Использование зерно-картофельной барды

При переработке зерно-картофельного сырья выход барды составляет около 13 дал/дал спирта суточной производительности. Зерновая барда содержит 92-93% воды и 8-7% сухих веществ; картофельная барда соответственно - 95% воды и 5% сухих веществ. Сухие вещества барды состоят из белков, гемицеллюлоз, целлюлозы, сахаров, жира и минеральных веществ. В барде содержатся также витамины группы В.

Использование барды на кормовые цели. Барда является ценным кормом для животных. Простым способом ее использования является скармливание в свежем виде, однако это удобно только зимой. В другие периоды года при наличии растительного корма барда полностью не используется. При ее хранении в ней развиваются различные микроорганизмы, барда темнеет, приобретает кислый запах и вкус, становится непригодной для скармливания. Для длительного хранения барда должна консервироваться.

Консервирование барды осуществляют путем молочнокислого брожения. Барду сливают в траншеи и добавляют в нее сечку, полову и другие грубые корма. Вместе с бардой в первые двое суток в нее добавляют молочнокислую закваску, которую готовят на грубом фильтрате барды. Температура барды при сливе закваски должна быть 50- 55°С. В последующие дни закваска не добавляется. Молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение барды. Молочная кислота, образовавшаяся при брожении, является антисептиком и предохраняет барду от развития вредных микроорганизмов. Консервированная барда охотно поедается животными.

Для хранения барды, учета ее и отпуска потребителям спирто- завод должен иметь бардяное хозяйство и бардораздаточную станцию (рис. 5.46). Барда из брагоректификационного аппарата поступает в бардосборники 1, а затем через регулятор напора 2 в автоматические счетчики 3. По одному из них через трубу А барда поступает на откормочный пункт, а по второму - в мерники 4 для отпуска потребителям. В тех случаях, когда поступление барды в бардосборники превышает отпуск ее, избыток барды по чересной трубе Б поступает в бардяные траншеи 5 для консервирования. Из траншеи она поступает в сборник 6 и насосом 7 по трубопроводу 8 подается в бардосборники для отпуска потребителям.

Получение кормовых дрожжей на зерно-картофельной барде. Зерно-картофельная барда служит ценным белковым кормом. Однако незначительная концентрация сухих веществ в барде (около 7%) не позволяет использовать ее для откорма крупного рогатого скота, свиней, птиц, для которых требуется белковый корм в концентрированном виде, лучше всего в виде кормовых дрожжей. ВНИИФС разработал способ переработки зерно-картофельной барды с получением кормовых дрожжей и вторичной барды. Кормовые дрожжи предназначены для откорма молодняка, а вторичная барда - для откорма взрослых животных.

Для выращивания кормовых дрожжей на зерно-картофельной барде применяют дрожжеподобные грибы Кандида тропикалис СК-4. Технологическая схема производства кормовых дрожжей показана на рис. 5.47.

Барду необходимо прежде всего отделить от дробины, для этого ее фильтруют через сито с отверстиями диаметром 0,5-0,7 мм. Фильтрат барды охлаждают в теплообменнике до 35°С и направляют в дрожжерастильные чаны; в качестве дополнительного питания добавляют углекислый или сернокислый аммоний 0,15-0,2% к объему питательной среды. Маточные дрожжи выращивают в начале производственного сезона в аппарате чистой культуры. В дальнейшем в качестве засевных дрожжей применяют часть дрожжевого молока (15-20%) после сепаратора, которое непрерывно поступает в дрожжерастильный чан.

Дрожжи выращивают непрерывно. При выращивании дрожжей поддерживают температуру 34-35°С и непрерывно продувают воздух. Длительность выращивания дрожжей около 6 ч. Дрожжи выращивают при pH 5,0-5,6, так как при такой кислотности среды замедляется развитие инфекции. Для поддержания указанного pH в дрожжерастильный чан добавляют серную кислоту. Бражка из дрожжерастильного чана проходит через деэмулыатор для гашения пены.

