Разработка технологии безотходного производства этилового спирта и кормовых белковых продуктов на гидролизных заводах

• Автор: Сушкова, Валентина Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 418 с. : ил. + Прил. (262 с.: ил.)

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Микроорганизмы, используемые в ферментационных процессах

2.2. Стандартные методы анализа

2.3. Нестандартные методы анализа

2.4. Методы исследований

Экспериментальная часть

3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ГИДРОЛИЗНЫХ СУБСТРАТОВ

ДЛЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ

3.1. Интенсификация перколяционного гидролиза древесного сырья

3.1.1. Реконструкция гидролизаппарата периодического действия

3.1.1.1. Реконструкция центральноподающей трубы
3.1.1.2. Реконструкция фильтрующего устойства
3.1.2. Оптимизация режима перколяционного гидролиза древесных
отходов
3.2. Оптимизация процесса двухфазного гидролиза пентозансодержа
щего сырья
3.3. Исследование химического состава гидролизатов древесины
3.4. Разработка процессов переработки некондиционного зерна на этиловый спирт в гидролизном производстве
3.4.1. Исследование процесса сернокислотного гидролиза некондиционного зерна
3.4.2. Освоение процесса сернокислолтного гидролиза некондици
оного зерна в промышленных условиях
3.4.3. Отработка режимов нейтрализации гидролизата зерна, смеси его с гидролизатом древесины и режимов осветления в лабораторных условиях
3.4.4. Освоение процессов нейтрализации смеси гндролизатов зерна и древесины и их осветления в промышленных условиях
3.4.5. Технологическая схема получения нейтрализованного гидролизата некондиционного зерна
3.5. Исследование химического состава гидролизного сусла, полученного при переработке различных видов растительного сырья
3.6. Выводы и рекомендации
4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ СМЕСИ ГИДРОЛИЗАТОВ ДРЕВЕСИНЫ И ЗЕРНА
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ НА ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЕ
5.1. Использование штаммов дрожжей монокультуры i ii на гидролизных субстратах
5.2. Изучение динамики роста монокультур дрожжей i ii и и их ассоциаций на синтетических средах
5.3. Изучение динамики роста дрожжей на нейтрализованном забуференном гидролизате
5.4. Изучение эффективности роста культур i ii, , i на производственном нейтрализованном гидролизате древесины, разбавленном отработанной культуральной жидкостью
5.5. Сравнительное выращивание моно и смешанных культур на камеральной установке
5.6. Испытания культур микрооорганизмов в производстве
5.7. Выводы
6. БИОКОНВЕРСИЯ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ГИДРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА
6.1. Химический состав отрубей
6.2. Прямая биоконверсия водной пульпы отрубей с использованием послеспиртовой барды
6.2.1. Прямая биоконверсия пульпы отрубей штаммом дрожжей vii ii ВКПМ
6.2.2. Подготовка водной пульпы отрубей к процессу выращивания микроорганизмов путм термообработки
6.2.3. Проверка возможности прямой биоконверсии смешанных субстратов в промышленных условиях
6.3. Прямая биоконверсия зерносырья с ферментными препаратами
6.3.1. Ферментативный гидролиз зерносырья
6.3.1.1. Ферментативный гидролиз пшеничных отрубей
6.3.1.2. Ферментативный гидролиз зерна
6.3.2. Отработка оптимальных параметров биоконверсии ферментативных гидролизатов зерносырья
6.3.2.1. Исследование культур дрожжей, сопутствующих основному продуценту белка, штамму дрожжей vii
ii ВКПМ
6.3.2.2. Оптимизация режима биоконверсии ферментолизата отрубей
на промышленном эрлифтном биореакторе
6.4. Технологическая схема производства кормовой белковой добавки
6.5. Выводы
7. ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ГИДРОЛИЗНОГО СПИРТА И ПУТИ
ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
7.1. Баланс жидкостных потоков производства спирта по объму и загрязннности
7.2. Анализ эффективности аэробной очистки сточных вод
гидролизного производста
7.3. Утилизация осадков очистных сооружений
7.3.1. Химический состав осадков очистных сооружений
7.3.2. Использование активного ила в технологических процессах и создание замкнутых циклов водопользования
7.3.3. Сернокислотный гидролиз активного ила и способы использования гидролизата активного ила
7.3.4. Утилизация сгущнных осадков очистных сооружений
7.4. Повышение эффективности водопотреблсния и водораспределен ия на гидролизных заводах
7.5. Выводы и рекомендации
8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА БЕЗОТХОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА И КОРМОВЫХ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ В ГИДРОЛИЗНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
. ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ТЕРМИНОВ
ГМ гидромодуль
РВ редуцирующие вещества
РВИ редуцирующие вещества после инверсии
ПДБ после дрожжевая бражка
АИ активный ил
ИАИ избыточный активный ил
ФСП фурфуролсодержащие пары
ФСК фурфуролсодержащий конденсат
ЦРФ цех ректификации фурфурола
а.с.с. абсолютно сухое сырь
МС моносахариды
ОМФ оксимстилфурфурол
ПС полисахариды
ХНПК хинонные поликарбоновые кислоты
ЛСУ лигностимулирующее удобрение
ДВГТ древесноволокнистая плита
УЭАФ укреплнная эфироальдегидная фракция
ОКЖ отработанная культуральная жидкость
ХПК химическое потребление кислорода
ВПК биологическое потребление кислорода
СВ сточная вода
ЦПТ центральноподающая труба
ЛК левулиновая кислота
ТГ трудногидролизуемые полисахариды
ЛГлегкогидролизуемые полисахариды
ГА гидролизаппарат
мин минеральная кислотность
орг органическая кислотность
ЛФВ лигнофурановьге вещества
Кн коэффициент неравномерности смешения
ОК органические кислоты
ПО пшеничные отруби
РО ржаные отруби
ВВЕДЕНИЕ


