RU2058992C1 - Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058992C1 RU2058992C1 RU93036312A RU93036312A RU2058992C1 RU 2058992 C1 RU2058992 C1 RU 2058992C1 RU 93036312 A RU93036312 A RU 93036312A RU 93036312 A RU93036312 A RU 93036312A RU 2058992 C1 RU2058992 C1 RU 2058992C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- yeast
- aerator
- mixing
- protein
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Используется в сельском хозяйстве. Относится к способам получения кормового белка и устройствам для осуществления данного способа. Способ получения кормового белка, например из свиного навоза с примесью твердых веществ, включает культивирование дрожжей рода Candida utilis, аэрацию и перемешивание культуральной суспензии. В жидкий навоз, содержащий 0,5 - 0,9% твердых веществ в качестве источника углерода, вводят синтетический этанол, периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка, а каждую порцию жидкого навоза титруют фосфорной кислотой до pH 4,0 - 4,5. Устройство для осуществления способа содержит вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, при этом корпус выполнен в виде двух герметичных секций, соединенных между собой воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками. На одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций. Перепускные трубы расположены под углом 30 - 40o к поверхности аэратора. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам получения кормов для сельскохозяйственных животных и птиц.
Производство кормового белка путем микробиологического синтеза в значительной мере восполняет дефицит белкового питания в кормовом питании сельскохозяйственных животных и птиц. Экскременты животных, в частности, навоз свиней, могут служить хорошим сырьем для выращивания высокопродуктивных быстрорастущих штаммов дрожжей, способных активно ассимилировать из среды биогенные элементы и накапливать при этом значительное количество биомассы с содержанием до 60% истинного белка. Навоз свинец содержит все необходимые элементы, за исключением углеводородов (при небольшом дефиците марганца и цинка) для выращивания дрожжей [1]
Известен способ получения богатой белком биомассы дрожжей на жидком навозе свинец, подвергнутом предварительной обработке гидролизом для расщепления трудноусвояемых веществ [2]
Однако процесс гидролиза по данному способу является длительным и, кроме того, при кислотном гидролизе образуют вредные вещества, например, фурфурол и др. которые переходят в питательный субстрат и снижают его качество, так что полученный корм пригоден для кормления нежвачных животных.
Известен способ получения богатой белком биомассы дрожжей на жидком навозе свинец, подвергнутом предварительной обработке гидролизом для расщепления трудноусвояемых веществ [2]
Однако процесс гидролиза по данному способу является длительным и, кроме того, при кислотном гидролизе образуют вредные вещества, например, фурфурол и др. которые переходят в питательный субстрат и снижают его качество, так что полученный корм пригоден для кормления нежвачных животных.
В настоящее время установлена возможность выращивания дрожжей и на негидролизованных навозных стоках: в ФРГ разработан способ утилизации навоза свинец с помощью дрожжей с получением кормового белка [3] Отличительной особенностью этого способа является предварительная многоступенчатая адаптация дрожжей в растворе мочевины или в разбавленных фекальных водах с концентрацией, нарастающей от 1 до 20% Культивировались дрожжи Candida utilis Candida robusta, Candida tropicalis. Ферментация длилась 20 ч. Средний выход биомассы дрожжей составил 2 кг/м3, содержание белка в сухой биомассе 46-61%
Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса и малый выход дрожжей.
Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса и малый выход дрожжей.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ переработки экскрементов свиней в кормовую добавку в емкости с перемешивающим и аэрирующим устройствами, предусматривающий культивирование дрожжей рода Candida utilis на навозном субстрате, содержащем от 1 до 20% твердых веществ, добавление пекарских дрожжей и сахара (как источника углерода) при поддержании температуры 24-34оС рН 4,0-6,5; аэрирование среды воздухом и ведение процесса методом отлив-долив: часть переработанной суспензии периодически удаляется, а аналогичный объем отходов подается в емкость. В результате получают белковую кормовую добавку.
Известное устройство, выбранное в качестве прототипа представляет собой открытую вертикальную цилиндрическую емкость, снабженную аэрирующим и перемешивающим устройствами [4]
По известному способу в известном устройстве осуществлялась переработка экскрементов свиней с содержанием твердых веществ 9% с помощью дрожжей рода Candida utilis. Рабочий объем перерабатываемой суспензии составлял 133 л (35 галлонов), расход воздуха 100 л/мин (0,75 л/л мин). Каждые 12 ч выгружалось 9,5 л белкового корма и загружалось 9,5 л отходов, следовательно производительность способа (проток) составил 1/160 ч-1. Ниже приведено содержание в кормовой добавке аминокислот, мас. в сухом состоянии:
Лизин 1,03 Валин 0,88
Гистидин 0,36 Метионин 0,34
Аргинин 0,91 Изолейцин 0,75
Аспарагиновая Лейцин 1,44
кислота 1,51 Тирозин 0,63
Пролин 0,82 Фенилаланин 0,83
Глицин 0,98 Триптофан 0,1
Аланин 1,66
Однако известный способ, осуществляемый в известном устройстве, неприменим из-за низкой производительности на свинокомплексах, где количество жидких стоков достигает 1000 м3 в сутки и более, а использование дорогостоящих продуктов сахара и пекарских дрожжей и механического перемешивания делают данный способ и устройство экономически невыгодным. Кроме того, периодические добавление новой порции отходов без предварительной их обработки фосфорной кислотой существенно ухудшает условия метаболизма дрожжевых клеток.
