Винахід відноситься до біотехнології, а саме до отримання білково-вітамінного корму, який використовується в тваринництві, птахівництві та рибному господарстві. Спосіб отримання білково-вітамінного корму включає кілька стадій. Вирощування біомаси кормових дріжджів здійснюють на рідкому середовищі, що містить органічні сполуки і / або мінеральні солі. Проводять змішування отриманої дріжджової суспензії з сухим білковим наповнювачем і / або з наповнювачем з подрібнених сільськогосподарських відходів, гідроліз суміші і її сушку. Новим у способі є те, що дріжджову суспензію перед змішуванням з наповнювачем згущують до вмісту сухих речовин 30-60% і стадії змішування згущеної дріжджової суспензії із зазначеним наповнювачем, гідролізу суміші і сушку проводять одночасно в екструдері при температурі 100-160 o C. Пристрій для вирощування кормових дріжджів включає дві герметичні циліндричні ємності, забезпечені розташованими над днищами аераторами і повідомлені між собою перепускними трубами з заслінками на виході для перетікання культуральної рідини з е кістки в ємність. Зовні ємностей розміщений повітряний колектор з відвідним патрубком, повідомлений з газовим простором ємностей і забезпечений засобом для почергового відведення відпрацьованого повітря з них. Новим в пристрої є те, що на вхідних ділянках повітряного кол-лектора встановлені краплевіддільники для відпрацьованого повітря, при цьому засіб для почергового відведення останнього складається з керованих електромагнітних клапанів. Пристрій має високу продуктивність і дозволяє проводити процес в автоматичному режимі. 2 с.п.ф-ли, 1 табл. 2 мул.
Малюнки до патенту РФ 2127984
Винахід відноситься до біотехнології, а саме до отримання білково-вітамінного корму, який використовується в тваринництві, птахівництві та рибному господарстві.
Білково-вітамінні корми являють собою певним чином отриману і оброблену суміш кормових білків і сухого білкового наповнювача і / або подрібнених відходів сільськогосподарського виробництва. Тому основними технологічними стадіями отримання кормів є вирощування кормових дріжджів на поживних середовищах і змішування утворюється дріжджової суспензії з сухими компонентами. Як поживних середовищ для вирощування кормових дріжджів використовують всілякі рідкі стоки, що містять органічні сполуки і / або мінеральні солі, наприклад, стоки тваринницьких ферм, птахоферм, стоки целюлозно-паперової промисловості, харчової промисловості (наприклад, молочна сироватка, послеспиртовая барда), стоки, містять нафту, стоки гальванічних виробництв та інші.
Стоки відрізняються один від одного за своєю природою і кількістю містяться в них органічних сполук і мінеральних солей. Штами дріжджів підбираються таким чином, щоб вони при своєму зростанні максимально використовували містяться в стоках речовини. При цьому добавка яких бракує для зростання дріжджів компонентів повинна бути мінімальною, тоді використання стоків в якості поживного середовища матиме економічну доцільність і вирішувати екологічну задачу їх очищення.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого способу є спосіб отримання білково-вітамінного корму для тварин, що включає коагуляцію зерновий (післяспиртової) барди, поділ її на рідку і тверду фракції, вирощування кормових дріжджів на рідкої фракції, відокремленої після коагуляції, змішування отриманої дріжджової суспензії з твердої фракцією барди і з наповнювачем з подрібнених відходів сільськогосподарського виробництва (кукурудзяні качани, солома, соняшникове лушпиння та ін.). Отриману суміш піддають гідролізу кип'ятінням (температура вище 100 o C) і сушці (а.с. СРСР 1024052. МПК A 23 K 1/06, C 12 N 1/16, публ. 1983).
Недоліком відомого способу є його многостадийность, велика тривалість процесу, висока енергоємність і недостатньо хороша якість готового продукту (за змістом протеїнів).
Технічний результат винаходу в частині способу полягає в його спрощення, інтенсифікації, зниження енергоємності та поліпшенні якості готового продукту (підвищення вмісту протеїнів).
Для досягнення цього результату в запропонованому способі отримання білково-вітамінного корму, що включає вирощування біомаси кормових дріжджів на рідкому середовищі, що містить органічні сполуки і / або мінеральні солі, змішування отриманої дріжджової суспензії з сухим білковим наповнювачем і / або з наповнювачем з подрібнених відходів сільськогосподарського виробництва, гідроліз суміші і її сушку, отриману дріжджову суспензію перед змішуванням згущують до вмісту сухих речовин 30-60% і змішування згущеної дріжджової суспензії з указ анним наповнювачем, гідроліз суміші і сушку проводять одночасно в екструдері при температурі 100-160 o C.
Згущення дріжджової суспензії слід проводити на гідротурбоціклоне.
Недоліком відомого пристрою є те, що з часом на поплавці і клапанах накопичується дріжджова біомаса, що приводить до його зупинки. Тому необхідно періодично зупиняти роботу пристрою для очищення поплавковою системи і клапанної коробки. Це знижує продуктивність процесу, що проводиться в пристрої, унеможливлює його безперервне здійснення і ускладнює управління його роботою.
