RU2050788C1

RU2050788C1 - Method and addition for production of protein-vitamin addition

Info

Publication number: RU2050788C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Тумченок
Original assignee: Хабаровский завод металлоконструкций
Priority date: 1991-10-10
Filing date: 1991-10-10
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: mineral impurities are separated from lignin in homogenizer 1, and diluted with after-yeast residue to a concentration of 2-12 g/l. Lignin is neutralized before homogenization with ammonia water or lime milk pH 3.5-5.5 and disintegrate is added from disintegrator 6 and directed into disperser 2 which comprises rotor 3 and stator 4 provided with aligned holes 3 where suspended matter is subjected to cavitation hydraulic-impact dispersion to the particle size commensurable with the size of bacteria, i.e. about 1 micron. Mixture is directed into biocultivator 7 comprising alternating vegetable 8 and blow 9 chambers with false bottoms therebetween. Chambers 8 communicate with each other through overflow pipes 11 and contain granular immobilizing packing 12. After growth of biomass the substrate is discharged into device 15 for filtering separation of clarified water on a circular flexible filtering partition. Concentrate of biomass moves into disintegrator 6 while surplus disintegrate, into drier 16. EFFECT: improved functional and operating characteristics. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике выработки (БВД) на субстратах утилизации углеродсодержащих отходов, например, последрожжевого остатка (ПДО), лигнина и других стоков и может быть использовано на очистных сооружениях гидролизного завода. The invention relates to a production technique (BVD) on substrates for the utilization of carbon-containing waste, for example, post-yeast residue (PDO), lignin and other effluents, and can be used in sewage treatment plants of a hydrolysis plant.

Известен способ выработки БВД, при котором приготавливают субстрат с нейтрализацией аммиачной водой или известковым молоком, выращивают на субстрате аэробные микроорганизмы, в частности кормовые дрожжи, отделяют последрожжевой остаток (ПДО), микроорганизмы промывают, дезинтегрируют с разрушением оболочек и освобождением физиологически активных веществ (ФАВ), дезинтеграт стерилизуют нагревом до 90-95^оС и используют в качестве добавки в корма из расчета 5 г на 1 кг живого веса животных и птицы, недостатком которого является убыточность производства БВД из-за низкой степени и эффективности утилизации отходов.There is a known method for producing BVD, in which a substrate is prepared with neutralization with ammonia water or milk of lime, aerobic microorganisms are grown on the substrate, in particular fodder yeast, post-yeast residue is separated, microorganisms are washed, disintegrated with the destruction of shells and the release of physiologically active substances (FAV) , dezintegrat sterilized by heating to 90-95 ^{° C} and used as an additive in the feed rate of 5 g per 1 kg of live weight of the animals and birds, the disadvantage of which is the loss ratio of direct duction BVD due to the low degree of efficiency and waste disposal.

Цель изобретения повышение рентабельности достигается тем, что в качестве компонентов субстрата применяют ПДО и нейтрализованный лигнин с выполнением соотношения между углеродом и азотом равным (100:5) (100:1), взвеси субстрата измельчают до размеров бактерий или их ассоциаций, микроорганизмы выращивают в биорастительном аппарате, отделяют бактерии фильтрованием, биомассу бактерий дезинтегрируют в поле центробежных сил гидродинамическим, кавитационным и тепловым воздействием с разрушением оболочек и освобождением физиологически активных веществ (ФАВ), часть ФАВ смешивают с субстратом и применяют в качестве биостимулятора роста и размножения микроорганизмов, а избыточную часть ФАВ используют в качестве БВД. The purpose of the invention is to increase profitability by the fact that PDO and neutralized lignin are used as substrate components with the ratio between carbon and nitrogen being equal to (100: 5) (100: 1), the suspension of the substrate is crushed to the size of bacteria or their associations, microorganisms are grown in bio-plant apparatus, bacteria are separated by filtration, the biomass of bacteria is disintegrated in the field of centrifugal forces by hydrodynamic, cavitation and thermal effects with the destruction of shells and the release of physiologically active x substances (RFO) RFO part is mixed with the substrate and used as a bio-stimulator of growth and reproduction of microorganisms, and the excess portion of PAM used as BVD.