По известному способу в известном устройстве осуществлялась переработка экскрементов свиней с содержанием твердых веществ 9% с помощью дрожжей рода Candida utilis. Рабочий объем перерабатываемой суспензии составлял 133 л (35 галлонов), расход воздуха 100 л/мин (0,75 л/л мин). Каждые 12 ч выгружалось 9,5 л белкового корма и загружалось 9,5 л отходов, следовательно производительность способа (проток) составил 1/160 ч-1. Ниже приведено содержание в кормовой добавке аминокислот, мас. в сухом состоянии:
Лизин 1,03 Валин 0,88
Гистидин 0,36 Метионин 0,34
Аргинин 0,91 Изолейцин 0,75
Аспарагиновая Лейцин 1,44
кислота 1,51 Тирозин 0,63
Пролин 0,82 Фенилаланин 0,83
Глицин 0,98 Триптофан 0,1
Аланин 1,66
Однако известный способ, осуществляемый в известном устройстве, неприменим из-за низкой производительности на свинокомплексах, где количество жидких стоков достигает 1000 м3 в сутки и более, а использование дорогостоящих продуктов сахара и пекарских дрожжей и механического перемешивания делают данный способ и устройство экономически невыгодным. Кроме того, периодические добавление новой порции отходов без предварительной их обработки фосфорной кислотой существенно ухудшает условия метаболизма дрожжевых клеток.
Белковый продукт, полученный по известному способу, содержит до 12% твердых веществ, в которых остается трудноусвояемый белок, что также снижает качество корма.
Целью предлагаемого способа и устройства является увеличение выхода биомассы, интенсификация процесса и обеспечение высокого качества белкового корма.
Указанная цель достигается тем, что в способе получения кормового белка из жидкого навоза свиней с примесью твердых веществ, включающем культивирование дрожжей рода Candida utilis, аэрацию и перемешивание культуральной суспензии, в жидкий навоз, который содержит твердых веществ 0,5-0,9% вводят в качестве источника углерода синтетический этанол, а для восполнения дефицита марганца и цинка периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка. Для улучшения условий метаболизма дрожжевых клеток каждую порцию жидких отходов, добавляемую в культуральную суспензию, титруют фосфорной кислотой до рН 4,0-4,5.
Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для получения кормового белка, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, корпус выполнен в виде двух герметичных секций, которые для осуществления перемешивания суспензии соединены воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками. На одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций.
Выходной конец перепускной трубы расположен под углом 30-45о к поверхности аэратора для турбулизации среды и диспергирования выходящего из аэратора воздуха.
Приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха состоит из клапанной коробки, которая управляется поплавком, соединенным с клапанами штангой.
Предложенная конструкция устройства обеспечивает малую энергоемкость при высокой производительности способа: хороший массообмен способствует интенсивному процессу выращивания дрожжей.
П р и м е р. В устройство объемом 2 м3 (каждая секция объемом 1 м3) загружают 1,2 м3 жидкого навоза.
Состав стоков, твердые вещества 0,9% а также, мг/л: азот 380. фосфор 160; калий 176; магний 55; железо 10; цинк 1,4; марганец 0,8; медь 0,01.
