеумен азықтық ашытқыны алу. Қазіргі кезде жасанды этил спирті өндірісінің дамуына байланысты бірінші жағдайда гидролиз ашытқы өндірісі өзінің мәнін жоғалтты, ал екінші жағдайда өзекті болып тез өсе бастады.

Азықтық ашытқы алу өндірісінің процесі келесі сатылардан тұрады:

1. егіс материалын алу;

2. қоректік ортаны дайындау;

3. ферментация;

4. ашытқыны концентрлеу;

5. плазмолиз;

6. кептіру;

7. буып түю.

Егіс материалын алу

Азықтық ақуыз өндірісіне арналған зауыттың практикасында ашытқының әр түрлі штамдары қолданылады. Candida utilіs Candida arborea, Сandida tropicalis, Сandida scottii, Сandida guilliermondii және басқа түрлері қолданылады.

Ферментация

Флотирлеу

Жуу

Жуу

су

Ашытқыдан

Сепарирлеу

кейінгі

ашытпа

Плазмолиз

Булау

бу су

Кептіру

жылу

тасымалдағыш су

17 сурет - Сульфитті щелокта және өсімдік шикізатының гидролизатында азықтық ашытқы алу өндірісінің технологиялық сызба нұсқасы

Олар әр түрлі субстратта өсуге қабілеті бар және биомассаның жоғарғы шығымын бере алады. Қазіргі кезде көптеген зауыттарда өнімділігі жоғары азықтық ашытқы штамының Сandida scottii ( Кp-9, CD-10, ACT-1) және Сandida tropicalis (КД-14, Л-2, Гб-1) түрлері өндірілді. Азықтық ашытқы өндірісі залалсызданбаған процесс, сондықтан ашытқы өсіретін аппаратта монокультура еместер дамиды, культура ассоциациясы 5-8 түрлі түрге жатады. Ашытқының шығымын жоғарылату үшін және өндірістік жағдайда олардың өсуін тездету үшін бір-біріне пайдалы бірнеше культураның қоспасын қолданады. Араласқан культура субстрат құрамының ауытқуына және технологиялық режиміне, сондай-ақ бөгде микрофлораның пайда болуына төзімді болып келеді.

Ашытқы өсіретін аппаратқа егу процесі алдымен таза культурадан бастап жүреді. Таза культура – ашытқы болып табылады, онда бөгде микрофлора болмайды. Ашытқы өсіретін аппаратта өнім беретін ашытқы культурасын тұрақты ұстау үшін таза культураны береді. Таза культураны арнайы бөлімде дайындайды. Қондырғының талаптарына байланыста таза культураны дайындау бойынша периодты немесе үздіксіз жұмыс жасайды.

Таза культураны дайындау залалсызданған жағдайда ашытқыны көбейту, пробиркада өсіруден – бастап соңғы өндірістік ашытқы өсіретін аппаратқа дейін өсіру жауапты процесс болып саналады. Ашытқы культурасын өсірудің бірінші сатысы микробиологиялық лабораторияда жүргізіледі. Ашытқы культурасын өсіру үшін егуді пробиркада қисық агарланған ортада 35-36ºС температурада 48 сағат жүргізіледі. Содан соң көлемі  750 мл колбада арнайы дайындалған 100мл залалсызданған қоректік ортада 36-38ºС температура бөлме температурасында 16-18 сағат өсіріледі. Микроорганизм культурасын өсіруге арналған қоректік ортаның құрамы төменде көрсетілген %:

Глюкоза – 2

Автолизат – 2

KH₂PO₄ – 0,5

MgSO₄ – 0,05

К₂SO₄ – 0,05

Содан кейін ашытқыны сыйымдылығы 8-10л лабораториялық аппаратқа ауыстырады, онда ауа беруге арналған барбатер орнатылған болуы керек. Өсіру процесінде қоректік ортаны қосып отыру әдісінде 2л гидролизатты құрамында РЗ редуцирлеуші заттың 15% құрайтынды қосады. Лабораторияда өскен ашытқы зауыттың таза культурасы сақталатын бөлімшесіне жіберіледі.

Ашытқының таза культурасының өскен биомассасын ашытқы өсіретін аппаратқа егу үшін бірнеше саты іске асырылады. Көлемі үлкейген (дрожанка) үш немесе төрт аппараттан тұратын қондырғы.

Егілетін ашытқының бірінші сатысы сыйымдылығы 500л кіші дрожанкада жүргізіледі. Дрожанкаға (180 л) қайнаған су, (40 л) қоректік орта және лабораторияда өскен ашытқы мен қоректік орта жіберіледі. Өсіру процесі қарқынды аэрациялаумен 12-14 сағат бойы қоректік ортаны беріп отырумен жүреді. Аммиакты суды қоректік ортаның рН мәнін 4,0-5,5 аралықта ұстап тұру үшін беріп отырады. РЗ редуцирлеуші зат қоректік ортадағы құрамы 0,4-0,5% жоғары болмауы керек. Бір циклде құрамында 75% суды құрайтын ашытқы биомассасының 3,4- 4,5кг болады.