При двухступенчатом ферментативном гидролизе и использовании культуры С. ЕМ, ч1, концентрация РВ4, 4,5 5. Авторы 4 использовали смеси культур 1 i ИНМИА 3, обладающую амилолитической активностью, и i ii ИНМИА 8 2 i, vi ИНМИА 8, обладающую ам аполитической активностью, и i ii ИНМИА 8. Биомассу центрифугировали через часа культивирования. Содержание белка по Барнштейну составило при биоконверсии отрубей , а при биоконверсии пшеницы . В литературе 4, 8, 9, 2, 4, предлагается кислотный гидролиз зерновых культур и отрубей. Количество кислоты колеблется 0,, температура обработки от С до 0 С, время от мин до 6 часов, гидромодуль . Изучены 2 штаммов дрожжей различных токсономических групп. Результаты исследований показали, что дрожжи и дрожжеподобные грибы растут и накапливают биомассу в количестве 1,1,8 гл на гидролизатс с РВ1,6. Активный рост наблюдался у дрожжей родов i, i, i, , ii, и др. Сырой протеин на гидролизатах ржи у i Тул1 составил , и у . Наибольшее содержание сырого протеина было у культуры . Б7 . Кислотный гидролиз зсрносырья, как правило, проводят с серной кислотой 0,. Данный способ используется на предприятиях гидролизной промышленности в спиртодрожжевом производстве 8, 9. Химический состав гидролизатов отрубей представлен в табл. Таблица 1. Абсолютно сухие вещества. Азотистые вещества. Ыорганический. Зола, , в т. Биотин, мкгмл 0. Кислотный гидролизат при одинаковой концентрации абсолютно сухих вещест 9,4 содержит больше редуцирующих веществ 7,3 и органического азота 1,4. Сумма аминокислот в ферментативном гидролизате отрубей составила 9,5 мг от сухих веществ. С целью снижения затрат на производство продукции микробиологической промышленности и бродильных производств ведутся НИР по прямой ферментации крахмала. Индийские специалисты выделили из природных источников новый вид дрожжей, идентифицированный как ii. Штаммы . С 1. Все три штамма продуцируют внеклеточную глюкоамилазу. Штамм СВ можно использовать для прямого получения дрожжевой биомассы из отходов, содержащих крахмал. Он продуцирует альфаамилазу, глюкоамилазу и обладает активностью, устраняющей разветвлнность молекулы крахмала. Из этих четырх штаммов наиболее эффективным оказался 0. Биомасса штамма имела белок 3. В АН Латвии разрабатываются методы тврдофазной ферментации пшеничных отрубей с целью их обогащения кормовым белком 4. Ферментация осуществляется в течение часов с использованием дрожжей i ii. При использовании дрожжей . Препарат содержит белка по Барнштсйну ,4. Проведена тврдофазная ферментация фуражной муки грибом . Получен продукт с содержанием белка по Барнштейну . Имеются данные по прямой бноконверсии смеси муки и спиртовой барды ассоциацией дрожжей i ii ВСБ и бактерий i ВСБ5. Добавление муки в количестве 6 к спиртовой барде позволило получить продуктивность процесса 6,,5 кгм3. Содержание белка составило в концентрированной барде 5. В институте микробиологии АП Белоруссии разработана технология получения препаратов микробного синтеза на основе отходов переработки картофеля нотатин и дигитатин. Название продукты получили от наименования продуцентов белка iii и iii ii 4. Содержание сырого протеина в них колеблется в пределах , а белка по Барнштейну . Так штамм Б. ГХ6 3 ед. ГХ6 в 2 раза на фоне нормативного расхода солода 5,6. Кроме того время брожения сокращалось до часов. ЯЫгория 8. Его производные трансформанты 2 и 0 обладают глюкоамилазной активностью 8. Одним из способов конверсии растительного сырья является экструзия и экспанднрование. Данные процессы используются и для белковых кормовых добавок при смешении их с зерновыми культурами, и для предобработки сырья перед ферментацией 9,0. Промышленное производство белковых кормовых продуктов Производство кормовых белковых продуктов на основе отходов зерномукомольной промышленности организовано на Кстовском заводе БВК торговое название Белотин, на Башкирском биохимическом заводе торговое название Бнотрин, на Волжском биохимическом заводе торговое название Биокорн и на Новополоцком заводе БВК торговое название Провит.