WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

ВАЛЕЕВА РАУЗА ТИМУРОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ НА ОСНОВЕ

СПИРТОВОЙ БАРДЫ

03.00.23 – Биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Казань - 2007

Работа выполнена на кафедре химической кибернетики Казанского государственного технологического университета

Научный руководитель: кандидат технических наук Мухачев Сергей Германович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Решетник Ольга Алексеевна доктор технических наук, профессор Шарифуллин Вилен Насибович

Ведущая организация: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва

Защита диссертации состоится 4 июля 2007 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68 (зал заседаний Ученого совета, А-330).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Электронный вариант автореферата размещен на сайте Казанского государственного технологического университета (www. kstu.ru).

Автореферат разослан «_1»_июня2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.С. Сироткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Свертывание крупнотоннажной промышленности кормового белка, существовавшей в СССР, создало заметный дефицит белковых компонентов, необходимых для кормопроизводства. В настоящее время существующие производства кормовых препаратов на основе спиртовой барды остаются одними из основных поставщиков белковых кормовых добавок. Однако они действуют при спиртовых предприятиях относительно малой мощности и потому характеризуются низкой рентабельностью.



Поэтому является крайне актуальным поиск способов повышения производительности цехов сухих кормовых дрожжей*). При этом желательно достижение указанной цели на базе использования существующего оборудования, средств управления, имеющихся на спиртовом производстве штаммов микроорганизмов и компонентов питательных сред. Решение такой задачи предполагает использование дополнительных количеств питательных сред, поскольку увеличение объема спиртовой барды практически невозможно без реконструкции основного оборудования. Резервы мощности установок по приготовлению сусла, имеющиеся практически на каждом спирзаводе, позволяют обеспечить наработку дополнительных количеств питательных сред. Поэтому представляется перспективной и актуальной разработка подходов к усовершенствованию действующей на сегодня в спиртовой отрасли технологии производства кормовых дрожжей с максимальной утилизацией растворимых сухих веществ питательной среды за счет использования смешанной культуры дрожжей, выбора соответствующих диапазонов режимных параметров процесса и способов интенсификации массообменных процессов без реконструкции основного технологического оборудования.

Целью настоящей работы является повышение эффективности процесса культивирования кормовых дрожжей на спиртовых заводах за счет применения смешанной культуры дрожжей, эффективно использующей В руководстве выполнением экспериментальных исследований по диссертационной работе принимал участие д.т.н., профессор Емельянов В.М.

компоненты спиртовой барды, а также путем внесения дополнительных углеводсодержащих подпиток, без реконструкции и замены основного технологического оборудования.

В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:

- экспериментально оценена совместимость культур кормовых дрожжей и сахаромицетов в лабораторных и промышленных условиях в периодических и непрерывных режимах культивирования для достижения наиболее полной утилизации питательных веществ барды и дополнительных подпиток;

уточнены условия культивирования посевной культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в том числе режим подачи сахаросодержащих подпиток;

определены состав и концентрации минеральных подпиток, стабилизирующих активную кислотность культуральной жидкости в дрожжерастильном аппарате;

- экспериментально определена необходимая частота подсевов дрожжерастильного аппарата;

- оценена скорость роста биомассы и удельное содержание белка при использовании смешанной культуры дрожжей;

- рассчитан материальный баланс предлагаемых вариантов реализации технологического процесса для батареи аппаратов с использованием дрожжегенераторов разного объема;

- оценена экономическая эффективность процесса производства кормовых дрожжей в зависимости от соотношения объемов дрожжерастильного аппарата и посевного дрожжегенератора.

Научная новизна:

предложена интенсификации процесса производства кормовых дрожжей на основе спиртовой барды с использованием смешанных культур микроорганизмов и батарейной схемы организации процесса культивирования с периодическим характером подпиток;





предложен состав минерального питания для производства кормовых дрожжей, обеспечивающий стабилизацию активной кислотности культуральной жидкости в дрожжерастильном аппарате;

экспериментально подтверждено повышение производитель- ности батареи биореакторов при обеспечении экономически обоснованного уровня содержания белка в биомассе;

разработан итерационный способ расчета материального баланса процесса наращивания биомассы смешанной культуры дрожжей в условиях непрерывного режима с периодической подпиткой посевным материалом сахаромицетов;

предложен способ расчета удельных затрат компонентов минерального питания на основе данных о концентрациях компонентов барды и сахаросодержащей подпитки.

Практическая значимость работы.

Проведены опытно-промышленные испытания выращивания кормовых дрожжей на Шумбутском спиртовом заводе Республики Татарстан на основе использования смешанных культур дрожжей и выбора значений режимных параметров процесса, при которых максимально утилизируются растворимые сухие вещества питательной среды, повышается выход конечного продукта более, чем на 10 % без необходимости модернизации или замены основного технологического оборудования. Использование разработанных технических предложений по совершенствованию производства СКД позволяет снизить себестоимость 1 тонны СКД не менее, чем на 100 руб. даже при использовании в качестве дополнительной подпитки дорогостоящего зернового сусла.

диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции «Современные ресурсо- и энергосберегающие технологии в спиртовой и ликеро-водочной промышленности (Казань, 2000г.), Третьей международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в спиртовой и ликеро-водочной отрасли» (Москва, 2001г.), Международном конгрессе «Биотехнология – состояние и перспективы развития» (Москва, 2002 г.), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003 г.), научной конференции «Постгеномная эра в биологии и проблемы биотехнологии» (Казань, 2004 г.), 1-ой Всероссийской научной конференции «Ресурсосберегающие, водо- и почвоохранные биотехнологии, основанные на использовании живых экосистем» (Казань, 2006), IV Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий».

(Томск, 2006), на ежегодных научно-технических конференциях Казанского государственного технологического университета 2002-2007 г.г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 5 статей и тезисы 9 докладов на всероссийских и международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Материал изложен на 132 страницах текста и содержит таблиц и 15 рисунков. Список литературы включает 160 источников. В приложении представлен протокол промышленных испытаний.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены общие сведения о решаемой в работе задаче, обоснована необходимость и показана актуальность разработки предложений по интенсификации производства кормового белка на основе послеспиртовой барды с использованием смешанной культуры дрожжей и батарейной схеме организации процесса культивирования с периодическими подпитками компонентами питания.

В первой главе представлен обзор научных публикаций, посвященных проблеме интенсификации процессов выращивания кормовых дрожжей, способам и направлениям переработки спиртовой барды.

Во второй главе обобщены результаты экспериментальных исследований. На первом этапе работы были проведены экспериментальные исследования на 10 литровой лабораторной ферментационной установке АКснабженной перистальтическими насосами для подачи жидких сред, комплексом аналитического оборудования и приборов для измерения концентрации растворенного кислорода, минерального азота, рН, кислорода и углекислого газа в отработанном воздухе, микроскопии, термостабилизации. Лабораторная установка обеспечивала проведение периодического и непрерывного культивирования в асептических условиях с высокой точностью стабилизации параметров.

С целью получения достоверных сравнительных данных о параметрах процессов на лабораторном уровне имитировались условия промышленных периодических и непрерывных процессов по культивированию отдельных и смешанных культур дрожжей. В ходе экспериментов в качестве основного компонента питательной среды использовали послеспиртовую барду, содержащую органические кислоты и минеральные вещества. В качестве дополнительных подпиток использовалось зерновое сусло.

В целях интенсификации массообмена кислорода применялся переносчик кислорода - поверхностно-активные вещества, увеличивающие удельную поверхность раздела фаз, что позволяет повысить производительность дорогостоящего оборудования без дополнительных капитальных вложений.

В ходе выполнения всей работы проводили микробиологический контроль за ростом культур микроорганизмов: концентрацию клеток определяли методом прямого подсчета в камере Горяева, физиологическое состояние дрожжей - микроскопированием, в отбираемых пробах биосуспензии анализировали содержание сухих веществ (СВ) и редуцирующих веществ (РВ) в начале и конце процесса. Уровень сырого протеина в биомассе определяли по Къельдалю, истинный белок - методом Барнштейна.

В качестве производственных штаммов нами были выбраны имеющиеся и используемые на предприятии штаммы Candida tropicalis СКи Saccharomyces cerevisiae 1986. Поскольку штаммы физиологически различны, была проверена их совместимость.

На лабораторном уровне были получены качественные данные, которые свидетельствовали о принципиальной возможности интенсификации производства за счет дополнительной сахаросодержащей подпитки.

Эксперименты показали, что на фоне имеющихся кислот барды дополнительные сахара срабатываются быстрее именно сахаромицетами, базовая культура Candida tropicalis СК-4-1 потребляла их с меньшей скоростью.

Поскольку в 10-литровом аппарате условия перемешивания, массообмена и газоснабжения не могут полностью соответствовать условиям промышленного аппарата, было осуществлено поэтапное воспроизведение результатов лабораторных исследований на промышленных аппаратах объемами 16 и 325 м3.

Суспензия сахаромицетов для подпитки дрожжерастильного аппарата выращивалась в отделении чистой культуры по аэробной технологии последовательно, начиная с рассева косяков и последующего культивирования по схеме: качалочные колбы – 10-ти литровый лабораторный аппарат – малый аппарат чистой культуры (МАЧК) – большой аппарат чистой культуры (БАЧК) – дрожжегенератор объемом 16 м3. В качестве компонентов питательной среды использовалось доосахаренное сусло и, с целью оптимизации процесса, в частности, для снижения расхода свежей воды и уменьшения количества стоков, вместо части свежей воды при подготовке сред - послеспиртовая барда. Доосахаривание сусла проводилось путем выдерживания в течение 2-3 часов при температуре 58 – 60 °С.