Егілген ашытқыны өсірудің екінші сатысы

Сыйымдығы 4,5-5,0 м^³ дрожанкада жүргізіледі. Дрожанкаға (1300 л) қайнаған ыстық су (200л), қоректік орта және барлық егілген ашытқы (300-310) қоректік ортасымен бірінші сатыдан беріледі. Өсіру ұзақтығы 10-11сағат, үлкен дрожанкадағы культуральды сұйықтық 2500л жиналады.

Үшінші сатысы сыйымдығы 12-15 м^³ кіші ашытқы өсіретін аппаратта жүргізіледі. Аппаратқа (1500л) қайнаған ыстық су, екінші сатыда өсірілген (2500л) егілген ашытқы қоректік ортасымен және (500л) жаңадан жасалған жас қоректік орта беріледі. Кіші ашытқы өсіретін аппаратта ашытқыны өсіру уақытысы (8-9сағ.),қоректік ортаны қосып отырғандағы ортада 90-120 кг ашытқы биомассасын құрайтын ортада 6000л жиналады. 1 литр ортада ылғалдығы 75% 15-20г ашытқы құрайды. Өндірістік ашытқы өсіретін аппаратта егіс ашытқысын таңдап алу үшін осы мөлшері жеткілікті.

Егілген ашытқыны өңделген қоректік ортамен бірге бөліп алу кіші ашытқы өсіретін аппараттан үздіксіз жұмыс жасаумен іске асырылады, демек аппараттан 1-1,5 м³ егістік ашытқы алынады,оған осындай мөлшерде жас жаңадан жасалған қоректік орта беріледі. Қоректік ортадағы РЗ редуцирлеуші заттың құрамы 1-1,2% жоғарыламауы керек.

Ашытқының таза культурасы бірінші өндірістік аппаратқа беру ұсынылады, ол толған соң, екіншісіне және тағы сол сияқты келесі тізбектеле жалғаса береді. Таза культура өсіретін аппарат ауа тарататын жүйемен және қоректік ортаны салқындататын, қыздырғыш жыланшамен, бу беруге арналған барбатермен жабдықталған. Ашытқыны өсіруге аппаратқа ауаны беру тазарту және залалсыздау жүйесінен кейін беріледі.

Қоректік ортаны дайындау

Өсімдік шикізатының гидролизатында және сульфитті шелокта ашытқыны өсіруде субстраттың тұрақты құрамы үлкен мәнге ие, негізінде микроорганизмдерді өсіруге осы шикізат көзін дайындау сапасына байланысты.

Көмірсуды құрайтын субстраттарда ашытқының қалыпты дамуын қамтамасыз ету үшін қоректік ортаға қосымша калий, азот, фосфор қосылуы керек. Азотты аммоний сульфаты немесе аммиакты су түрінде қосады, ол бір мезгілде ашытқы өсіретін апаратта рН мәнін реттеп отыру үшін де қажет, фосфор – суперфосфат түрінде қосылады, калий – калий хлориді түрінде қосылады. Кейбір ашытқы штаммдарының тіршілік етуіне оң әсер етуші биостимуляторлар әсер етеді. Көбінесе биостимуляторлар ретінде ашытқы автолизаты, меласса, солод өсіндісі қосылады.

Гидролизат құрамы

Ағаш гидролизатының құрамында органикалық және неорганикалық заттар болады.

Органикалық заттарды ұшқыш және ұшқыш емес деп бөлуге болады. Ұшқыш емес органикалық заттарға моно-және полисахаридтер, органикалық қышқылдар, лигногуминді заттар, шайыр, майлар жатады. Ұшқыш заттарға терпендер, метил спирті, фурфурол, құмырсқа және сірке қышқылы, моносахаридті ыдыратқанда түзілетіндер жатады. Гексоз ыдырағанда оксиметилфурфурол түзіледі, левулин және құмырсқа қышқылы, ал пентоз ыдырағанда фурфурол, құмырсқа қышқылы және т.б. пайда болады.

Төменде мысал ретінде әртүрлі өсімдік шикізатынан алынған гидролизаттың құрамы келтірілген,%:

Шырша Ақ қайың

ағашы ағашы

РЗ 3,16 2,88

Декстриндер 0,18 0,15

Фурфурол 0,04 0,08

Оксиметилфурфурол 0,06 0,09

Шырша Ақ қайың

ағашы ағашы

Формальдегид 0,008 0,006

Сірке қышқылы 0,25 0,40

Құмырсқа қышқылы 0,03 0,05

Ұшқыш емес қышқылы 0,15 0,24

Моносахаридтен гидролизат құрамына гексозалар, пентозалар және метилпентозалар кіреді. Гексозадан (глюкоза, галактоза, манноза) глюкоза асып түседі. Пентозаның ішінде ксилоза және арабиноза идентифицирленген. Метилпентозадан біраз мөлшерде рамноза және фруктоза қатысады.

