Аэробное культивирование чистой культуры спиртовых дрожжей

• Автор: Филиппова, Надежда Константиновна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ, ЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ДРОЖЖЕГЕНЕРАЦИИ В СОВРЕМЕННОМ СПИРТОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1. Новые способы интенсификации бродильных производств

1.2. Наработка чистой культуры спиртовых дрожжей

1.3. Дрожжегенерация в спиртовом производстве

1.4. Питательная среда для выращивания дрожжей

1.5. Аэробное дыхание 3 О

1.6. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

АЭРОБНОЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЕ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

2.1. Методы контроля микробиологического процесса
2.1.1. Микроскопия физиологического состояния клеток
2.1.2. Определение количества мертвых клеток
2.1.3. Определение степени бактериальной инфекции
2.1.4. Определение количества живых клеток
2.1.5. Определение биомассы дрожжей
2.1.6. Методика определения концентрации биомассы весовым
методом
2.1.7. Определение содержания сахаров по Бертрану
2.2. Изучение влияния условий культивирования на накопление
биомассы спиртовых дрожжей и обоснование
требований к технологическому оформлению участка чистой
культуры
2.2.1. Определение оптимальных физикохимических условий выращивания дрожжей в качалочных колбах
2.2.1.1. Выбор состава питательной среды для аэробного культивирования спиртовых дрожжей
2.2.1.2. Выбор активной кислотности среды для культивирования спиртовых дрожжей
2.2.1.3. Выбор оптимальной температуры аэробного культивирования спиртовых дрожжей
2.2.2. Описание экспериментальной лабораторной установки
2.2.3. Определение массообменных характеристик аппарата с помощью сульфитной методики
2.2.4. Выбор условий аэробного культивирования спиртовых дрожжей
2.2.5. Выбор условий ведения процесса с подпитками для получения высоких концентраций клеточной культуры
2.2.6. Основные требования к аппаратурному оформлению участка чистой культуры спиртовых дрожжей
ГЛАВА 3. ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ АЭРОБНОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ УЧАСТКА ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ
3.1. Аппаратурное оформление участка чистой культуры
3.2. Исследование массообменных характеристик ферментеров комплекса
3.3. Отработка аэробной технологии по наращиванию спиртовых дрожжей на биотехнологическом комплексе
3.4. Определение микробиологической чистоты дрожжевой
культуры путем высева на плотную питательную среду
Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЦИИ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, ВЫРАЩЕННЫХ ПО АЭРОБНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ДРОЖЖАНКЕ,
ВОЗБРАЖИВАТЕЛЕ И БРОДИЛЬНЫХ ЧАНАХ
4.1. Дрожжегенерация в дрожжанке и возбраживателе
4.2. Исследование поведения дрожжей выращенных с
аэрацией в бродильных чанах
ГЛАВА 5. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА АЭРОБНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ПОСЕВНОЙ КУЛЬТУРЫ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ И ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ СУБСТРАТА
5.1. Энергоматериальный баланс процесса роста спиртовых Дрожжей
5.2. Способ расчета величины дыхательного коэффициента в условиях аппаратурного и приборного оформления промышленного участка посевной культуры
5.3. Оценка затрат субстрата в энергетическом обмене
5.4. Промышленный эксперимент по выращиванию посевной культуры vii
5.5. Сравнительная оценка аэробных процессов выращивания посевных дрожжей vii
5.6. Экономический эффект при переходе на аэробную технологию дрожжегенерации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ


Следует отметить низкий уровень технологических процессов, как следствие, нестабильное качество продукции, крайне медленное внедрение ресурсосбрегающих технологий в спиртовое производство 2. Анализ ситуации на мировом рынке показывает, что при существующей технологии российский спирт не может составить конкуренцию импортной продукции без внедрения новых современных технологий и соответствующей реконструкции предприятий отрасли 3. В сложившихся условиях практически для любого спиртового завода первоочередными задачами являются улучшение качества продукции и повышение рентабельности производства. Недостаточное выполнение даже одной из них в конечном итоге снижает конкурентоспособность предприятия на рынке со всеми вытекающими отсюда последствиями. Основная доля затрат в себестоимости спирта приходится на сырье и вспомогательные материалы. Рис. Структура себестоимости спирта составляют затраты на зерно расходов составляют ферменты, пар, электроэнергия, вода, амортизационные отчисления, зарплата, текущий ремонт. Затраты на зерно составляют большую часть затрат, причем цены не намного уступают мировым, а иногда и превосходят их 4. Проблема разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий, новых способов интенсификации процессов дрожжегенерации, брожения, является актуальной задачей спиртовой отрасли. Назрела необходимость совершенствования действующих технологических схем, имеющих комплекс недостатков низкая засевная плотность дрожжевой культуры млн. Хорошо известно, что такой важный фактор, как физиологическая активность дрожжевых клеток определяет эффективность спиртового производства 5. Интенсификация процессов дрожжегенерации, поддержание культуры спиртовых дрожжей в активном состоянии с высокой плотностью дрожжевой популяции позволит повысить эффективность спиртового производства, сократить потери спирта и сырья. Настоящая работа посвящена разработке интенсивной аэробной технологии дрожжегенерации, позволяющей в стерильных условиях вырастить активные спиртовые дрожжи с высокой плотностью. Новый подход к проблеме выращивания чистой культуры спиртовых дрожжей заключается в наращивании биомассы дрожжевой популяции в аэробных условиях на стерильной питательной среде. Снабжение дрожжей кислородом является одним из основных факторов, способствующих накоплению биомассы и повышению экономического коэффициента процесса роста, а стерильные условия ведения процесса снижают вероятность инфицирования засевной культуры, повышая ее качество. Кроме того, аэробная технология получения посевного материала позволит сохранить селективные свойства исходного промышленного штамма в производственной цепочке дрожжанка возбраживатель бродильный чан, препятствуя вытеснению высокопродуктивной части популяции малопродуктивной. Работа выполнялась в соответствии с межрегиональными научнотехническими программами Биотехнология гг. Научные исследования высшей школы по технологии живых систем г. Механизмы формирования безопасности и качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов, проект Разработка интенсивной технологии и аппаратурного оформления аэробного культивирования спиртовых дрожжей. Автор выражает глубокую признательность за научное руководство профессору Емельянову Виктору Михайловичу, к. ЦНИТ Владимировой Ирине Сильвестровне, благодарит за помощь в работе над диссертацией инженера кафедры ХК Валееву Р. Т., к. Мухачева С. Г., инженера кафедры ХК Сафонова А. ГЛАВА 1. Для бродильной отрасли разрабатываются новые способы интенсификации процессов брожения 6. На ряде заводов России начинает внедряться новая ресурсо и теплосберегающая аппаратурнотехнологическая схема механикоферментативной обработки сырья без использования пара повышенного давления при производстве этанола, которая обеспечивает тридцати процентную экономию топлива за счет проведения процесса без разваривания и экономию зерна за счет повышения выхода этанола на 1 3. Большое значение имеют исследования по селекции новых спиртовых рас дрожжей, устойчивых к повышенным концентрациям спирта, обладающих более высокой бродильной активностью, термоустойчивостью и обеспечивающих увеличение выхода и качество конечного продукта.