СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВО-ВИТАМИННОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
METHOD FOR PRODUCTION OF PROTEIN-AND-VITAMIN ADDITIVE FOR FARMING ENTERPRISES

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения кормовых добавок, которые могут использоваться для производства кормов в фермерских хозяйствах.
Известен способ получения биомассы из отходов зернопроизводства, предусматривающий измельчение исходного сырья, добавление воды, ферментолиз и выращивание дрожжей в условиях аэрации на питательной среде с последующим выделением целевого продукта, при этом после разбавления измельченного сырья водой полученный субстрат нагревают со скоростью 1,5°С/мин до температуры 65-68°С в присутствии гипохлорита щелочного или щелочно-земельного металла в количестве 0,2-0,8% к СВ и сульфата аммония в количестве 0,1% к СВ, затем выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение часа, а ферментолиз проводят амилосубтилином, взятым в количестве 0,5-0,6% к СВ, при температуре 50°С в течение 1,5-2,5 ч (патент РФ №2091492, С12Р 21/00, C12N 1/16, C12N 1/22, А23K 1/00, опубл. 27.09.1997 г.).
Известен способ получения кормовой белково-витаминной добавки, предусматривающий измельчение исходного сырья, добавление воды, тепловую обработку полученного субстрата, ферментационное выращивание дрожжей в условиях аэрации на питательной среде с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что получают суспензию с концентрацией сухих веществ не менее 6% и в течение более 24 ч со времени приготовления консервируют гипохлоритом (натрия, калия, кальция) в виде 5% водных растворов в дозировке 0,005-0,01% к объему суспензии (по активному хлору) (патент РФ №2290831, А23K 1/00, А23K 1/16, опубл. 10.01.2007 г. - прототип).
Недостатками известных способов являются неэффективность способа тепловой обработки суспензии дрожжей после их выращивания (операция плазмолиза). В соответствии с известными способами плазмолиз проводят в специальном аппарате большого объема, не меньшего, чем объем ферментера, в течение 1-1,5 часов, в течение которых возможно оседания микроорганизмов в зонах гидравлических «теней».
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в сокращении времени контакта пара и суспензии микроорганизмов с гарантированной дезактивацией микроорганизмов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения кормовой белково-витаминной добавки, заключающемся в том, что измельчают исходное сырье, добавляют воду, осуществляют тепловую обработку полученного субстрата, проводят ферментационное выращивание дрожжей в условиях аэрации на питательной среде, полученную дрожжевую суспензию подвергают плазмолизу с последующим выделением целевого продукта, согласно предложенному изобретению плазмолиз полученной дрожжевой суспензии проводят в вихревом массообменном аппарате, полученную дрожжевую суспензию подают по стенке перфорированного цилиндрического корпуса вихревого массообменного аппарата в режиме нисходящего потока в виде закрученной пленки жидкости толщиной 5-6 мм со скоростью 0,8-1,0 м/с с одновременной обработкой ее тангенциально направленным потоком пара с температурой от 112°С до 125°С.
Кроме того, плазмолиз полученной дрожжевой суспензии проводят в вихревом массообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус с лепестковыми отверстиями, устройство для ввода пара в виде коллектора, охватывающее корпус с наружной стороны, кольцевой камерой, охватывающей цилиндрический корпус в верхней части и соединенной с патрубком ввода дрожжевой суспензии, распределительным диском с тангенциальными пазами, на цилиндрическом корпусе напротив пазов выполнены окна, число которых соответствует числу пазов в распределительном диске, который для регулирования скорости суспензии снабжен установленным внутри цилиндрического корпуса регулирующим стаканом с отверстиями.
Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, состоит в сокращении времени контакта пара и суспензии микроорганизмов с 1-1,5 часов до долей секунд, при этом процесс плазмолиза осуществляется в полном объеме. При такой короткой экспозиции тепловой обработки полностью сохраняются витамины и другие биологически активные вещества, одновременно сокращается технологический цикл производства.
Изобретение поясняется рисунками, где
на фиг.1 представлен пример конструктивного выполнения вихревого массообменного аппарата, который используется при реализации заявляемого способа;
на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.
Рисунки содержат следующие позиции:
1 - цилиндрический корпус;
2 - отверстия;
3 - устройство для ввода газа;
4 - патрубок для ввода газа;
5, 6 - патрубки для вывода фаз;
7 - кольцевая камера;
8 - патрубок кольцевой камеры 7 для ввода жидкости;
9 - распределительный диск;
10 - регулировочный стакан, выполненный с возможностью вращения;
11 - тангенциальные пазы;
12 - кольцо;
13 - окна, выполненные в регулировочном стакане;
14 - окна, выполненные в верхней части цилиндрического корпуса.
Способ получения белково-витаминной добавки осуществляют следующим образом.
Исходное сырье, например отходы зернопроизводства, например отруби пшеницы, ржи, некондиционное зерновое сырье, измельчают, добавляют воду и проводят тепловую обработку полученного субстрата.
В результате тепловой обработки происходит осахаривание сырья под действием собственных ферментов.
Далее осуществляют ферментационное выращивание дрожжей в условиях аэрации на питательной среде в течение заданного времени при постоянной температуре.
В качестве дрожжей используют дрожжи рода Candida.
После окончания процесса ферментационного выращивания дрожжевую суспензию подвергают операции плазмолиза, т.е. тепловой обработке под действием пара.
Плазмолиз (дезактивация) микроорганизмов осуществляется в вихревом массообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус с лепестковыми отверстиями, устройство для ввода пара в виде коллектора, охватывающее корпус с наружной стороны, кольцевой камерой, охватывающей цилиндрический корпус в верхней части и соединенной с патрубком ввода дрожжевой суспензии, распределительным диском с тангенциальными пазами, на цилиндрическом корпусе напротив пазов выполнены окна, число которых соответствует числу пазов в распределительном диске, который для регулирования скорости суспензии снабжен установленным внутри цилиндрического корпуса регулирующим стаканом с отверстиями.
Подобные конструкции устройств массообменного аппарата описаны в авторских свидетельствах №1068152 «Массообменный аппарат» (МПК В01D 53/18, опубл. 23.01.1984 г.), №1560276 «Абсорбер» (МПК В01D 53/18, опубл. 30.04.90 г.), №1797968 «Массообменный аппарат» (МПК В01D 53/18, опубл. 28.02.93 г.).
Закрученную пленку жидкости (дрожжевой суспензии) толщиной 5-6 мм нисходящим потоком со скоростью в диапазоне 0,8-1,0 м/с подают по цилиндрической поверхности с отверстиями (лепестковыми просечками) и одновременно обрабатывают тангенциально направленным потоком пара с температурой от 112°С до 125°С, который, пронизывая поток жидкости, поддерживает вращательное движение жидкости, и ее, что препятствует оседанию микроорганизмов на стенках аппарата. Таким образом, контакт пара и жидкости происходит в условиях перекрестно-противоточного движения фаз и характеризуется как барботаж на вертикальной стенке при направленном вводе в жидкость. Проточная часть аппарата омывается жидкостью при высоких скоростях, препятствующих отложению твердой фазы на стенках. При этом время контакта пара и суспензии микроорганизмов измеряется долями секунды, а процесс плазмолиза осуществляется в полном объеме.
По завершении тепловой обработки (операции плазмолиза) получают суспензию с концентрацией сухих веществ не менее 6%. Полученная суспензия является готовым продуктом.
Ее применяют в качестве белково-витаминной добавки для кормовых смесей.