Для осуществления ферментации в среду, предварительно оттитрованную фосфорной кислотой до рН 4,0-4,5, добавляют 3 л синтетического этанола, раствор, содержащий по 4,5 г солей MnSO4 и ZnSO4, 300 л суспензии дрожжей рода Candida utilis ВСБ-651 (концентрация дрожжей 18 г/л по АСБ). Затем включают подачу сжатого воздуха с давлением 0,025 МПа (0,25 кгс/см2) в объеме 1,5 м3/мин. Максимальное давление в секции во время работы составляет 0,008-0,1 МПа (0,08-0,1 кгс/см2). В процессе ферментации поддерживают температуру 32-33оС; показатель рН 4,0-4,5 поддерживают титрованием каустика. При кислотности среды 4,0-4,5 подавляется естественная бактериальная микрофлора стоков, рН-оптимум для которой составляет 6,0-7,5. В устройстве осуществляется перемешивание жидкими струями, циркулирующими в перепускных трубах со скоростью 2 м/с. Струи жидкости, направленные трубами на выходящий из аэраторов воздух, диспергируют его и создают в секциях турбулентное перемешивание. Спустя 4 ч, когда концентрация дрожжей в среде достигает 18,4 г/л (по АСБ), содержание азота 57 мг/л, фосфатов 0, цикл выращивания считается законченным. Из устройства сливают 300 л дрожжевой суспензии и добавляют 300 л жидкого навоза, предварительно оттитрованного фосфорной кислотой до рН 4,5. Ферментацию возобновляют, поддерживая в среде концентрацию этанола 2 г/л, Mn и Zn 3 мг/л, температуру 32-33оС, рН 4,0-4,2. Каждый час осуществляют слив 300 л дрожжевой суспензии с концентрацией дрожжей 16 г/л (по АСБ), азота 5 мг/л, фосфатов 0; и долив 300 л оттитрованных стоков. Таким образом, производительность способа составляет 300 л/ч (проток 1,5 ч-1). При передавливании жидкой среды из секции в секцию в перепускные трубы втягиваются верхние слои среды, а выбрасывается жидкость в нижней, придонной части секций. При такой гидродинамической обстановке в секциях пенообразование подавлено, и необходимость добавлять химический пеногаситель отпадает. Процесс проводится в течение 15 ч. После фильтрации получают кормовой белок эприн и очищенные сточные воды с содержанием азота 5 мг/л, фосфатов 0. Сточные воды можно сливать в реку, использовать для технический целей или для приготовления пищи сельскохозяйственным животным при влажном кормлении. Полученный корм эприн содержит 55% (по АСБ) протеина. Аминокислотный состав эприна, (по АСБ):
Лизин 4,8 Аланин 3,3
Гистидин 1,8 Метионин 0,8
Триптофан 0,8 Валин 2,8
Аспарагиновая
кислота 4,8 Изолейцин 2,8
Аргинин 3,2 Лейцин 3,9
Пролин 2,0 Тирозин 2,1
Глицин 2,5 Фенилала-
нин 2,5
Кроме перечисленных аминокислот, содержание которых в корме значительно (в 2-4 раза) превосходит содержание аналогичных аминокислот в корме, полученном по способу-прототипу, в состав эприна входит, (по АСБ): Треонин 3,0 Серин 3,0 Глутаминовая кислота 5,8 Цистин 0,6
Данные аминокислоты в составе белкового корма, полученного по способу прототипу, отсутствуют. Эприн богат витаминами, содержит необходимые для жизнедеятельности организма животных минеральные элементы: кальций, фосфор, магний, калий, натрий, железо, марганец, цинк. По питательной ценности эприн близок к высокоценным кормам животного происхождения (рыбная и мясокостная мука) и превосходит жмыхи и шпроты.
Лизин 4,8 Аланин 3,3
Гистидин 1,8 Метионин 0,8
Триптофан 0,8 Валин 2,8
Аспарагиновая
кислота 4,8 Изолейцин 2,8
Аргинин 3,2 Лейцин 3,9
Пролин 2,0 Тирозин 2,1
Глицин 2,5 Фенилала-
нин 2,5
Кроме перечисленных аминокислот, содержание которых в корме значительно (в 2-4 раза) превосходит содержание аналогичных аминокислот в корме, полученном по способу-прототипу, в состав эприна входит, (по АСБ): Треонин 3,0 Серин 3,0 Глутаминовая кислота 5,8 Цистин 0,6
Данные аминокислоты в составе белкового корма, полученного по способу прототипу, отсутствуют. Эприн богат витаминами, содержит необходимые для жизнедеятельности организма животных минеральные элементы: кальций, фосфор, магний, калий, натрий, железо, марганец, цинк. По питательной ценности эприн близок к высокоценным кормам животного происхождения (рыбная и мясокостная мука) и превосходит жмыхи и шпроты.
Сущность предложенного способа поясняется чертежом, на котором представлено устройство для получения кормового белка.
Устройство содержит две герметичные секции 1 и 2, выполненные в виде вертикальных цилиндрический емкостей. Емкости снабжены технологическими патрубками и контрольными устройствами (на чертеже не показаны), аэраторами 3, расположенные по осям секций. Секции сообщаются между собой перепускными трубами 4 с заслонками 5 для перетока жидкой среды, причем выходной конец трубы расположен под углом 30-45о к поверхности аэратора 3. На крышке одной из секций установлено устройство для поочередного отвода отработанного воздуха из секций, состоящее из коробки 6 с клапанами 7 и 8, сообщенной с выхлопным коллектором 9, и поплавка 10, связанного с клапанами 7 и 8 штангой 11. Поплавок 10 свободно перемещается по штанге 11 между упорами 12.
