Четверта стадія процесу здійснюється в малому ферментаторі обсягом 12 - 15 м3. Апарат на 10 % заповнюють стерильною або прокип'яченою водою, уводять близько 0,5 м3 середовища й перекачують уміст попереднього апарата (2,5 - 2,7 м3). Вирощування посівного матеріалу триває 8 - 9 ч при постійному доливі середовища з розрахунку близько 1,5 - 1,7 м3 за один цикл. До кінця циклу дріжджів у середовищі повинне втримуватися 4 - 5 г/л (по сухій масі). Потім починають відбирати в основне виробництво по 1 - 1.5 м3 дріжджів у годину, додаючи одночасно свіже середовище зі змістом РВ 1 - 1,2 %. Процес триває від 5 до 10 год, після чого цикл готування посівного матеріалу відновляється.
На початку кожного циклу в лабораторії відбирають варіанти культури дріжджів, які дали найкращі результати по нагромадженню білка й швидкості росту в основному виробництві.
Якщо підприємство має більшу продуктивність й обсяг посівного матеріалу, рівний 1 - 1,5 м3/ч, недостатній, у схему готування посівного матеріалу включають п'яту стадію, тобто ще один ферментатор, в 4 - 6 разів більший по обсязі ферментатора четвертого ступеня. У цьому випадку четверту стадію процесу проводять, як третю, п'ятий апарат працює по режиму четвертої стадії, добір готових дріжджів становить 6 -7 м3/ч.
Чистоту процесу вирощування дріжджів контролюють щогодини. Проби відбирають і переглядають під мікроскопом, мертві клітини красяться метиленовою синню, а живі залишаються не пофарбованими.
При перегляді визначають кількість мертвих і клітин, що брунькуються, стосовно загальної кількості дріжджів і виражають їх у процесі. Проводять спостереження над морфологічними змінами дріжджів: визначають кількість дрібних клітин і клітин з подвійними бруньками й відзначають наявність диких дріжджів - не сахаромицетів і бактерій.
.4.4 Контроль живильних речовин і стимуляторів росту
Аміак застосовують як джерело азоту й для регулювання рН середовища при вирощуванні дріжджів, а також збільшення виходу чистого білка. У виробництві використають аміак водний технічний (ДЕРЖСТАНДАРТ 9 - 57), що представляє собою розчин газоподібного аміаку у воді.
Відсоток змісту аміаку у водяному розчині визначають по питомій вазі й титруванням. Визначають пікнометром або ареометром. При визначенні титрування 10 мол випробуваного розчину наливають за допомогою бюретки в мірну колбу ємністю 200 мол; колбу доливають до мітки дистильованої води й розчин ретельно перемішують. Потім 5 мол отриманого розчину відбирають піпеткою й переносять у колбу для титрування, розбавляють дистильованою водою до 50 мол і титрують 0,1 Н розчином Н2SО4 з індикатором метілоранжом до рожевого відтінку. Зміст аміаку:
Суперфосфат застосовується в дріжджовому виробництві як джерело фосфору необхідного дріжджам у процесі росту. Використають водорозчинні солі фосфорної кислоти. По діючий ДСТу 8382 - 57 вологість доброякісність суперфосфату повинна бути не більше 13 %; зміст що засвоївся Р2О5 не менш 19 %. Повинен бути розсипчастим, що не злежується в щільні грудки.
Визначення змісту фтору: наявність водорозчинного фтору пригнічуючи діє на процес розмноження дріжджів, тому контроль за дотриманням норм має велике значення. Кількість фтору в середовищі дріжджі-вирощувального апарата не повинне перевищувати 0,001 %.
Сірчану кислоту застосовують для очищення засівних дріжджів від бактеріальної інфекції й для регулювання рН середовища при вирощуванні дріжджів. Використають сірчану кислоту акумуляторну (ДЕРЖСТАНДАРТ 667 - 53) і контрольний технічний поліпшений (ДЕРЖСТАНДАРТ 2184 - 59).
Кукурудзяний екстракт використають у виробництві як джерело активаторів росту. По діючий ВТУ 39 - 53 (П) кукурудзяний екстракт характеризується наступними показниками. По зовнішньому вигляді - густа непрозора рідина із пластівчастою суспензією, здатної відстоюватися. Зміст сухих речовин не менш 48 %, кислотність не більше 14 %, вільного сірчистого газу стосовно сухої речовини не більше 0,5 %. Гарний екстракт дозволяє збільшити вихід на 20 - 25 %.
.4.5 Аналіз повітря подаваний у дріжджі-вирощувальний апарат
Для визначення кількості МО в повітрі, що подається в дріжджі-вирощувальні апарати, рекомендується метод пропущення певної кількості повітря через стерильну воду й потім посів цієї води в чашки Петрі для кількісного визначення МО, затриманих з повітря.
Для здійснення цього аналізу необхідний прилад, що складається з реометра й склянки Дрекселя із що приводить і відвідною трубками.
Реометр можна використати будь-якої марки, здатний пропускати 100 - 200 л повітря за 10 - 15 хв.