Инокулят готовился в качалочных колбах с использованием сусла и барды в различных соотношениях с содержанием РВ в питательных средах 1, 2, 3 и 3,5 % масс. Дальнейшее повышение концентрации РВ не приводит к интенсификации роста исследуемых культур.

При оптимальной начальной концентрации РВ=3,5 % масс в аэробных условиях в аппаратах чистой культуры МАЧК и БАЧК за 9 часов роста титр дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1986 достигает значения 1200 - млн.кл/мл. При этом использовались добавки ПАВ (“переносчика кислорода”) в количествах, соответствующих диапазону концентраций 0,0075 – 0,01 кг/м3. Расход воздуха, подаваемого на аэрацию, поддерживался на уровне один объем на объем культуральной жидкости в минуту. При проведении указанных процессов осуществлена коррекция состава питательной среды. Объемное соотношение барды и сусла составило 1:1, при общем количестве внесения минеральных компонентов в питательную среду из расчета: 4,5 кг/м3 диаммонийфосфата и 2,1 кг/м3 карбамида. На стадии приготовления посевного материала применение сульфата аммония, предусмотренного существующим регламентом, исключено в целях ограничения чрезмерного снижения рН культуральной жидкости.

Наблюдавшееся незначительное снижение рН корректировалось дробной подачей минеральных компонентов на 3, 4 и 5 часы роста в количестве 3:2: масс частей или 50, 33 и 12 % масс от общей подачи. При этом было внесено карбамида из расчета 1,4 кг/м3 и диаммонийфосфата - 2,8 кг/м3.

Температурный режим процесса поддерживался в диапазоне: 28 – 30 °С.

Выращенная в БАЧК чистая культура поступала (засевалась) периодически в дрожжегенератор объемом 16 м3. При проведении процессов выращивания культуры Saccharomyces cerevisiae 1986 длительностью по 6 – 10 часов варьировалась концентрация переносчика кислорода в диапазоне 0,001 - 0,007 кг/м3 КЖ. (таблица 1). Интенсивность процесса биосинтеза в дрожжегенераторе оценивалась по возрастанию содержания белка в расчете на АСВ засевной культуральной жидкости. При этом получен рост концентрации белка в расчете на АСВ - от 16,5 до 30,5 % масс, т.е. на 14 % при средней скорости синтеза 2 % масс/час, что свидетельствует о высокой биосинтетической активности. По результатам анализа опытнопромышленных испытаний аэробной технологии выращивания сахаромицетов расы 1986 в дрожжегенераторе плотность дрожжевой популяции составила 1200 – 1500 млн.кл/мл. Микроскопирование клеток показало хорошее физиологическое состояние культуры дрожжей (не менее 26 % почкующихся клеток).

Режимные параметры и результаты отъемно-доливного процесса выращивания сахаромицетов в аппарате объемом 16 м3 представлены в таблице 1.

Проведены непрерывные процессы выращивания дрожжей Candida tropicalis СК-4-1 в ДРА в режиме дополнительных периодических подпиток из дрожжегенератора с частотой 1 раз в 6 - 8,5 часов в количестве 14 подач.

Всего сработано 39 м3 сусла. Часть потока барды (общий объем 22 м3) при этом прошла через дрожжегенератор. Объем КЖ в дрожжегенераторе в среднем поддерживался на уровне 7 м3. Параметры отъемно-доливных циклов представлены в таблице 2. Экспериментально также установлено, что средняя скорость срабатывания РВ при применении переносчика кислорода возрастает в 2,2 раза.

дрожжегенерации. При аэробном культивировании на питательной среде, состоящей из сусла и барды с содержанием РВ 2,85 - 4,75 % и в присутствии Таблица 1 - Параметры процесса выращивания посевного материала Saccharomyces cerevisiae 1986 в дрожжегенераторе объемом 16 мз 5.СВ растворимые, 8. Почкующиеся 11. Раствор (20%) 12.Концентрация переносчика кислорода, переносчика кислорода дрожжевая культура Candida tropicalis СК-4- развивает среднюю скорость синтеза белка до 0,8 % АСВ /час. Это в 2,9 раза ниже результата, полученного при культивировании Saccharomyces cerevisiae 1986.

Таблица 2 - Показатели процесса выращивания дрожжей Candida tropicalis СК-4-1 в дрожжегенераторе В таблице 3 представлены изменения концентрации белка в культуральной жидкости в дрожжегенераторе при применении переносчика кислорода для случаев культивирования исследуемых штаммов дрожжей.

Таблица 3 - Cодержание белка в сухом остатке культуральных жидкостей при выращивании посевных материалов Saccharomyces cerevisiae 1986 и Candida tropicalis СК-4- Конц. переносчика, г/л 0,00243 0,0024 0,0022 0,0026 0,0034 0,003 0, Сравнение показателей синтеза белка двумя культурами позволяет утверждать, что для случая подпитки редуцирующими веществами, использование культуры сахаромицетов предпочтительнее, чем культуры Candida tropicalis СК-4-1, соответственно и применение смешанной культуры с включением сахаромицетов предпочтительнее, чем одной лишь Candida tropicalis СК-4-1.