Известно устройство для осуществления способа, содержащее смеситель приготовления субстрата, сообщенный с измельчителем взвесей и по гомогенизированному субстрату с биорастительным аппаратом и далее с микрофильтром для отделения биомассы с дезинтегратором для получения ФАВ и стерилизатором выработки БВД, имеющее недостатки способа. A device for implementing the method is known, comprising a mixer for preparing a substrate communicated with a grinder of suspensions and, via a homogenized substrate, with a bio-growth apparatus and further with a microfilter for separating biomass with a disintegrator to obtain a surfactant and a sterilizer for producing BVD, which has the disadvantages of the method.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что измельчитель выполнен в виде цилиндрического корпуса, с установленном в нем ротором, при этом кольцевой канал между корпусом и ротором образован перфорированными кольцами, установленными на упругих прокладках, причем корпус измельчителя по субстрату сообщен с корпусом биорастительного аппарата, содержащего бактерийрастительные и дутьевые камеры, причем на горизонтальных перфорированных перегородках размещена зернистая абразивная иммобилизационная насадка, плотность которой меньше плотности субстрата, например, керамзит, вспученный перлит, кокс и т.д. причем бактерийрастительные камеры сообщены между собой переливными трубами, а патрубком камера сообщена с микрофильтром и по биомассе с дезинтегратором, причем микрофильтр содержит корпус с патрубком подвода субстрата и патрубками отвода разделенных сред, ведущий вал с приводной ступицей и шарниром приводного вала, на котором смонтированы нижний и верхний диски, на боковых поверхностях которых закреплены фильтровальная кольцевая перегородка, причем верхний конец приводного вала установлен в опоре вращения установлен в дополнительной приводной ступице дополнительного приводного вала. Выполнение измельчителя с перфорированными кольцами, установленными на упругих прокладках, обеспечивает тонкое измельчение взвесей кавитационными воздействиями, возникающими при опорожнении отверстий перфорированных колец в поле центробежных сил. При опорожнении отверстий колец в них возникает разрежение, появляются пузырьки пара, которые схлопываются новыми порциями жидкости. Гидродинамические удары в пустотах при конденсации пара разрушают взвеси с гомогенизацией субстрата. В бактерийрастительных камерах биорастительного аппарата происходит наращивание биомассы бактерий на биогенных элементах питания субстрата при барботировании воздухом из дутьевых камер, причем абразивная насадка разрушает старые и мертвые клетки бактерий, освобождая ФАВ для молодых клеток. В микрофильтре создаются торможения перемещения осадка по стрелке А и ускорения по стрелке Б, что позволяет глубоко отделять субстрат от биомассы и соответственно отделять продукты жизнедеятельности бактерий. The proposed device differs from the known one in that the shredder is made in the form of a cylindrical body with a rotor installed in it, while the annular channel between the body and the rotor is formed by perforated rings mounted on elastic gaskets, and the chopper body is in communication with the housing of the bio-growth apparatus containing bacterial growth and blast chambers, and on the horizontal perforated partitions there is a granular abrasive immobilization nozzle, the density of which th less-density substrate, such as expanded clay, expanded perlite, coke, etc. moreover, the growth chambers are interconnected by overflow pipes, and the chamber is connected to the microfilter and via the biomass with a disintegrator, the microfilter comprising a housing with a substrate supply pipe and branch pipes for separating media, a drive shaft with a drive hub and a drive shaft hinge, on which the lower and upper disks, on the lateral surfaces of which a filter annular partition is fixed, and the upper end of the drive shaft is mounted in a rotation support; second drive hub further drive shaft. The implementation of the grinder with perforated rings mounted on elastic gaskets provides fine grinding of suspensions by cavitation effects that occur when emptying the holes of perforated rings in the field of centrifugal forces. When the holes of the rings are emptied, a rarefaction occurs in them, vapor bubbles appear, which collapse with new portions of liquid. Hydrodynamic shocks in voids during steam condensation destroy suspensions with homogenization of the substrate. In the bacterial growth chambers of the bioregulation apparatus, the biomass of bacteria grows on the biogenic nutrients of the substrate during air sparging from the blast chambers, and the abrasive nozzle destroys old and dead bacteria cells, freeing up the FAV for young cells. In the microfilter, inhibitions of sediment movement along arrow A and acceleration along arrow B are created, which allows you to deeply separate the substrate from the biomass and, accordingly, to separate the bacteria vital products.

