Способы выращивания кормовых дрожжей

Технологические схемы производства кормовых дрожжей различны, в зависимости от сырьевых источников, культуры дрожжей, принятой для культивирования, особенностей режимов и устройства оборудования.

Можно разделить такие методы ферментации, как глубинный и поверхностный. В большей степени распространен глубинный метод (рис. 1), хотя и поверхностный имеет место быть в некоторых видах биотехнологической промышленности.

Дрожжи выращивают на мелассе тремя способами: одностадийным, двухстадийным и с рециркуляцией (возвратом) оттоков от сепарации.

Одностадийное выращивание, продуцентом являются дрожжи рода Candida. По одностадийному способу, питательная среда используется в дрожжерастительном процессе однократно. Сепарированная от биомассы культуральная жидкость (дрожжевая бражка) является отходом производства. При одностадийном способе используются только легкоусвояемые вещества барды (сахара, аминокислоты, карбоновые кислоты), а трудноусвояемые вещества (пирролидоновая кислота, пептиды, липиды) ассимилируются дрожжами частично или остаются неиспользованными. При одностадийном способе выращивания не достигается ожидаемого выхода дрожжей — недостаток этого способа.

Двухстадийное выращивание. По этому способу дрожжи выращивают на питательной среде дважды. Образовавшуюся в первой стадии биомассу выделяют на сепараторах и на оттоке повторно выращивают дрожжи другой культуры, чем и достигается более полное использование углеродсодержащих веществ барды и увеличение выхода биомассы.
По этому способу в первой стадии выращивают дрожжи Candida utilis (штамм Л-35) и Torulopsis pinus (штамм Л-52), а во второй стадии Trichosporon cutaneum (штамм Л-52), глубоко использующий трудно усваиваемые вещества, оставшиеся после первой стадии.
Отделенную от культуральной среды биомассу присоединяют к биомассе от первой стадии, совместно концентрируют и после термолиза высушивают. Оптимальную температуру во второй стадии выращивания регулируют добавлением 5-10 % свежей горячей барды, либо подогревают оттоки путем промывания дрожжей водой температурой 40-50 °C.

Режим выращивания в первой стадии.

Питательная среда:

■ концентрация CB 6,8-7,2 %;

■ pH 4,0-4 2;

■ расход воздуха на аэрацию 55-60 м/ч;

■ продолжительность пребывания в аппарате 7 ч,

■ температура среды 33-35 °C (регулируют наружным орошением дрожжерастительного аппарата) [9].

Режим выращивания во второй стадии. Во второй стадии дрожжи выращивают на оттоке, то есть на отделенной от биомассы культуральной жидкости от первой стадии.

Питательная среда:

■ концентрация 5-2-5,5 %;

■ pH 4,0-4,5;

■ температура 32-33 °С;

■ продолжительность пребывания среды в аппарате 6,5-7 ч.

Для поддержания оптимальной температуры выращивания и повышения активности дрожжей в дрожжерастильный аппарат добавляют 5-10 % послеспиртовой барды и фосфорное питание. Температуру среды регулируют подачей теплых оттоков (35-40 °С), получаемых промывкой дрожжевой суспензии теплой водой (40-50 °С).

Выращивание с рециркуляцией оттоков. Для такого выращивания пригодны дрожжи родов Saccharomyces и Trichosporon. По этому способу сепарированную культуральную жидкость (отток) подкисляют соляной кислотой до pH 1,8-2,2 (или серной кислотой до pH 3,3-3,5), выдерживают 1,5-2,0 для подавления инфекции и подают в количестве 70-80 % от исходной барды в дрожжерастильные аппараты на повторное выращивание. Концентрация питательных веществ среды, поступающей в аппарат, на столько же процентов снижается. Соответственно уменьшается и численность дрожжевых клеток в единице объема среды и ослабляется лимитирующее влияние кислорода на их размножение, а также уменьшается продолжительность пребывания среды в аппарате. Уменьшение концентрации питательных веществ в культуральной среде оттоками, возвращаемыми в аппарат, ускоряет размножение дрожжей, что весьма существенно. По этому способу можно перерабатывать неразбавленную барду (8-9 % и даже 10-12 % СВ), прибавляя к ней оттоки в таком количестве, чтобы содержимое усваиваемых дрожжами веществ в питательной среде не превышало 2,5 %, т.е соответствовало бы разрешающей способности применяемых дрожжерастильных аппаратов. Выращивание дрожжей на концентрированной среде помимо увеличения производительности позволяет повысить содержание CB в последрожжевой бражке и тем самым снизить расход пара на ее упаривание. При разбавлении исходной барды оттоками, уменьшается концентрация ингибирующих веществ, что также положительно сказывается на процессе выращивания дрожжей. Еще одно преимущество этого способа - уменьшение количества сточных вод, так как не используется вода при разбавлении барды.

 

Рис. 1 Принципиальная технологическая схема получения кормовой биомассы

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Производство жидких кормовых дрожжей, как источника кормового белка, на основе переработки коричневого сока из растений и гидролизата зерноотходов культурой Candida scottii.