Технічний результат винаходу, що стосується пристрою для вирощування кормових дріжджів за запропонованим способом, полягає в збільшенні його продуктивності і забезпечення можливості автоматизації процесу.
Цей технічний результат досягається тим, що в запропонованому пристрої для вирощування кормових дріжджів, що включає дві герметичні циліндричні ємності, забезпечені розташованими над днищами аераторами і повідомлені між собою перепускними трубами з заслінками на виході для перетікання культуральної рідини з ємності в ємність, і розміщений зовні ємностей повітряний колектор з відвідним патрубком, повідомлений з газовим простором ємностей і забезпечений засобом для почергового відведення відпрацьованого повітря з них, на вхід них ділянках повітряного колектора встановлені краплевіддільники для відпрацьованого повітря, при цьому засіб для почергового відведення останнього складається з керованих електромагнітних клапанів.
Спосіб отримання білково-вітамінного корму здійснюють наступним чином.
При здійсненні запропонованого способу для вирощування кормових дріжджів можна використовувати різні рідкі стоки. У разі використання стоків, що містять тверду фракцію, наприклад, послеспиртовая барда, стоки тваринницьких і птахівничих ферм, як зазначалося вище, потрібна попередня відділення твердої фракції, яка в залежності від харчової цінності може бути включена або не включена в кінцевий продукт кормового призначення. В рамках способу можна використовувати для цього самоочисну центрифугу, принцип дії якої базується на поділі фракцій під час проходження через неї стоків. Тому ця стадія не робить такого значного впливу на тривалість всього процесу, як у відомому способі, де для коагуляції потрібно 11 годин. Крім того, на цій стадії в запропонованому способі не використовуються коагулянти, які можуть бути забруднювачами кінцевих продуктів (очищені стічні води та корму). Стічна вода, що виходить з сепаратора, в якості якого можна використовувати, наприклад, гідротурбоціклон, має достатню для повторного використання ступінь очищення. Молочна сироватка, стоки, що містять нафту, стоки целюлозно-паперових комбінатів не вимагають попереднього центрифугування, а використовуються безпосередньо для вирощування дріжджів.
Рідку живильне середовище, що містить необхідні поживні елементи, засівають кормовими дріжджами Candida utilis, Hansenula species і ін. Процес вирощування здійснюють при 30-35 o C і pH 4,0-5,0 в умовах аерації і перемішування. Потім отриману дріжджову суспензію згущують до вмісту сухих речовин 30-60% (наприклад, в гідротурбоціклоне) і подають в екструдер з сухим наповнювачем, що представляє собою, наприклад, відходи зерна, де одночасно відбуваються змішування, гідроліз і плазматація компонентів, так як температура на цій стадії 100-160 o C. Дана стадія за рахунок підвищеної температури включає також і сушку отриманого цільового продукту.
Приклад. Післяспиртову барду поділяють на самоочищається центрифузі продуктивністю 200 т / добу на рідку фракцію (136 т / добу) і тверду (з 75% вологістю) фракцію (64 т / добу). Рідку фракцію після відстою і розчин солей (в даному випадку для штаму Candida utilis досить додавання до 2 мг / л сірчанокислих цинку, марганцю і міді) направляють в пристрій для вирощування кормових дріжджів - 100 кубів ємність пристрою для вирощування дріжджів, де показник pH, рівний 4,2, підтримують титруванням при необхідності каустиком, а температуру 32 o C - термостатуванням за допомогою сорочки апарату або теплообмінника. Природна бактеріальна мікрофлора стоків пригнічується фосфорною кислотою при pH, рівному 4,2, при цьому підтримується співвідношення азоту і фосфору, що дорівнює 2: 1. Пристрій працює безперервно з подачею 136 т / добу рідкої фракції в верхній натрубок і відкачуванням 136 т / добу дріжджової суспензії з протилежного нижнього натрубка. Перемішування здійснюється рідкими струменями, які циркулюють в перепускних трубах зі швидкістю 2 м / с, швидкість задається на блоці електронного управління. Електромагнітні клапани через рівні проміжки часу випускають надлишкове повітря через краплевіддільники. Повітря подають в аератори, де при турбулентному перемішуванні відбувається його диспергування.
При використанні молочної сироватки, стоків целюлозно-паперових комбінатів, стоків, забруднених нафтою, не потрібно попередньої стадії поділу стоків на фракції.
Отримані за пропонованим способом корми відразу після експандуванні легко гранулюють. Стічна вода, що отримується після відділення білка, має достатню для повторного використання ступінь очищення. Пропонований технологічний процес може бути як періодичним, так і безперервним.
Економічна ефективність запропонованого способу і доцільність його промислового використання підтверджуються даними, наведеними в таблиці.
Пристрій для вирощування кормових дріжджів на фіг. 1 схематично зображено в розрізі, а на фіг. 2 - те ж, варіант.