Выделение дрожжей из дрожжевой бражки производят в две ступени: на центрифуге и дрожжевых сепараторах. На центрифуге отделяют более крупные частицы, препятствующие работе дрожжевых сепараторов. Из центрифуг дрожжевую бражку подают на дрожжевой сепаратор, где получают дрожжевое молоко. Это дрожжевое молоко смешивают с массой, отделенной в центрифуге, и полученную смесь направляют в сушилку. Дрожжи высушивают до влажности 10%, расфасовывают и взвешивают. Полученные товарные дрожжи состоят из вновь выращенных кормовых дрожжей Кандида тропикалис и остаточных спиртовых дрожжей сахаромицетов, а также мелких частиц барды. Выход сухих товарных дрожжей составляет 22-24 кг из 1 м³ исходной барды.

Обездрожженную бражку из сепаратора (фугат) смешивают с отделенной дробиной и вместе с ней в виде так называемой вторичной барды направляют для корма скота; добавлением углекислого аммония можно полностью возместить во вторичной барде весь азот, унесенный дрожжами.

Получение хлебопекарных дрожжей на зерно-картофельной барде. Зерно-картофельная барда в натуральном виде непригодна как питательная среда для выращивания хлебопекарных дрожжей. Если осахарить содержащиеся в барде крахмал и декстрины плесневыми грибами и удалить дробину и отработанные дрожжи, то можно получить питательную среду для выращивания хлебопекарных дрожжей. Количество сахаров в барде при обработке грибной культурой увеличивается в два-три раза. ВНИИФС разработал следующую технологическую схему получения хлебопекарных дрожжей на зерно-картофельной барде:

Барду из брагорекгификационного аппарата охлаждают в теплообменнике и подают в осахариватель, где осахаривают культурой плесневых грибов. После осахаривания барду направляют на вращающееся барабанное сито для отделения дробины. Часть полученного грубого фильтрата (около 3%) идет для выращивания плесневых грибов, а остальное количество подают на камерный сепаратор. Осадок, отделенный на сепараторе, состоит из отработанных дрожжей и взвешенных частиц барды. Этот осадок содержит 25-30% сухих веществ, основной частью которых (примерно около половины) являются белки. Поэтому его называют белковым концентратом. Последний можно использовать в качестве корма для животных в том виде, в каком его получают из сепаратора, или высушивать его в барабанной сушилке отходящими топочными газами.

Осветленную на сепараторе барду охлаждают в теплообменнике и направляют для выращивания засевных и товарных дрожжей периодическим способом при 30-32°С. Засевные дрожжи выращивают на осветленной барде с добавлением осахаренной массы в количестве около 0,3% к объему барды. Для лучшего использования крахмала и декстринов осахаренной массы ее осахаривают глубинной культурой плесневых грибов и осветляют на сепараторе. Выращенные засевные дрожжи подают на дрожжевой сепаратор. Полученное дрожжевое молоко смешивают с холодной водой и вновь возвращают на сепаратор. Промытое и сгущенное дрожжевое молоко перекачивают на фильтрпресс и получают прессованные засевные дрожжи (влажность 75%). Такие дрожжи готовят два-три раза в месяц и хранят в холодильнике. Товарные дрожжи выращивают в дрожжерастильном чане. В среду для выращивания - осветленную на сепараторе барду - добавляют углекислый аммоний в количестве 0,2%. При выращивании дрожжей pH увеличивается; для поддержания оптимального pH 4,8-5,5 в дрожжерастильный чан вводят разбавленную серную кислоту. Дрожжевую бражку из дрожжерастильного чана подают на дрожжевые сепараторы, где дрожжи отделяют от бражки, промывают и сгущают. Дрожжевое молоко подают на фильтр-пресс, затем прессованные дрожжи формуют на формовочной машине, расфасовывают и направляют на склад готовой продукции. Выход хлебопекарных дрожжей влажностью 75% составляет 11,5 кг из тонны барды. Качество полученных дрожжей соответствует требованиям ГОСТа на дрожжи прессованные хлебопекарные. К обездрожженной бражке добавляют дробину, отделенную на барабанном сите, и раствор углекислого аммония или мочевины в количествах, соответствующих количеству азота, выведенного из барды с белковым концентратом. Полученную вторичную барду используют для корма скота.

