Исследование процесса биологической конверсии вторичных продуктов переработки семян подсолнечника

Важным элементом оптимизационной модели также является функционал задачи, в качестве которого, например, могут выступать интегральные затраты на строительство и эксплуатацию систем энергообеспечения проектируемого жилого комплекса (или чистый дисконтированный доход (интегральный эффект) от реализации проекта). В такой постановке при формировании функционала учитываются: (1) капитальные затраты, связанные с приобретением и монтажом энергоустановок, строительством и оснащением основных и вспомогательных зданий, благоустройством территории; (2) условно-постоянные затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, содержание и эксплуатацию основных и вспомогательных зданий, благоустройство территории; (3) условно-постоянные затраты на приобретение топлива; (4) экологические платежи за загрязнение окружающей среды в процессе эксплуатации генерирующих мощностей. Критерием достижения оптимума будет служить минимум данного показателя.

Таким образом, в формализованном виде постановка задачи оптимального выбора новых генерирующих мощностей может быть представлена следующим образом:_

Найти: Хопт, Хопт, Xопт е Qдоп'реш', такие что F

V X, X,Xе((допреш

Сформулированная подобным образом задача при наличии наполненной конкретной информацией модели может быть решена с применением специализированных программных продуктов, ориентированных на решение задач частично-целочисленного линейного программирования большой размерности, одним из которых является программный комплекс Xpress-MP британской фирмы Dash Optimization.

Таким образом, разработанный метод может служить универсальным инструментом для решения сложных инвестиционных задач по созданию автономных систем энергоснабжения жилых комплексов в разных регионах страны, который в короткий срок и с минимальными затратами ресурсов при одновременном учете множества различных факторов позволяет получать необходимые результаты.

УДК 579.64 Баурин Д.В.

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА БИОЛОГИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА

В настоящее время актуальной является проблема повышения кормовой ценности продуктов переработки растительного сырья. На кафедре биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева проводятся исследования по разработке технологии биоконверсии растительного сырья и отходов его переработки в продукты кормового назначения. Показана возможность

использования Bacillus cereus для биодеградации компонентов депротеинизированного подсолнечного шрота, изучен процесс биоконверсии трудногидролизуемой составляющей.

The problem of fodder value increase of vegetative raw materials processing wastes is actual today. In the department of biotechnology of MUCTR the technology of bioconversion of vegetative raw materials and the wastes of their processing into fodder products is worked out. The ability of Bacillus cereus for biodegradation of deprotinised sunflower meal components was shown. The biodegradation of cellulose and protein components was shown.

Ежегодно в мире получают огромные количества отходов при переработке растительного сырья. Значительная часть этих вторичных ресурсов расходуется не целесообразно или потенциал сырья используется не полностью. Одним из таких ценных вторичных продуктов явдяется шрот подсолнечника. Современные технологии переработки семян подсолнечника предполагают полное извлечение масла органическими растворителями. При экстракции подсолнечного масла получают ежегодно более 9 млн тонн шрота. Состав шрота может варьировать. Ключевыми показателями является содержание клетчатки в пределах от 13 до 22%, сырого протеина от 26% до 43%.

Шрот представляет собой ценный продукт с высоким содержанием сырого протеина, что делает целесообразным его использование в кормах скота и птицы, как источника белка, однако, он недооценен как источник получения белка пищевого назначения. Белок подсолнечника уступает по своему аминокислотному составу соевому, но может быть использован как его альтернатива для замены ценного животного белка в мясоперерабатывающей промышленности и производстве белковых смесей и текстуратов. На кафедре биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева проводятся исследования по разработке технологии биоконверсии растительного сырья и отходов его переработки в продукты кормового назначения. Значительный объём исследований посвящен выделению белка подсолнечника для пищевых целей.

В ранее проведенных исследованиях рассмотрено выделение белка подсолнечника щелочной экстракцией. Такой способ обработки позволяет извлечь до 70% белка шрота. Депротеинизированный шрот содержит от 12,5 до 19% сырого протеина и от 39 до 45% сырой клетчатки и практически не пригоден для использования в кормах. Для увеличения кормовой ценности шрота необходимым является снижение содержания клетчатки, увеличение содержания белка для этого его подвергали микробиологической переработке.

Для предобработки нами был предложен Bacillus cereus БП-46. Представители рода Bacillus отличаются высоким и разнообразным спектром биологической активности. Часто обладая явным антагонизмом к патогенным микроорганизмам, они продуцируют целый ряд ферментов, лизирую-щих целлюлозу, крахмал, пектины, жиры, белки, производят различные аминокислоты и антибиотики. Бактерии рода Bacillus могут использоваться в производстве пробиотических кормовых добавок [1].

Целью данной работы являлось изучение процесса биоконверсии компонентов депротеинизированного шрота микроорганизмами р. Bacillus.

Материалы и методы

Основным объектом исследования являлся штамм бактериальный штамм Bacillus cereus БП-46, выделенный Ушаковой Н.А. из слепой кишки

большой полёвки (Институт проблем экологии и эволюции животных им. А.Н. Северцова РАН).

В качестве субстрата при глубинном гетерофазном культивировании использовали депротеинизированный подсолнечный шрот, размер частиц не более 0,8мм.