На фиг. 1 показан общий вид установки; на фиг. 2 микрофильтр, продольный разрез. In FIG. 1 shows a general view of the installation; in FIG. 2 microfilter, longitudinal section.

Установка для осуществления способа содержит смеситель 1, сообщенный с корпусом 2 измельчителя, с установленным в нем ротором 3, при этом кольцевой канал 4 между корпусом 2 и ротором 3 образован перфорированными кольцами 5, установленными на упругих прокладках 6, причем корпус 2 измельчителя по субстрату сообщен с корпусом 7 биорастительного аппарата, содержащего бактерийрастительные камеры 8 и дутьевые 9, причем на горизонтальных перфорированных перегородках 10 размещена зернистая абразивная иммобилизационная насадка 11, причем бактерийрастительные камеры 8 сообщены между собой переливными трубами 12. Верхняя камера 8 патрубком 13 сообщена с атмосферой, а нижняя патрубком 14 с микрофильтром 15 и по биомассе с дезинтегратором 16, причем микрофильтр 15 содержит корпус 17 с патрубком 18 подвода субстрата и патрубками 19 и 20 отвода продуктов разделения, ведущий вал 21 с приводной ступицей 22 и шарниром 23 приводного вала 24, на котором смонтированы нижний 26 и верхний 26 диски, на боковых поверхностях которых закреплена кольцевая перфорированная перегородка 27, причем верхний конец приводного вала 24 установлен в опоре вращения 28 в дополнительной приводной ступице 29 дополнительного приводного вала 30. Верхний диск 26 установлен на упругом элементе 31 на шайбе 32 приводного вала 24. Нижний диск 25 выполнен с напорной полостью 33 и загрузочными окнами 34, а верхний диск 26 снабжен разгрузочными окнами 35. Установка выполнена со стерилизатором 36 БВД. The installation for implementing the method comprises a mixer 1, connected with the body 2 of the chopper, with the rotor 3 installed in it, while the annular channel 4 between the body 2 and the rotor 3 is formed by perforated rings 5 mounted on elastic gaskets 6, and the body 2 of the grinder is communicated by the substrate with a housing 7 of a bio-growth apparatus containing bacterial growth chambers 8 and blasting 9, moreover, a granular abrasive immobilization nozzle 11 is placed on horizontal perforated partitions 10, moreover, the bacteriostru The chamber 8 is interconnected by overflow pipes 12. The upper chamber 8 by a pipe 13 is in communication with the atmosphere, and the lower pipe 14 with a microfilter 15 and biomass with a disintegrator 16, and the microfilter 15 contains a housing 17 with a substrate supply pipe 18 and branch pipes 19 and 20 separation products, the drive shaft 21 with the drive hub 22 and the hinge 23 of the drive shaft 24, on which the lower 26 and upper 26 disks are mounted, on the lateral surfaces of which an annular perforated partition 27 is fixed, the upper end of the drive shaft and 24 is installed in the rotation support 28 in the additional drive hub 29 of the additional drive shaft 30. The upper disk 26 is mounted on the elastic element 31 on the washer 32 of the drive shaft 24. The lower disk 25 is made with a pressure cavity 33 and loading windows 34, and the upper disk 26 is provided unloading windows 35. Installation is made with a sterilizer 36 BVD.

В предлагаемой установке способ осуществляют следующим образом. In the proposed installation, the method is as follows.