Гидролизаттың неорганикалық заттары өсімдік шикізатының гидролизі кезінде және қышқыл қайнаған кезде ерітіндіге өткен қосылыстар ұсынылған. Өсімдіктің құрамында 0,2-ден 1,2%-ке дейін күлді заттар бар. Гидролиз кезінде олар тұз түрінде ( Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn және т.б.) ерітіндіге ауысады. Анионнан гидролизатта Po ^2-₄ SO²^-₄ , сондай-ақ кремний оксиді құрайды.

Азықтық ашытқыны өсіруге арналған қоректік ортаның сапасы тек қана қанттың құрамымен емес және басқа микроорганизмнің өсуіне арналған химиялық қосылыспен анықталады, бірақ және олардың тіршілік етуіне теріс әсер ететін зат.

Абсолютті құрғақ 1т ағаштан әртүрлі 500кг дейін заттар құрайды, ол ашытқыға арналған көміртегі қорегінің көзі болып, соның ішінде 430 кг қант, 40-50 кг сірке және құмырсқа қышқылы, 50кг левулин қышқылы атқарады. Бір мезгілде гидролизатта 40 кг дейін субстраттың биологиялық сапасын төмендететін ашытқыға арналған зиянды заттар қатысады. Зиянды қосылысқа фурфурол, оксиметилфурфурол, еритін полисахаридтер, натрий хлориді, шайырлы зат, бояғыш заттар, гуминді каллоидтар және лигнин тектес және кейбір басқа заттар жатады. Гидролизатқа фурфурол құрамының қажет етілген мөлшері 0,03-0,04% заттар, 0,15-0,20 % лигнинді зат, 0,1-0,2% оксиметилфурфурол болады.

Ашытқының тіршілік етуіне әсер ететін гидролизатта болатын лигногуминді заттар. Бұл заттар қарқынды аэрацияланғанда, ортаны коагуляциялайды, тұнады және ашытқы массасымен араласады. Ашытқының өсуіне теріс әсер етеді және механикалықты қосқанда: гипс кристалл, окалин және басқа да қатты қоспалар.

Сульфитті щелок құрамы. Сульфитті щелок ерітіндісінде оңай гидролизденетін гемицеллюлоза ағашы ыдырататын өнімдер және көмірсуды тотықтырғыш сульфирленген лигнин, сондай-ақ күкірт құрайтын қосылыс болады.

Сульфитті щелоктың құрамына моносахаридтер органикалық қышқыл, лигносульфонды қышқылдан тұратын моносахарид, азырақ мөлшерде олигосахаридтер кіреді. Сульфитті щелокта целлюлозаны қайнатқанда өсімдік шикізатынан ауысқан сонымен қатар, әр түрлі микроэлементтер болады. Концентрациясы аз болса да (10³-нен 10⁶ г/л дейін) олар микоорганизмді өсіргенде үлкен мәнге ие болады. Сульфитті щелоктың құрамы өсімдік шикізатына және қайнату жағдайына байланысты ауытқып отырады. Целлюлозаны қайнатқанда шырша ағашынан (ағаш массасынан 50% дейін) қалыпты шығыммен алынған щелоктың құрамы төменде келтірілген, грамнан 100мл:

РВ 2,7-3,2 Метилгликоль 0,03-0,04

Құрғақ қалдық 9,0-13 Ұшқыш органикалық қышқыл 0,3-0,4

Күлділігі , % 10-20 Альдон қышқылы 0,6-0,4

Фурфурол 0,02-0,03 Метил спиртті қосылыстар 0,05-0,07

Целлюлозаны қайнатқанда алынған сульфитті щелокте зиянды қосылыстар күкірт ангидриді SO₂, фурфурол, сахарогидросульфитті қосылыстар, метил спирті, кейбір органикалық қосылыстар, лигносульфон қышқылының тұздары және т.б. саналады. Сульфитті щелокте күкірт ангидрид SO₂ құрамы 0,04% жоғары болмауы керек.

Ферментация процесі

Азықтық ашытқыны өнеркәсіптік жағдайда арнайы ашытқы өсіретін аппаратта өсіреді. Қазіргі кезде ашытқы өсіретін аппарат ферментер деп аталады, себебі онда ферментация процесі жүреді. Ашытқының үлкен шығымын алу үшін және қантты толығымен қолдану үшін батареяға қосылған аппараттардың әр түрлі әдісі қолданылады: біреулік батарея екеулік батарея параллельді тізбектелген ағыммен (19 сурет).

Технологиялық сызба нұсқасы бойынша біреулік батарея көптеген зауыттарда және көптеген елдерде қолданылады.Мұнда бір аппаратта ортаның қоректік затын толығымен қолдану жүреді, онда ашытқы алудың толық циклі іске асырылады.