Производство кормового биомицина в комплексе с витамином B_n. Биомицин (ауреомицин, хлортетрациклин) является антибиотиком, который широко применяется в качестве профилактического и лечебного средства при желудочных заболеваниях свиней, молодняка крупного рогатого скота и птицы. Употребление биомицина в кормовом рационе способствует увеличению привеса животных. Продуцентом биомицина служит лучистый грибок (актиномицет)

Актиномицес ауреофациенс. Этот актиномицет продуцирует также витамин B₁₂. Применение витамина B₁₂ в животноводстве стимулирует рост молодняка, содействует усвоению белка организмом. Для увеличения выпуска кормового биомицина на некоторых спиртовых заводах организовано производство препарата БКВ (биомицин кормовой витаминизированный).

Актиномицет Актиномицес ауреофациенс на спиртовых заводах выращивают глубинным способом на специальной питательной среде. Исходным посевным материалом (маточной культурой) служат споры Актиномицес ауреофациенс штамм Л СБ-16, приготовленные на пшене и получаемые во флаконах; более активный штамм ЛСБ-2201. Состав питательной среды для выращивания Актиномицес ауреофациенс приведен в табл. 5.7.

Таблица 5.7. Состав питательной среды

Величина pH питательной среды 6,6-6,7, что достигается добавлением извести или раствора едкого натра; воду приливают до заданного объема.

Получение посевного материала в колбах. Споры актиномицета выращивают в колбах емкостью 750-1000 мл на питательной среде указанного состава, но без хлористого кобальта, роданистого бензила и пеногасителя. Количество колб зависит от потребного количества мицелиальной культуры. Колбы с питательной средой стерилизуют в автоклаве при давлении 1,2 ати в течение 40 мин. После охлаждения питательной среды до 28-30°С в каждую колбу стерильно вносят по 20-30 зерен пшена со спорами культуры.

Колбы ставят на качалку и выращивание производят при температуре 26-28°С в течение 24-30 ч. Из полученной мицелиальной культуры (первая расплодка) выращивают мицелиальную культуру в нескольких колбах (вторая расплодка), в зависимости от требуемого объема засев- ной культуры для посевных аппаратов. В каждую из колб емкостью 750-1000 см³ наливают по 200 см³ питательной среды и все колбы помещают в автоклав для стерилизации среды при давлении 1,2 ати в течение 40 мин. После стерилизации охлаждают до 30°С и в каждую колбу стерильно вносят 5-6 см³мицелиальной культуры из колбы первой расплодки и все колбы ставят на качалку и выращивают при 26-28°С в течение 24-30 ч. Одну-две колбы из числа приготовленных оставляют для засева среды в посевных аппаратах.

Посевной аппарат представляет собой цилиндрический сосуд со сферическим днищем и крышкой. Питательную среду для посевного аппарата применяют такого же состава, но без хлористого кобальта. Питательную среду приготовляют в смесителе. Вначале набирают 2/3 необходимого количества воды и все количество барды, а затем засыпают всю муку. Полученную смесь нагревают при перемешивании до 50-60°С, после чего в нее последовательно загружают азотнокислый аммоний, хлористый натрий, углекислый кальций и 50% кашалотового жира (остальное количество его вносится при выращивании в посевном аппарате для гашения пены). Роданистый бензил вносят в посевной аппарат. После внесения всех компонентов в смеситель добавляют воду до требуемого объема, учитывая объем конденсата пара, который образуется при стерилизации. Среду в смесителе нагревают до 90- 95°С, затем проверяют ее объем и величину pH, которая должна быть 6,6-6,7 (это достигается добавлением извести или раствора едкого натра). После этого производят стерилизацию при 125°С, При этой температуре среду выдерживают 20-25 мин,после чего она избыточным давлением 1,2-1,3 ативытесняется в посевной аппарат. Среду в нем выдерживают 10-15 минпри 125-130°С, затем охлаждают ее до 27- 28°С, после чего производят посев мицелиальной культуры из колб.

Процесс выращивания в посевном аппарате ведут при постоянной аэрации стерильным воздухом и перемешивании с поддержанием температуры 27-28°С. Продолжительность выращивания посевной культуры 30-36 ч. Готовый посевной материал используют для посева производственных ферментаторов.