Оптимальная концентрация переносчика кислорода для процессов выращивания чистых культур и посевных дрожжей находится в пределах 0,0022 - 0,0026 кг/м3.

Аммонийные соли сильных кислот (сульфат аммония) должны быть исключены на стадии дрожжегенерации из состава минеральной подпитки в целях предотвращения закисления культуральной жидкости при интенсивном потреблении ионов аммония растущей культурой.

Анализ процесса выращивания культуры дрожжей в ДРА Выращенная в дрожжегенераторе культура Candida tropicalis СК-4- периодически через 6,5 - 8 часов частично сливалась в ДРА. Такая подпитка ДРА осуществлялась постоянно в течение 2 суток.

Характер зависимости скорости синтеза белка от величины дыхательного коэффициента показывает, что культура Candida tropicalis СКпоступившая из ДРА при первоначальном засеве дрожжегенератора, имела относительно низкий процент молодых клеток и невысокую скорость роста (возможно, лимитированную относительным недостатком кислорода), вследствие чего в течение первого цикла выращивания сохранялась высокая удельная скорость накопления белка. В дальнейшем наблюдался активный рост биомассы. Соответственно, скорость накопления белка в биомассе упала. Максимумы зависимостей скорости синтеза белка и скорости потребления растворимых СВ наблюдаются при величине дыхательного коэффициента, равной 1,85 моль СО2/мольО2 (рис.1 и рис.2).

Таким образом, подбор режимных параметров позволил снизить долю затрат субстрата в энергетическом обмене (затраты на поддержание жизнедеятельности) до 35 %. Относительная экономия субстрата составит в среднем 28,6 %.

Рис.1. Взаимозависимость скорости синтеза белка и величины дыхательного коэффициента в процессе культивирования смешанной культуры дрожжей в ДРА (здесь и далее числа на графике указывают порядковый номер цикла отъема-долива) Потребление СВ, %масс./ч Рис. 2. Взаимозависимость скорости потребления сухих веществ и величины дыхательного коэффициента в процессе аэробного культивирования смешанной культуры дрожжей в ДРА В главе 3 приведен расчет материального баланса цеха кормовых дрожжей, перерабатывающего спиртовую барду. Массу сухих веществ барды, массу воды барды и массу барды рассчитывали соответственно по формулам (обозначения переменных соответствуют обозначениям, указанным в верху таблицы 4):

Масса барды рассчитывалась двумя способами:

б) по данным заводской лаборатории о содержании сухих веществ Таблица 4 – Материальный баланс процесса выращивания дрожжей I. Баланс производства сухих кормовых дрожжей в расчете на компоненты барды

МХ НХ МАСД СВКЖ МКЖ ВКЖ ПСБ МСБ ПВБ ВБ МБ1 МБ2 СВБ

Сред.: 12,09 7,98 11,13 5,83 191,02 179,90 22,40 14,37 8,0 195,54 209,91 209,91 6, Сред.: 12,06 7,95 12,06 6,25 193,13 181,07 22,06 15,49 8,0 196,81 212,30 212,30 7, II. Баланс производства сухих кормовых дрожжей с учетом компонентов сусла

ВреМХ НХ МАСД СВКЖ МКЖ ВКЖ ПСБ МСБ ПВБ ВБ МБ1 МБ2 СВБ

Сред.: 13,78 7,95 12,68 6,40 198,37 185,69 20,06 15,88 8,0 201,83 217,71 217,72 7, Естественно, что величины МБ1 и МБ2 должны совпадать. Равенство МБ = МБ2 и является дополнительным соотношением, используемым в балансовом расчете. Расхождение между расчетными значениями МБ1 и МБ минимизировалось путем подбора значений ПСБ по каждой строчке таблицы 4. Т.е. реализовывалась процедура многократного одномерного поиска.

Колебания суточных значений потерь СВ (в основном вследствие срабатывания СВ при дыхании дрожжей с образованием углекислого газа) вызваны не только действительно имеющими место колебаниями показателей процесса роста дрожжей в нестабильных заводских условиях, но и неточностью отнесения конкретных масс наработанного товарного продукта к предшествующим или последующим суткам. На четырехсуточных интервалах эти колебания практически нивелируются.

Таким образом, без использования каких-либо данных о стехиометрии процесса, удается рассчитать такой параметр, как срабатывание массы субстратов не фиксированного состава в энергетических метаболизмах ассоциированных дрожжей.

В разделе II таблицы 4 потери СВ барды - величина кажущаяся, т.к. при расчете сухие вещества сусла условно включены в состав барды и "компенсируют" данные потери. Перерасчет данных раздела II в 5-8 строки раздела I реализован по следующему алгоритму (индексы в скобках соответствуют номеру раздела).