Твердофазное культивирование Bacillus cereus БП-46 проводили в колбах Эрленмейера объёмом 50мл при 70-75%ном заполнении в течение 48 часов при ЗО0С в микроаэрофильных условиях.

В качестве основного критерия оценки процесса культивирования использовалось потребление компонентов субстрата. Состав полученной биомассы анализировали по содержанию сырого протеина в соответствии с ГОСТ 28178-89, сырой клетчатки ГОСТ 1З496.2-91.

Результаты и обсуждение

В работе использовался депротеинизированный шрот полученный в результате щелочной экстракции белка. Содержание сырого протеина 17,5% и 44,1% сырой клетчатки. Влажность не более 5%. Выбор культутры обу-славлен её использованием в качестве пробиотика КРС и высокой целлюло-литической активностью.

Культивирование Bacillus cereus проводили в колбах Эрленмеера объёмом 50мл, заполненных субстратом на 70%.

На первом этапе исследований нами было поверхностное культивирование Bacillus cereus на подсолнечном шроте. Подобраны условия стерилизации и предобработки шрота. Определены общие закономерности роста культуры и выбран минеральный состав среды. Показано, что культура активно потребляет компоненты шрота и значительно изменяет состав сырья.

Табл. 1. Физико-химические параметры продукта, полученного при твердофазной

ферментации Bacillus cereus БП-46 на подсолнечном шроте

Показатель Исходный подсолнечный шрот Продукт после твердофазной ферментации

Сырой протеин, % а.с.в. 37,5±0,5 39,0±0,5

Сырая клетчатка, % а.с.в. 19,0±0,25 13±0,25

Спустя 48 часов твердофазной ферментации при высеве образцов на агаризованные среды и количественном учете методом Коха выросших колоний, было показано, что в полученной массе плотность популяции бациллы возросла с 0,5x106 до 7,4x109 КОЕ/г.

Результаты, представленные в таблице 1, свидетельствуют, что в полученном продукте содержание белка повысилось на 1,5%, содержание клетчатки снизилось на 6,0%. Полученные результаты показали, что культура Bacillus cereus БП-46 может быть предложена для биоконверсии продуктов переработки подсолнечника.

Табл. 2. Физико-химические параметры продукта, полученного при твердофазной ферментации Bacillus cereus БП-46 на депротеинизированном подсолнечном шроте

Показатель Исходный подсолнечный шрот Продукт после твердофазной ферментации

Сырой протеин, % а.с.в. 17,5±0,5 23,0±0,5

Сырая клетчатка, % а.с.в. 44,1±0,25 33,4±0,25

Количественный анализ методом Коха показал изменение с 0,5х106 до 4,9х109 КОЕ/г через 2 суток. Результаты, представленные в таблице 2, свидетельствуют о значительном изменении состава сырья: накопление сырого протеина 5,5% и снижение содержания сырой клетчатки более чем на 10%.

Переработка вторичных продуктов производства масла подсолнечника, включающая стадию экстракции белка для дальнейшего производства изолятов и текстуратов пищевого назначения и биоконверсия получаемых отходов в пробиотическиую кормовую добавку может быть положена в основу комплексной переработки семян подсолнечника.

Библиографические ссылки 1. Касаткина, А.Н. Разработка биотехнологических способов биодеградации дробины как основы для получения белково-углеводной кормовой добавки / А.Н. Касаткина, Н.Б. Градова // Сб. мат. Всероссийской научно-технической конференции «Наука-производство-технологии-экология». -Киров: Изд-во ВятГУ, 2006. - С. 179-180.

УДК 624.131.412: 546.817 А.О. Боронова, С.В. Азопков

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ДОБАВОК НА СОРБЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ПОКРОВНОГО СУГЛИНКА В ОТНОШЕНИИ ИОНОВ СВИНЦА

Исследовано влияние неорганических добавок на сорбционную способность природного грунта. Изучено строение модифицированных грунтов. Показано, что внесение алю-мокремниевого коагулянта-флокулянта (сухого) и извести увеличивает сорбционную емкость исходного грунта практически в два раза.

The effect of inorganic additives on the sorption ability of natural soil was investigated. The structure of the modified soil is studied. It is shown that the addition of aluminum silicate coagu-lant-flocculants (dry) and lime almost doubles the sorption ability of initial soil.

Загрязнение территорий, выражающееся в виде увеличения объемов твердых отходов и жидких стоков, обусловливает необходимость складирования большого количества загрязняющих и отравляющих веществ на различных полигонах захоронения и хранения отходов.

Защищённость подземных вод от загрязнения в результате инфильтрации жидкой фазы токсичных отходов из хранилищ, а также при фильтрации атмосферных осадков через отвалы, содержащие токсичные вещества, определяется экранирующей способностью защитных экранов и грунтовой толщи, перекрывающей водоносный горизонт.

Анализ литературных данных показал возможность трансформации грунтов с точки зрения их сорбционной способности, например, добавлением силикатных гелей, негашеной извести, глинистого вещества, карбидной смолы и т.д. для иммобилизации ионов тяжелых металлов. Однако вопрос