9.2.4. Производство дрожжей на гидролизате

Производство кормовых дрожжей на гидролизате растительного сырья включает следующие стадии:

– ферментацию;

– концентрирование дрожжевой суспензии;

– сушку дрожжевого концентрата.

Ферментация. Осуществляется непрерывным способом в условиях аэрации без соблюдения асептики. В ферментаторах развиваются ассоциации микроорганизмов, в которых в качестве основных культур и примесей могут быть дрожжи родов Candida, Trichosporon, Torulopsis: C. scottii, C. tropicalis, C. utilis, C. mesenterica, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. melinii; Tr. cutaneum, Tr. pullulans; T. candida, T. holmii и др. На большинстве заводов основу ассоциаций составляют дрожжи Candida scottii.

В качестве инфекции может присутствовать бактериальная микробиота, плесневые грибы. Для борьбы с инфекцией применяют подсев чистой культуры, регулирование параметров культивирования, отклонение их от оптимальных для большинства микроорганизмов. Так, значение рН поддерживается на уровне 4,2–4,4, температура культивирования 36–38С. Концентрация биомассы дрожжей в культуральной жидкости составляет 30 г/дм³.

Концентрирование дрожжевой суспензии. В производстве применяются сочетания различных методов концентрирования дрожжевой суспензии:

– флотация → сепарация → вакуум-упаривание → сушка;

– флотация → сепарация → сушка;

– сепарация → вакуум-упаривание → сушка.

После флотации получается суспензия с концентрацией дрожжей 120–150 г/дм³, после сепарации первой ступени – 300–400 г/дм³, второй ступени – 500–600 г/дм³.

Отработанная культуральная жидкость после флотации и двух ступеней сепарации имеет значение ХПК 4–10 г О₂/дм³. В ней содержатся органические кислоты, моно- и олигосахариды, лигногуминовые и фенольные соединения, терпены, продукты метаболизма дрожжей. Содержание биологически окисляемых компонентов оценивается величиной БПК₅, которая составляет 1,5–3,0 г О₂/дм³. Это свидетельствует о целесообразности проведения второй ступени ферментации (так называемое биоокисление отработанной культуральной жидкости). В составе ассоциации микроорганизмов на этой ступени преобладают дрожжи рода Trichosporon, активно потребляющие органические кислоты.

Вакуум-упаривание осуществляют до содержания сухих веществ 20–25%.

Сушка. Сушат конечный продукт до влажности не более 10%.

Выход дрожжей составляет 50–55% от содержания РВ, или 180–210 кг из 1 т абсолютно сухого сырья. Кормовые дрожжи получают в виде порошка или в гранулированном виде, по показателям качества их делят на 4 группы. Массовая доля белка по Барнштейну (%) должна быть не менее 44, 41, 36 и 32 для I, II, III и IV групп соответственно. Такие дрожжи имеют весь комплекс незаменимых аминокислот, используются в качестве белковой добавки с высоким содержанием витаминов группы В при производстве комбикормов и кормосмесей для сельскохозяйственных животных, птицы, рыбы, пушных зверей.

9.2.5. Производство этанола на гидролизате

Основные отличия в получении и подготовке гидролизата для производства этанола:

– используют древесину хвойных пород;

– можно проводить гидролиз при более низком гидромодуле;

– можно не проводить аэрацию гидролизата;

– гидролизат не требует разбавления.

В спиртовом производстве применяют спиртообразующие дрожжи родов Saccharomyces и Schisosaccharomyces: Sacch. vini, Sacch. paradoxus, Sacch. cerevisiae, Sacch. casei; Schisosacch. pombe. Процесс ведут непрерывно, без соблюдения условий асептики. В качестве инфекции могут развиваться молочно-, уксусно- и маслянокислые бактерии, дрожжи и грибы, для борьбы с которыми проводят дезинфекцию оборудования, подкисление бродящей среды до рН 3,5–3,7. Перспективными продуцентами этанола считают Pichia stipitis, которые сбраживают ксилозу и могут использоваться для получения этанола на гидролизатах растительных отходов сельскохозяйственного сырья, бактериальные культуры Zymomonas mobilis и Clostridium saccharolyticum.

Спиртовая бражка содержит 1,0–1,5% этанола. Ректификацией получают технический ректификованный спирт высшего, 1 и 2 сорта, с объемной концентрацией этанола не менее 96,2 (для высшего) и 96,0% об. (для 1 и 2 сортов). Выход спирта составляет около 50 л со 100 кг редуцирующих веществ, или 175 л из 1 т абсолютно сухого сырья.