где i = 1 – 4, МАСД сусла = 2500 кг - масса абсолютно сухих дрожжей, выращенных в дрожжегенераторе за счет срабатывания сухих веществ сусла (за период 4 суток), определенная экспериментально.

Масса сухих веществ барды, масса воды барды и масса барды перерассчитывались соответственно по формулам (4) - (7).

Важным моментом в расчете баланса являются данные о потере воды технологического регламента эти потери оценены в 6 - 6,7 %. Подстановка такого значения привела к расхождению среднесуточных расчетных величин потерь СВ барды на 20 %. Поиск (идентификация) по критерию совпадения средних величин потерь сухих веществ барды (ПСБ) на четырехсуточных интервалах привел к значению потерь воды - 8 %. При этом расхождение между величинами потерь сухих веществ барды, усредненными на четырехсуточных интервалах времени, составило всего 1,52 %.

Разработанная методика расчета процесса производства кормовых дрожжей на основе двумерного поиска, выполняемого по критериям совпадения двух балансовых значений массы барды и потерь сухих веществ барды в энергетическом обмене дрожжей, не требует измерения расходов потока барды и культуральной жидкости, что связано с крайней недостаточностью средств КИПиА на большинстве действующих спиртовых заводов, а тем более цехов по переработке отходов. Методика применена для анализа результатов промышленного эксперимента.

Для любого заданного соотношения потоков барды и доосахаренного сусла предложены эмпирические расчетные формулы для соотношения расходов сульфата аммония, карбамида и диаммонийфосфата, которые обеспечивают заданную остаточную концентрацию азота и минимизируют закисание культуральной жидкости.

Масса подаваемого сульфата аммония:

Мса = 0,111 *[ РСВбард(кг) + РСВсусл(кг) – РBсусл(кг)] - 0,1255 * РВсусла(кг) Масса подаваемого диаммонийфосфата:

Мда=0,0111 *[ РСВбард(кг) + РСВсусл(кг) – РBсусл(кг)] + 0,0686 * РВсусла(т) Масса подаваемого карбамида:

Мка =0,0231 *[ РСВбард(кг) + РСВсусл(кг) – РBсусл(кг)] + 0,0791 * РВсусла(кг) Сравнительные данные по расчету материальных балансов существующего процесса и процесса с использованием сахаромицетов представлены в таблице 5. Расчет выполнен для условия влажности СКД – % масс, содержания СВ в барде – 7 % масс, и максимальной нагрузке дрожжегенератора. Выполнены расчеты прироста производительности цеха при использовании дрожжегенераторов объемами 16 и 50 м3 на базе существующего заводского емкостного оборудования. Данные о рекомендуемых регламентных процессах при использовании дрожжегенераторов объемом 16 и 50 м3 приведены в таблице 6.

Показано, что экономия производственных расходов в расчете на тонну продукта составит 113,19 руб. С учетом мощности производства это даст годовую экономию в расчете 526166 руб. Себестоимость продукции снизится с 5800,69 руб/т до 5687,5 руб/т.

Предложены изменения к технологическому регламенту, даны конкретные рекомендации по доработке оборудования.

Таблица 5 - Материальные балансы базового, экспериментального и прогнозного вариантов процессов производства кормовых дрожжей Рабочий объем дрожжем Длительность цикла выращивания сахаромицетов Потери СВ в энергетическом метаболизме Достижение новых регламентных показателей рассчитывалось исходя из условия применения сусла, имеющегося на спиртовом производстве. И хотя это дает некоторое повышение технико-экономических показателей производства, из-за высокой стоимости зерна использование сусла не целесообразно в случае существенного повышения производительности цеха с заменой емкостного оборудования, в частности применения дрожжегенератора объемом 50 м3. В этом случае вместо сусла целесообразно применение ферментолизатов или гидролизатов отходов переработки сельхозпродукции (отруби, жмыхи, шроты, солома и др.).

ВЫВОДЫ

Предложенная схема организации производства кормовых дрожжей на основе спиртовой барды, обогащенной сахаросодержащей подпиткой, позволяет увеличить производительность цеха сухих кормовых дрожжей на 10 – 30 % в зависимости от объема дополнительного дрожжегенератора и концентрации переносчика кислорода.

Показано, что батарейная схема организации технологического процесса является предпочтительным способом повышения производительности вследствие ограничений на удельную скорость протока (не более 0,11) для дрожжерастильного аппарата из-за прямой зависимости концентрации белка в биомассе от времени пребывания культуры в аппарате.

Скорректирован минеральный состав среды под использование смешанной культуры дрожжей в составе штаммов, применяющихся на действующем спиртовом и дрожжевом производствах Шумбутского спиртзавода (Candida tropicalis СК-4-1 и Saccharomyces cerevisiae 1986), исключающий значительное снижение рН культуральной жидкости. С целью повышения концентрации сухих веществ в культуральной жидкости предложено часть компонентов минерального питания вносить в сухом виде.

