2. Технология кормовой белково-витаминной добавки

Зерновая послеспиртовая барда содержит 6–8% сухих веществ, в том числе 26–28% сырого протеина (мертвые клетки продуцентов этанола), 6,0–7,5% жира, 12,8–13,4% клетчатки, 7,6–7,8% минеральных веществ, а также органические кислоты, витамины, спирты и др.

В качестве продуцентов белка на зерновой послеспиртовой барде используют дрожжи родов Candida, Crypticoccus, Rhodotorula, Trichosporon. Наиболее пригоден штамм Trichosporon cutaneum BKR Y-495, который характеризуется способностью к гидролитическому расщеплению углеводных компонентов зерновой барды и высокой степенью их ассимиляции. Этот штамм устойчив при непрерывном культивировании без соблюдения условий асептики, продуктивность его по биомассе достигает 2,2 г/(дм³∙ч).

Накопление посевного материала Trichosporon cutaneum производят в лабораторном ферментаторе и в дрожжерастильных аппаратах отделения чистой культуры (малая дрожжанка, инокулятор) с применением разбавленной в 2 раза водой и обогащенной питательными солями зерновой барды. Дрожжи выращивают при температуре 33–35С.

Технология производства кормовой белково-витаминной добавки на зерновой послеспиртовой барде предусматривает выращивание дрожжей на натуральной барде (рис. 51) или после предварительного отделения дробины (частиц оболочек зерна).

Рис. 51. Технологическая схема производства белково-витаминной добавки на натуральной зерновой послеспиртовой барде:

1 – приемник-стеризизатор барды; 2 – поверхностный конденсатор; 3 – теплообменник; 4 – сборник питательной среды; 5 – мерник раствора солей; 6 – трубчатый смеситель; 7 – ферментатор; 8 – деэмульгатор; 9 – дегазатр; 10 – вибросито; 11 – сборник дрожжевой суспензии; 12 – сепаратор; 13 – сборник отработанной культуральной жидкости; 14 – плазмолизатор; 15 – фильтр сетчатый; 16 – сушилка распылительная; 17 – основная группа циклонов; 18 – продуктовый циклон; 19 – вентилятор; 20 – бункер белково-витаминной добавки

Горячая зерновая барда поступает из брагоректификационного отделения с температурой 95–98С в приемник-стерилизатор 1, в котором выдерживается в течение 30–40 мин для более полного уничтожения микробиоты. Приемник оборудован перемешивающим устройством, предотвращающим осаждение мертвых дрожжей-продуцентов этанола и взвешенных веществ барды.

После выдержки горячая зерновая барда охлаждается в кожухотрубчатом теплообменнике 2 до температуры 60–65С и поступает в сборник-смеситель 4, в котором смешивается с раствором питательных солей. Для обеспечения роста продуцента белка зерновая барда обогащается азотом (1,5 г/дм³ NH₄H₂PO₄) и калием (0,3 г/дм³ KCl).

В сборнике-смесителе барда при необходимости разбавляется водой. Разбавление зерновой барды повышает удельную скорость роста культуры, уменьшает пенообразование, однако одновременно увеличивает объем жидкостного потока подлежащей концентрированию дрожжевой суспензии.

Выращивание дрожжей осуществляется при рН питательной среды 4,0–4,4. Корректировка величины рН среды серной кислотой производится в дрожжерастильном аппарате путем подачи кислоты в трубчатый смеситель 8.

Доохлаждение питательной среды до температуры ферментации (33–35С) производится в кожухотрубчатом теплообменнике 7.

Дрожжи выращивают в ферментаторе эрлифтного типа 9 с децентрализованной системой воздухораспределения. Расход воздуха составляет 50–60 м³/(м³∙ч). В процессе культивирования дрожжей на зерновой барде рН среды повышается за счет потребления органических кислот. Требуемую величину рН поддерживают серной кислотой. Продуктивность культуры Trichosporon cutaneum BKR Y-495 по биомассе на зерновой барде составляет 1,8–2,0 г/(дм³∙ч). Концентрация абсолютно сухой биомассы в дрожжевой суспензии 8–12 г/дм³.

Значительное количество поверхностно-активных веществ (белков, аминокислот) придает суспензии способность к интенсивному пенообразованию, поэтому она поступает в деэмульгатор 10, в котором осуществляется отделение и гашение пены с использованием механического и химического пеногасителей.

Наличие в барде твердых включений в виде дробины затрудняет сепарационное концентрирование дрожжевой суспензии. Дробина отделяется на вибросите с отверстиями размером 0,22–0,25 мм. Освобождение барды от дробины до осуществления стадии выращивания дрожжей менее целесообразно по причине значительных потерь субстрата с отделяемой фракцией. Сход с вибросита (дробина) смешивается с дрожжевым концентратом, поступающим на термолиз. Выход фильтрата составляет 75–85% от дрожжевой суспензии.

Дрожжевую суспензию концентрируют сепарацией в две ступени. При этом сепараторы второй ступени работают по методу круговой сепарации со сгущением суспензии до 300–400 г/дм³ по биомассе 75%-ной влажности. Термолиз дрожжевого концентрата производят в течение 45 мин при 80–85С в плазмолизаторе 18, обогреваемом глухим паром. Сушку термолизованного дрожжевого концентрата в смеси с дробиной осуществляют в распылительной сушилке с дисковым распылителем 19. Следует отметить, что присутствие дробины может способствовать накоплению отложений на внутренних поверхностях сушилки.

Для обеспечения охраны окружающей среды технологической схемой предусматривается оснащение приемника-стерилизатора барды и сборника-плазмолизатора обратными холодильниками. Газовые выбросы из ферментаторов, от сепараторов и сборников дрожжевой суспензии, а также отработанный теплоноситель из сушилки очищают в установках «мокрой» очистки газов.

Жидкий отход производства белково-витаминной добавки – отработанная культуральная жидкость со станции сепарации – частично может быть использован для приготовления питательной среды в основном производстве или направляется для очистки на локальные очистные сооружения предприятия.