Пристрій включає дві герметичні циліндричні ємності 1 і 2, забезпечені патрубками 3 і 4 для підведення повітря, патрубком 5 для підведення живильного середовища у вигляді стоків з інокуляти дріжджів, патрубками 6 - для відводу культуральної рідини і аератори 7 і 8, розташованими над днищами ємностей.
Зовні над ємностями встановлений повітряний колектор 8 з відвідним патрубком 9, забезпечений засобом для почергового відведення повітря з них, що складається з керованих електромагнітних клапанів 10 і 11, пов'язаних з електронним блоком управління (на кресленні не показаний). На вхідних ділянках 12 і 13 повітряного колектора встановлені краплевіддільники 14 і 15 відпрацьованого повітря, наприклад, у вигляді гидроциклонов. Повітряний колектор повідомляється з газовим простором ємностей за допомогою вхідного 16 і вихідного 17 патрубків для проходження повітря через ці гідроциклони, а патрубки 18 для відведення відокремленої рідини підключені до ємностей.
Ємності 1 і 2 повідомлені між собою перепускними трубами 19 і 20 з заслінками 21 на виході для перетікання культуральної рідини з ємності в ємність.
Ємності 1 і 2 можуть бути встановлені вертикально (див. Фіг. 1) і горизонтально (див. Фіг. 2).
Доцільно, щоб перепускні труби 19 і 20 були розташовані так, щоб їх осі становили кут 30-45 o до горизонтальної площини.
Вертикальне розташування ємностей слід використовувати при вирощуванні кормових дріжджів періодичним способом (метод відливу-доливання). Горизонтальне розташування ємностей можна використовувати як при періодичному процесі вирощування, так і безперервному при наявності великих обсягів стоків.
Пристрій працює наступним чином. Ємності 1 і 2 заповнюють рідкою фракцією використовуваного стоку з інокуляти дріжджів. Подають повітря по патрубкам 3 і 4 в аератори 7 і 8 і при закритих електромагнітних клапанах 10, 11 створюють тиск в ємностях (0,08 - 0,1 кгс / см 2). На блоці електронного управління задають частоту (час) відкриття - закриття зазначених клапанів. При відкритому електромагнітному клапані 10 ємність 2 повідомляється з атмосферою, а в ємності 1 накопичується повітря, передавлівая частина рідини зверху вниз в ємність 2 по перепускний трубі 20. Рівень рідини в ємності 1 знижується до моменту перемикання клапанів. Клапан 10 закривається, а клапан 11 відкривається, при цьому повітря з ємності 1 відводиться через патрубок 16 в гидроциклон 15, в якому відбувається відділення крапель культуральної рідини від повітря. Очищене повітря надходить через вихідний патрубок 17 в повітряний колектор 8 і через клапан 11 і патрубок 9 відводиться в атмосферу. Краплі культуральної рідини через патрубок 18 зливаються в ємність. В цей час повітря в ємності 2 накопичується, рідина перелавлівается вниз по перепускний трубі 19 в іншу ємність. Таким чином обсяг рідини по пропускних трубах 19 і 20 передавлюється з ємності в ємність. У зв'язку з тим, що потік рідини з труб направляється під кутом на виходить з аераторів 7,8 потік повітря, відбувається його диспергування і створюється турбулентний перемішування в ємностях. Суспензія вирощених кормових дріжджів відводиться з ємностей через патрубки 6 і направляється на згущення.
Запропонована конструкція пристрою для вирощування дріжджів забезпечує високу продуктивність його і дозволяє проводити процес в автоматичному режимі.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання білково-вітамінного корму, що включає вирощування біомаси кормових дріжджів на рідкому середовищі, що містить органічні сполуки і / або мінеральні солі, змішування отриманої дріжджової суспензії з сухим білковим наповнювачем і / або з наповнювачем з подрібнених відходів сільськогосподарського виробництва, гідроліз суміші і її сушку, що відрізняється тим, що отриману дріжджову суспензію перед змішуванням згущують до вмісту сухих речовин 30 - 60% і змішування згущеної дріжджової суспензії із зазначеним наповнювачем, гідр оліз суміші і сушку проводять одночасно в екструдері при температурі 100 - 160 o С.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згущення дріжджової суспензії проводять на гідротурбоціклоне.
3. Пристрій для вирощування кормових дріжджів, що включає дві герметичні циліндричні ємності, забезпечені розташованими над днищами аераторами і повідомлені між собою перепускними трубами з заслінками на виході для перетікання культуральної рідини з ємності в ємність, і розміщений зовні ємностей повітряний колектор з відвідним патрубком, повідомлений з газовим простором ємностей і забезпечений засобом для почергового відведення відпрацьованого повітря з них, що відрізняється тим, що на вхідних ділянках повітряного колектора уста новлено краплевіддільники для відпрацьованого повітря, при цьому засіб для почергового відведення останнього складається з керованих електромагнітних клапанів.