В смеситель 1 поступает ПДО и другие стоки гидролизного завода и корректируются по углероду за счет ввода нейтрализованного лигнина, прошедшего предварительное грубое измельчение и освобождение от минеральных включений. Субстрат из смесителя 1 поступает в корпус 2 измельчителя. При вращении ротора 3 под действием центробежных сил инерции субстрат выбрасывается из отверстий перфорированного кольца 5 в кольцевой канал 4 и скоростное давление переходит в статическое и при более высоком давлении субстрат вновь всасывается в отверстия перфорированного кольца ротора 3, подобные трансформации происходят многократно, что повышает давление в кольцевом канале 5. При выбросе субстрата из отверстий перфорированного кольца 5 ротора 3 в них создается разрежение и образование пузырьков пара, который конденсируется новыми порциями субстрата. Объем конденсата меньше объема пара, и в пустоты устремляется субстрат, и при схлопывании пузырька гидродинамическими и кавитационными воздействиями разрушаются частицы взвесей, в том числе лигнина. Одновременно взвеси измельчаются срезающими усилиями в кольцевом канале 4 выступами и впадинами перфорированных колец 5. Гомогенизированный субстрат поступает в биорастительный аппарат 7, в котором на перфорированных перегородках 10 при барботировании воздухом из дутьевых камер 9 происходит наращивание биомассы бактерий с коротким циклом генерации порядка 20-30 мин в сравнении с 4 ч для кормовых дрожжей. При барботировании зернистая абразивная иммобилизационная насадка разрушает оболочки старых и мертвых бактерий, освобождающиеся ФАВ являются биостимуляторами размножения и роста бактерий. Благодаря иммобилизационной насадке наблюдается сукцессия, т.е. использование продуктов жизнедеятельности бактерий с вышележащих камер 8 на нижележащих, причем бактерии адаптируются к изменению биогенного питания по высоте аппарата 7. Из патрубка 14 субстрат с взвешенными в нем микроорганизмами поступает в микрофильтр 15. Субстрат из патрубка 18 поступает в напорную камеру 33 и через окна 34 на кольцевую фильтровальную перегородку 27, жидкость проницает ее и в факеле распыла из корпуса 17 ее отводят в факеле распыла совместно с воздухом по тангенциальному патрубку 19. При вращении дополнительной ступицы 29 фильтровальная перегородка 27 изменяет свое положение в пространстве, а это приводит к торможению перемещения осадка по стрелке А и его перемещению по стрелке Б, причем перемещение по стрелке Б преобладает за счет подпора поступающего субстрата. Осадок выгружается через окна 35 и выводится из корпуса 17 в факеле распыла по тангенциальному патрубку 20 в дезинтегратор 16, принцип работы которого совпадает с принципом работы измельчителя 2. Часть дезинтеграта возвращают в биорастительный аппарат 7 в качестве биостимулятора наращивания биомассы, а избыточную часть в стерилизаторе 36 нагревают до 90-95^оС и используют в качестве БВД корма птицы и животных.The mixer 1 receives PDO and other effluents of the hydrolysis plant and is adjusted for carbon by introducing neutralized lignin that has undergone preliminary coarse grinding and is free from mineral inclusions. The substrate from the mixer 1 enters the housing 2 of the grinder. When the rotor 3 rotates under the action of centrifugal inertia, the substrate is ejected from the holes of the perforated ring 5 into the annular channel 4 and the high-speed pressure becomes static and, at higher pressure, the substrate is again sucked into the holes of the perforated ring of the rotor 3, such transformations occur many times, which increases the pressure in annular channel 5. When the substrate is ejected from the holes of the perforated ring 5 of the rotor 3, rarefaction and formation of vapor bubbles are created in them, which condenses with new tions of the substrate. The volume of the condensate is less than the volume of the vapor, and the substrate rushes into the voids, and when the bubble collapses by hydrodynamic and cavitation influences, particles of suspended matter, including lignin, are destroyed. At the same time, the suspensions are crushed by shearing forces in the annular channel 4 by the protrusions and depressions of the perforated rings 5. The homogenized substrate enters the bio-growth apparatus 7, in which bacterial biomass with a short generation cycle of about 20-30 minutes builds up on the perforated partitions 10 when air is bubbled from the blast chambers 9 compared to 4 hours for fodder yeast. When bubbling, a granular abrasive immobilization nozzle destroys the shells of old and dead bacteria, the released surfactants are biostimulants of the reproduction and growth of bacteria. Due to the immobilization nozzle, succession is observed, i.e. the use of bacterial vital products from the overlying chambers 8 to the underlying chambers, and the bacteria adapt to changing the nutrient supply along the height of the apparatus 7. From the nozzle 14, the substrate with microorganisms suspended in it enters the microfilter 15. The substrate from the nozzle 18 enters the pressure chamber 33 and through the windows 34 on the annular filter baffle 27, the liquid penetrates it and in the spray torch from the housing 17 it is diverted in the spray torch together with air through the tangential pipe 19. When rotating the additional hub 29 fi the separation wall 27 changes its position in space, and this leads to inhibition of the movement of sediment along arrow A and its movement along arrow B, and the movement along arrow B prevails due to the backing of the incoming substrate. The precipitate is discharged through windows 35 and is discharged from the body 17 in a spray torch along the tangential pipe 20 to the disintegrator 16, the principle of operation of which coincides with the principle of operation of the grinder 2. Part of the disintegrate is returned to the bio-growth apparatus 7 as a biostimulator of biomass accumulation, and the excess part in the sterilizer 36 heated to 90-95 ^about C and used as BVD feed of poultry and animals.