Экспериментально подтверждена совместимость культур дрожжей с отсутствием взаимного торможения роста и размножения, отмечено наличие почкующихся сахаромицетов в дрожжерастительном аппарате без дополнительной сахаросодержащей подпитки в течение времени до 7 суток.

Предложен режим ведения процесса и осуществления подпиток, обеспечивающий повышение регламентной производительности цеха СКД с 12,36 т СКД/сут до 13,67 т СКД/сут без замены оборудования.

Предложен способ расчета материального баланса процесса культивирования ассоциации дрожжей для режима периодических подпиток посевным материалом сахаромицетов. В качестве критериев использован баланс массы сухих веществ, на основании которого определялась величина потерь массы сухих веществ культуральной жидкости в связи с окислением органических субстратов до СО2, а также величина уноса испаряемой влаги с отработанным воздухом.

Выполнен прогнозный расчет процесса производства СКД для двух значений объема дополнительного дрожжегенератора применительно к резерву имеющегося оборудования. Осуществлен расчет себестоимости продукции для условий и режимов реализации интенсивного процесса в соответствии с предложенными изменениями промышленного регламента.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Культивирование дрожжей на отходах спиртового производства / В.М. Емельянов, Р.Р. Шайхутдинов, И.С. Владимирова, Р.Т. Валеева, Н.К.

Филиппова, И.Е. Табаков // III Международный конгресс «Окружающая среда для нас и будущих поколений» Тез. докл. – Самара, 1998. – С. 26-28.

2. Патент РФ № 2136746 от 10.09.99, приоритет 17.08.98. Способ культивирования дрожжей для спиртового производства / В.М. Емельянов, Р.Р. Шайхутдинов, И.С. Владимирова, Н.К. Филиппова, Р.Т. Валеева, И.Е.

Табаков (По заявке № 98115662).

3. Филиппова, Н.К. Разработка интенсивной технологии аэробного культивирования чистой культуры спиртовых дрожжей Sacch. cerev. / Н.К.

Филиппова, В.М. Емельянов, И.С. Владимирова, Р.Т. Валеева // Биотехнология. - 2002. -№1. - С. 49-53.

4. Интенсивная технология дрожжегенерации / И.С. Владимирова, Н.К.

Филиппова, В.М. Емельянов, Р.Т. Валеева // Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Международного конгресса. Тез.

докл.- М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им Д.И. Менделеева.– 2002. – С.

201.

5. Аэробная технология генерации спиртовых дрожжей / Н.К.

Филиппова, В.М. Емельянов, Ю.П. Александровская, И.С. Владимирова, Р.Т.

Валеева // XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии.

Биомолекулярная химия и биотехнология. Тез. докл. – Казань.- 2003. – С. 6. Аэробное культивирование чистой культуры спиртовых дрожжей / Н.К. Филиппова, В.М. Емельянов, И.С. Владимирова, Р.Т. Валеева // Тез.докл. КГУ 200 лет. Секция «Новые направления исследований в биологических науках».- Казань.- 2004. – С. 78-81.

7. Разработка технологии производства спирта из крахмалистого сырья на основе аэробной дрожжегенерации / В.М. Емельянов, И.С. Владимирова, Н.К. Филиппова, Р.Т. Валеева, С.Г. Мухачев // Тез. докл. в сборнике научных докладов по НТПП 203 «Химические технологии».- Москва.- 2004.- С. 227Мухачев, С.Г. Повышение производительности цеха кормовых дрожжей, перерабатывающего послеспиртовую барду / С.Г. Мухачев, В.М.

Емельянов, И.С. Владимирова, Н.К. Филиппова, Р.Т. Валеева // Вестник Каз.

технолог. ун - та.- Казань.-2004.- № 1-2. - С. 147-155.

9. Переработка спиртовой барды смешанной культурой дрожжей / С.Г.

Мухачев, Р.Т. Валеева, Р.Р. Шайхутдинов, В.М. Емельянов, И.С.

Владимирова, Н.К. Филиппова, Ю.П. Александровская // 1-я Всероссийская научная конференция «Ресурсосберегающие, водо- и почвоохранные биотехнологии, основанные на использовании живых экосистем».Тез. докл. – Казань.- 2006.- С. 208-212.

10. Направление модернизации цеха сухих кормовых дрожжей Шумбутского спиртзавода / С.Г. Мухачев, Р.Т. Валеева, Р.Р. Шайхутдинов, В.М. Емельянов, И.С. Владимирова, Н.К. Филиппова, Ю.П., Александровская, А.М. Гумеров // Материалы IV Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий». Том 2.- Томск: изд-во ТПУ.- 2006.- С. 402- 404.

11. Биотехнологический комплекс для аэробного культивирования чистой культуры спиртовых дрожжей / В.М. Емельянов, Р.Р. Шайхутдинов, Р.Р. Филиппова, И.С. Владимирова, Р.Т. Валеева, С.Г. Мухачев, А.М.

