Концентрирование ферментных растворов в производстве спирта

Глубинные культуры микроскопических грибов в жидком виде не могут сохраняться длительный срок без потери активности, перевозить их на большие расстояния вследствие значительного содержания в них воды (до 85-90%) также экономически не всегда оправдано. Поэтому при организации снабжения культурой спиртовых заводов целесообразно ее предварительно концентрировать.

Концентрирование культур можно осуществлять на вакуум-выпарных установках с получением сиропов при температурах, обеспечивающих сохранение ферментов, или на распылительных сушилках с получением порошкообразного ферментного препарата. Однако эти способы сопровождаются значительными потерями активности (до 50%) и поэтому не нашли распространения на спиртовых заводах. Начиная с семидесятых годов был разработан и внедрен на Мичуринском экспериментальном заводе способ концентрирования глубинных культур ультрафильтрацией.

Способ основан на проведении процесса фильтрации через ряд полупроницаемых мембран, в результате чего ферменты и другие высокомолекулярные вещества задерживаются или выводятся из аппарата в виде ультраконцентрата (концентрированного сиропа). Вода и часть низкомолекулярных веществ (пермеат) проходят через мембраны и также удаляются.

Принципиальная схема ультрафильтрационной установки для концентрирования ферментных препаратов.

Перед подачей на установку чистая жидкая культура с достаточной ферментативной активностью направляется на фильтр-пресс и суперцентрифугу. После отделения мицелия и других взвешенных частиц очищенная культуральная жидкость из сборника 2 насосом 1 через вентиль 4 подается в установку, разделенную на три циркуляционных контура, каждый из которых имеет циркуляционный насос 3, пять последовательно установленных ультрафильтрационных аппаратов 6 (I, II, III, IV, V), теплообменник 7, регулирующий вентиль 8, расходомер 5. Контуры последовательно связаны переточными коммуникациями с регулирующими вентилями. В первом контуре А установлено 175 фильтрующих элементов (по 35 в каждом аппарате), во втором контуре 5-130 элементов (по 26 в каждом аппарате), в третьем контуре В – 95 элементов. Общая поверхность фильтрующих элементов в установке составляет 400-0,3 = 120 м² (где 0,3 – поверхность фильтрующего элемента, м²).

Главная часть фильтрующих элементов – полупроницаемые мембраны с определенным диаметром пор.

Режим движения жидкости по каналам – турбулентный, при этом температура ее увеличивается. Для отвода теплоты в каждом контуре устанавливается теплообменник 7, в котором в качестве охлаждающего агента применяется вода. При прохождении контура А концентрация сухих веществ в культуральной жидкости увеличивается с 1-2 до 4-5%, в контуре Б повышается до 8-9% и в контуре В – до 20%. Фильтрат из каждого контура удаляется, а концентрат отводится в отдельный сборник или разливается в бачки из нержавеющей стали или полиэтиленовые канистры и транспортируется потребителям.

Потери активности при ультрафильтрации составляют до 15% в пересчете на первоначальную активность исходной осветленной культуральной жидкости.

При использовании концентрированных препаратов на станции осахаривания применяют обычное оборудование для дозирования ферментных осахаривающих материалов.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..