Ферментация биомицина и витамина B₁₂ в производственных ферментаторах. Для приготовления питательной среды в специальный чанок набирают около 35-40% воды от количества, рассчитанного на приготовление питательной среды, и при перемешивании в нее вносят азотнокислый аммоний, хлористый натрий, хлористый кобальт, углекислый кальций и половину пеногасителя. Вторая половина пеногасителя и роданистый бензил вносятся в питательную среду в ферментатор. Внесенные составные части в чанке перемешивают с водой, нагревают смесь до 40-45°С и загружают отдельными порциями все количество муки. Содержимое чанка размешивают до получения равномерного замеса, а затем выкачивают его насосом в смеситель. В последний загружают также все количество барды. Среду в смесителе нагревают до 80-90° и проверяют величину pH, которая должна быть 6,6-6,7. Для достижения этой величины pH к среде добавляют необходимое количество извести или раствора едкого натра. Приготовленную среду стерилизуют в стерилизаторе при 125-130°С с последующей выдержкой в стерилизаторе в течение 10-15 мин. Стерилизованную среду охлаждают в теплообменнике до 27-28°С и направляют в ферментаторы. Посев в ферментаторы производят мицелиальной культурой из посевных аппаратов. Количество посевного материала должно составлять 10-12% к объему питательной среды.

Процесс ферментации производят при температуре 26-28°С, постоянной аэрации стерильным воздухом и давлении в ферментаторе 0,2-0,3 ати.

Длительность процесса выращивания составляет 36-42 ч. Через 30 ч быстро накапливается биомицин и повышается pH (7,0-7,2). Накопление биомицина при этом прекращается.

Отделение осадка и сушка препарата. По окончании процесса в культуральной жидкости до 10% образовавшегося биомицина и значительная часть (25-30%) витамина B₁₂ находятся в растворенном состоянии. Культуральную жидкость перекачивают в сборник, где подщелачивают раствором кальцинированной соды до pH 7,5-8,0. Находящийся в растворе биомицин выпадает в осадок. Осадок мицелия и взвешенные частицы отделяют от жидкости фильтрацией на фильтр-прессах. При длительной фильтрации наблюдается заметное падение активности культуральной жидкости, что отражается на выходе готовой продукции. Для устранения потерь от инактивации при затяжной фильтрации рекомендуется добавлять пиросульфит натрия Na₂S₂O₅ в качестве консерванта. Для ускорения фильтрации культуральную жидкость подогревают перед фильтрацией до 45-50°С, Полученный при фильтрации осадок представляет собой влажный биомициновый концентрат. Для длительного хранения его высушивают до влажности 8-10%.

Производство углекислого аммония. Углекислый газ, выделяющийся при спиртовом брожении, можно использовать для производства углекислого аммония, который хорошо заменяет белок в рационе крупного рогатого скота. Углекислый аммоний получают при взаимодействии углекислого газа с аммиаком, применяемым в виде раствора (аммиачная вода). Для корма скота целесообразно готовить 40%-ный раствор углекислого аммония, так как его можно вводить непосредственно в корм; при применении же сухой соли ее необходимо предварительно измельчать и затем готовить раствор. Кроме того, на спиртовом заводе легче организовать производство раствора углекислого аммония, чем сухой соли.

Аммиачная вода с содержанием 25% аммиака поступает на спиртовой завод в железнодорожных цистернах и направляется в хранилище. Отсюда ее подают через сборник и дозатор в сатуратор. По пути в сатуратор аммиачная вода разбавляется водой до концентрации аммиака 17%. Углекислота из бродильных чанов подается компрессором, повышающим ее давление до 0,3-0,6 агш, в сатуратор через барботер. В сатураторе протекает реакция

2NH₄OH + CO₂ = (NH₄)₂ CO₃ + H₂O + 7950 кал

Время взаимодействия аммиака и углекислого газа должно составлять не менее 25 мин, температура реакционной смеси 40°С. Для отвода избыточного количества тепла сатуратор оборудован водяной рубашкой.

Раствор, содержащий 40% углекислого аммония, непрерывно отводят из сатуратора через декантатор, в котором раствор отделяется от газа, захваченного жидкостью. Выделившийся в декантаторе углекислый газ отводят обратно в сатуратор. Раствор углекислого аммония из декантатора поступает в сборник, а из него в хранилище готового продукта. Его можно размещать на открытом воздухе, так как раствор углекислого аммония имеет низкую температуру замерзания.