Гумеров // Материалы IV Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий». Том 2.Томск: изд-во ТПУ.- 2006.- С. 373.

12.Валеева, Р.Т. Использование спиртовых дрожжей в производстве кормовых препаратов на основе барды / Р.Т. Валеева, С.Г. Мухачев, В.М.

Емельянов, И.С. Владимирова, Н.К. Филиппова // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2006.- № 4.- С. 20-21.

13. Мухачев, С.Г. Расчет материального баланса цеха кормовых дрожжей / С.Г. Мухачев, Р.Т. Валеева // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2007. - №1. – С. 8-9.

14. Утилизация послеспиртовой барды / А.Н. Стенькина, Р.Т. Валеева, С.Г. Мухачев // VIII Всероссийская конф. молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии». Тез. докл. - Казань: Издательство «Отечество».- 2007.- С. 232.

Издательство Казанского государственного технологического университета Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета. 420015, Казань, К. Маркса,

 
Похожие работы:

«Пиотровский Михаил Сергеевич Участие НАДФН-оксидазы плазмалеммы в генерации супероксид-анион радикала в апопласте 03.01.05 – физиология и биохимия растений Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 2012 1 Работа выполнена в лаборатории мембран растительных клеток Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук, г. Москва Научный руководитель :...»

«АБАТУРОВА АННА МИХАЙЛОВНА Изучение механизмов взаимодействия компонентов фотосинтетической цепи транспорта электрона методами компьютерного моделирования Специальность: 03.00.02 – биофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Москва - 2008 Работа выполнена на кафедре биофизики биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Научный руководитель : Доктор физико-математических наук, профессор...»

«ЛЮБЕЗНОВА Надежда Вячеславовна СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ И БИОМОРФОЛОГИЯ AGROSTIS VINEALIS ssp. PLANIFOLIA (C.Koch) Tzvel. И ANTHOXANTHUM ODORATUM L. s.l. В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА Специальность 03.00.05 – ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва 2008 2 Работа выполнена на кафедре высших растений Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : кандидат биологических наук...»

«Галанина Анна Петровна ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕНИЯ ПТИЦ (на примере района ГПКЗ Свияжский) 03.00.16. – экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань – 2008 Работа выполнена в Казанском государственном университете на кафедре зоологии позвоночных Научный руководитель : кандидат биологических наук, доцент Гаранин Валериан Иванович Официальные оппоненты : доктор биологических наук, профессор Рахимов Ильгизар...»

«Лысак Людмила Вячеславовна Бактериальные сообщества городских почв Специальность 03.02.03 – микробиология АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2010 Работа выполнена на кафедре биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный консультант : доктор биологических наук, профессор Звягинцев Дмитрий Григорьевич Официальные оппоненты : доктор биологических наук Карпачевский Лев Оскарович...»

«ИСАБАЕВ Берик Мухтарович СОСТОЯНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПОБЕРЕЖЬЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ В УСЛОВИЯХ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 03.02.01 — Ботаника, 03.02.08 — Экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Оренбург 2011 2 Работа выполнена на кафедре экологии Актюбинского государственного университета им. К. Жубанова и на кафедре ботаники и физиологии растений ГОУ ВПО Оренбургский государственный педагогический...»

«Омельченко Галина Валентиновна ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОЛЯ ДЕЛЬТОВИДНОГО И ПИЛЕЗИИ МНОГОЦВЕТКОВОЙ В БИОМОНИТОРИНГЕ УРБОСИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ Г. РОСТОВА-НА-ДОНУ) 03.02.08 – экология (биологические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов - на - Дону - 2013 2 Работа выполнена на кафедре генетики и в НИИ биологии ФГАОУ ВПО Южный федеральный университет доктор педагогических наук, кандидат Научный руководитель : биологических наук,...»

«МАТЫЧЕНКОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ РОЛЬ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КРЕМНИЯ В РАСТЕНИЯХ И СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ 03.00.12 – физиология и биохимия растений 03.00.27 – почвоведение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Пущино 2008 Работа выполнена в Институте фундаментальных проблем биологии Российской академии наук Научные консультанты: доктор биологических наук Биль Карл Яковлевич доктор биологических наук, профессор Ерохин Юрий Евдокимович...»

«ОВЧИННИКОВА АННА БОРИСОВНА ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КУЛЬТУРНЫХ ВИДОВ КАРТОФЕЛЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИМОРФИЗМА ЯДЕРНЫХ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ И ИЗМЕНЧИВОСТИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ 03.02.07. – Генетика 03.02.01. – Ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт – Петербург - 2011 -2 Работа выполнена в отделе биотехнологии и в отделе агроботаники и сохранения in situ генетических ресурсов растений Государственного научного учреждения...»