Применение БВД на 20-30% снижает расход кормов, на 30-40% повышается яйценосность, надои молока, привесы мяса, сокращается падеж молодняка, улучшается генетика родительского стада. БВД по себестоимости на 30-40% ниже себестоимости гидролизных кормовых дрожжей, что повышает рентабельность работы гидролизного завода. The use of BVD reduces feed consumption by 20-30%, egg production, milk yield, weight gain are increased by 30-40%, young mortality is reduced, and the genetics of the parent herd are improved. BVD at a cost price of 30-40% lower than the cost of hydrolysis feed yeast, which increases the profitability of the hydrolysis plant.

Claims

1. A method of producing a protein-vitamin supplement, including preparing a substrate with neutralization with ammonia water or milk of lime, growing aerobic microorganisms on the substrate, separating the after-yeast residue, then the microorganisms are washed, disintegrated with the destruction of the membranes and the release of physiologically active substances, the disintegrate is heated by heating to 90- 95 ^o C, characterized in that as substrate components used posledrozhzhevoy residue was neutralized and lignin, ground to their size bact of bacteria or their associations, microorganisms are grown in a bio-growth apparatus, bacteria are separated by filtration, bacterial biomass is disintegrated in the field of centrifugal forces by hydrodynamic, cavitation and thermal effects with the destruction of the membranes and the release of physiologically active substances, some of which are mixed with the substrate and used as a growth biostimulator and reproduction of microorganisms, and an excess of physiologically active substances is used as a protein-vitamin supplement.

2. A device for producing a protein-vitamin supplement containing a mixer for preparing a substrate communicated with a grinder of suspensions and via a homogenized substrate with a bio-growth apparatus and further with a microfilter for separating biomass with a disintegrator to produce physiologically active substances and a sterilizer for the production of protein-vitamin supplement the fact that the chopper is made in the form of a cylindrical body with a rotor installed in it, while an annular channel is formed between the body and the rotor oriented rings mounted on elastic gaskets, and the body of the substrate shredder is in communication with the body of the bio-growth apparatus containing bacterium growth and blast chambers, and on the horizontal perforated partitions there is a granular abrasive nozzle, the density of which is lower than the density of the substrate, and the bacterium growth chambers are interconnected by overflow pipes, and the lower chamber is in communication with a microfilter and a disintegrator, the microfilter comprising a housing with a nozzle substrate water and branch pipes for the separation of separated media, a drive shaft with a drive hub and a drive shaft hinge, on which the lower and upper disks are mounted, on the lateral surfaces of which an annular filter partition is fixed, and the upper end of the drive shaft is mounted in a rotation support in the additional drive hub of the additional drive shaft.