Якщо повітря, що вдмухує в апарати, добре очищений, то в ньому не повинне втримуватися ні цвілів, ні сторонніх дріжджових грибків. [17].
1.5 Біохімічні і мікробіологічні процеси одержання протеїну
Метаболізмом називається вся сума цілеспрямованих реакцій, що протікають під дією ферментних систем клітини, які регулюються різними зовнішніми й внутрішніми факторами. Метаболізм забезпечує всі життєві процеси в клітині залежно від середовища перебування. У результаті метаболізму відбувається збільшення розмірів клітини, її розподіл або брунькування, зростає кількість особин і загальної їхньої маси в живильному , середовищі з якої споживається частина її компонентів й яка поповнюється метаболітами клітини.
Незважаючи на величезні фізіологічні й морфологічні розходження між окремими класами, родами й видами МО, обмін речовин у клітині йде трьома центральними метаболічними шляхами:
) із зовнішнього середовища в клітину надходить енергія або у вигляді хімічної енергії органічних речовин, або у вигляді енергії сонячного світла;
) з речовин середовища, перенесених у клітину, збираються будівельні блоки, які формують біополімери клітини й синтезують макромолекули білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, жирів й інших клітинних компонентів;
) у клітині відбуваються постійні синтез і руйнування біомолекул, що виконують різні специфічні функції.
Принципові основи центральних метаболічних шляхів простежити й зрозуміти порівняно легко, хоча кожний із цих шляхів являє собою безліч різних простих і складних реакцій, частина з яких поки ще до кінця не розшифрована.
Обмін речовин у МО можна розглядати як суму 2 явищ: катаболізму представляють собою ферментативне розщеплення великих органічних молекул з виділенням вільної енергії, що запасається у вигляді зв'язків в АТФ, і анаболізму, пов'язаного з побудовою нових біополімерів клітини із простих з'єднань й, що протікає з поглинанням енергії зв'язків АТФ. У результаті цих двох паралельно поточних процесів будується тіло клітини, накопичуються необхідні клітинам запасні речовини, біологічні каталізатори й проміжні продукти обміну речовин.
Таким чином, обмін речовин складається в клітині з конструктивного й енергетичного обмінів.
Катаболізм й анаболізм - два самостійних шляхи в обміні речовин, але окремі їхні ділянки можуть бути загальними.
Швидкість плину реакцій, що беруть участь в обміні речовин клітини, залежить від складу живильного , середовища умов культивування й віку МО й, головне, від потреби клітини в кожен момент в енергії й будівельних блоках. Ріст клітин може протікати аеробним й анаеробним шляхом. Інтенсивний обмін речовин між клітиною й середовищем забезпечується великою поверхнею тіла МО, через яку відбувається надходження живильних речовин і виділення в навколишнє середовище продуктів життєдіяльності клітини. На метаболізм клітини впливають середовища, що змінюється значення рн, концентрація субстрату, рівень метаболітів у середовищі й багато інших факторів [21].
1.6 Технологічна схема одержання протеїну
Стадія процесу по вирощювання кормових дріжджів здійснюється в ферментаторі обсягом 12 - 15 м3. Апарат на 10 % заповнюють стерильною або прокип'яченою водою, уводять близько 0,5 м3 середовища й перекачують уміст попереднього апарата (2,5 - 2,7 м3). Вирощування посівного матеріалу триває 8 - 9 ч при постійному доливі середовища з розрахунку близько 1,5 - 1,7 м3 за один цикл. До кінця циклу дріжджів у середовищі повинне втримуватися 4 - 5 г/л (по сухій масі). Потім починають відбирати в основне виробництво по 1 - 1,5 м3 дріжджів у годину, додаючи одночасно свіже середовище зі змістом РВ 1 - 1,2 %. Процес триває від 5 до 10 год, після чого цикл готування посівного матеріалу відновляється.
На початку кожного циклу в лабораторії відбирають варіанти культури дріжджів, які дали найкращі результати по нагромадженню білка й швидкості росту в основному виробництві.
Готові кормові дріжджі завантажуються у ферментатор обємом 63 м3. Добавляють молочну сироватку, мінеральні солі, а також кукурудзяний екстракт. Також у ферментатор подавали повітря. Процес проходить при тиску 50 кПа та t стерилізації 130 - 140 °С.. Після цього продукт йшов на випарювання, а від сепарована рідина йшла на очищення. Потім проводили випарювання на вакуумним випаром апараті (55 - 60 °С і тиску 15 кПа) за допомогою пару и висушували на сушарці за допомогою гарячого повітря. Таким чином отримали повноцінний білок.
2. Вибір і обґрунтування
.1 Вибір ферментатора
Ферментатор обсягом 63 м3. Ферментатор цього типу являє собою вертикальний апарат циліндричної форми, виготовлений зі сталі X18H10T або біметалу з еліптичними кришкою й днищем. Даний тип ферментатора простий по своїй конструкції й працює тільки в стерильних умовах, тому для одержання білка цілком придатний. Відношення висоти до діаметра дорівнює 2,6 : 1. На кришці апарата розташо