«КАРАСЕВА Надежда Петровна ВНЕШНЯЯ МОРФОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ ВЕСТИМЕНТИФЕРЫ OASISIA ALVINAE JONES 1985 (ANNELIDA: VESTIMENTIFERA) И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ СИСТЕМЫ ВЕСТИМЕНТИФЕР Специальность 03.02.04 – зоология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Москва 2012 Работа выполнена на кафедре зоологии беспозвоночных Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный руководитель :...»

«СПЕРАНСКАЯ НАТАЛЬЯ ЮРЬЕВНА СОСТАВ И ЖИЗНЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДРЕВЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ г. БАРНАУЛА Специальность 03.00.05 – ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Барнаул – 2007 2 Работа выполнена на кафедре ботаники Алтайского государственного университета, г. Барнаул Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор, Терёхина Татьяна Александровна, Алтайский госуниверситет Официальные оппоненты : доктор биологических наук,...»

«ЖЕРДЕВ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКОТОКСИЧНОСТИ ПЕСТИЦИДОВ ПО DAPHNIA MAGNA STRAUS 03.00.16 – экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов-на-Дону - 2009 2 Работа выполнена в отделе рыбохозяйственной токсикологи Азовского научноисследовательского института рыбного хозяйства (ФГУП “АзНИИРХ”) Научный руководитель : доктор биологических наук Кренева Софья Викторовна Официальные оппоненты : доктор...»

«Потапенко Наталья Христофоровна АДАПТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ШЕЛКОВИЦЫ В УСЛОВИЯХ КЛИМАТИЧЕСКОГО СТРЕССА (НА ПРИМЕРЕ НИЖЕГОРОДСКОГО ПОВОЛЖЬЯ) Специальность: 03.02.08 – экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Нижний Новгород 2011 Работа выполнена на базе Ботанического сада Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Научный...»

«ХОМИЧЕНКО Алексей Анатольевич МОДИФИКАЦИЯ ЭКЗОГЕННОЙ ГИББЕРЕЛЛОВОЙ КИСЛОТОЙ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ У TRADESCANTIA (КЛОН 02), ИНДУЦИРОВАННЫХ ОБЛУЧЕНИЕМ В МАЛЫХ ДОЗАХ 03.00.16 – экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Сыктывкар – 2008 2 Работа выполнена в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Научный руководитель – доктор биологических наук, профессор Зайнуллин Владимир Габдуллович...»

«Зиновьев Андрей Валерьевич ЗАДНЯЯ КОНЕЧНОСТЬ ПТИЦ КАК ОРГАН ДВУНОГОЙ ЛОКОМОЦИИ 03.00.08 – зоология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 1999 Работа выполнена на Кафедре зоологии позвоночных животных и общей экологии Биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: профессор, доктор биологических наук Ф. Я. ДЗЕРЖИНСКИЙ ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: профессор, доктор...»

«АТЕФ АБДЕЛЬМОХСЕН АБДЕЛЬРАХМАН АХМЕД ВЛИЯНИЕ TRICHODERMA ПОЧВ ЕГИПТА И РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН НА ОТДЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЖИВЫХ СИСТЕМ 03.01.04. – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань – 2011 Работа выполнена на кафедре биохимии ФГАОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Алимова Фарида Кашифовна Официальные оппоненты : доктор биологических наук,...»

«МОКРЯКОВА Мария Владимировна УЧАСТИЕ ПЕПТИДИЛ-ПРОЛИЛ ЦИС/ТРАНС ИЗОМЕРАЗ ARABIDOPSIS THALIANA ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РАСТЕНИЯ-ХОЗЯИНА С ПАТОГЕНОМ (специальность 03.02.07 – генетика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва 2013 Работа выполнена в лаборатории функциональной геномики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, г. Москва. Научный...»

«Спасик Светлана Евгеньевна ТОЛЕРАНТНОСТЬ ПЧЕЛ APIS MELLIFERA L. К КИСЛОРОДНОМУ ГОЛОДАНИЮ Специальности 03.02.08 – Экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Балашиха 2014 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный заочный университет Научный руководитель : доктор биологических наук Еськова Майя Дмитриевна Официальные оппоненты : Маннапов Альфир Габдуллович, доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО...»

«ШУМЕЕВ Александр Николаевич ПРЕСНОВОДНЫЕ И НАЗЕМНЫЕ ПЛАНАРИИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА Специальность: 03.00.08 – зоология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт-Петербург 2008 Работа выполнена в Лаборатории эволюционной морфологии Зоологического института Российской Академии наук. Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Ю.В. Мамкаев Официальные оппоненты : доктор биологических наук, профессор А.И. Гранович...»

«ЗЕНИНА Мария Александровна ОСТРАКОДЫ КАК ИНДИКАТОРЫ СОСТОЯНИЯ И ДИНАМИКИ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ (на примере северной части Амурского залива и акватории порта Владивосток) 03.00.18 – гидробиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Владивосток - 2009 2 Работа выполнена в Лаборатории экологии бентоса Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН Научный руководитель доктор биологических наук, старший научный сотрудник Шорников...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.