Аппарат работает следующим образом: секции заполняют жидкой средой, предварительно оттитрованной фосфорной кислотой, вносят необходимое количество этанола, раствора солей марганца и цинка, посевных дрожжей и начинают аэрацию. Всплывший поплавок 10, воздействуя на верхний упор 12, открывает клапан 8. Секция 2 сообщается с атмосферой, а в секции 1 копится воздух, передавливая заданную часть жидкости сверху вниз в секцию 2. Уровень жидкости в секции 1 понижается поплавок 10, воздействуя своим весом на нижний упор 12, переключает клапаны, воздух 1 выходит, а в секции 2 накапливается, жидкость передавливается вниз из секции 2 в секцию 1. Таким образом объем жидкости по перепускным трубам 4, передавливается из секции в секцию в виде струй, направленных под углом на выходящий из аэраторов 3 воздух, диспергируя его и создавая турбулентное перемешивание в секциях.
Из приведенного примера и сравнения его со способом-прототипом видно, что производительность предлагаемого способа получения белкового корма увеличивается (проток 1/160 ч-1 и 1/5 ч-1) в 30 раз; для ферментации вместо сахара и пекарских дрожжей используется более дешевый продукт синтетический этанол. В устройстве отсутствует механическое перемешивание. Получаемый корм отличается высоким качеством, за навозные стоки практически не содержат примеси азота и фосфора. Следует отметить, что предлагаемый способ, благодаря высокой производительности, позволяет при больших объемах навозных стоков перейти к непрерывно-проточному методу выращивания кормовых дрожжей в аппарате вытеснения, конструктивно использующем поплавково-клапанное устройство и перепускные трубы, имеющем цилиндрические горизонтальные секции, у которых отношение длины к диаметру равно 20.
Claims (4)
1. Способ получения кормового белка из свиного навоза с примесью твердых веществ, включающий культивирование дрожжей Candida utilis при аэрации и перемешивании культуральной суспензии, отличающийся тем, что перед культивированием в жидкий навоз, содержащий 0,5 0,9% твердых веществ, в качестве источника углерода вводят синтетический этанол, периодически добавляют раствор солей сернокислого марганца и сернокислого цинка до содержания каждого из них в среде 3 г/м3, а каждую порцию жидкого навоза, добавляемого в культуральную суспензию, титруют фосфорной кислотой до рН 4,0 4,5.
2. Устройство для получения кормового белка, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, аэратор и устройство для перемешивания, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде двух герметичных секций, соединенных между собой воздушным коллектором и перепускными трубами с заслонками, а на одной из секций установлено приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха из секций.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выходной конец перепускной трубы расположен под углом 30 45o к поверхности аэратора.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приспособление для поочередного отвода отработанного воздуха состоит из клапанной коробки, управляемой поплавком, соединенным с клапанами штангой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036312A RU2058992C1 (ru) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036312A RU2058992C1 (ru) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058992C1 true RU2058992C1 (ru) | 1996-04-27 |
RU93036312A RU93036312A (ru) | 1997-01-20 |
Family
ID=20145056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93036312A RU2058992C1 (ru) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058992C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639556C2 (ru) * | 2012-11-09 | 2017-12-21 | Биосана Пти Лтд. | Технологический способ получения биологического вещества, такого как белок, с периодической подпиткой с применением чередующихся биореакторов |
RU2694327C2 (ru) * | 2014-06-09 | 2019-07-11 | Джензим Корпорейшн | Способ культивирования в системе посевных ферментеров (варианты) |
US10577583B2 (en) | 2013-02-22 | 2020-03-03 | Genzyme Corporation | Methods of perfusion culturing using a shake flask and microcarriers |
RU2728253C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Якутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ приготовления кормовых дрожжей |
RU2749075C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Способ приготовления кормовой добавки из органических отходов |
US11060058B2 (en) | 2014-06-06 | 2021-07-13 | Genzyme Corporation | Perfusion culturing methods and uses thereof |
-
1993
- 1993-07-14 RU RU93036312A patent/RU2058992C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Кантере В.М., Борисенко Е.Г. и др. Современные методы утилизации отходов свинооткормочных комплексов. М., 1988, с.20-27. 2. Патент Великобритании N 1549959, C 6F, 1980. 3. Патент ФРГ N 2519608, C 12C 11/18, 1976. 4. Патент США N 3846558, кл. A 23K 1/00, 1974. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639556C2 (ru) * | 2012-11-09 | 2017-12-21 | Биосана Пти Лтд. | Технологический способ получения биологического вещества, такого как белок, с периодической подпиткой с применением чередующихся биореакторов |
US10577583B2 (en) | 2013-02-22 | 2020-03-03 | Genzyme Corporation | Methods of perfusion culturing using a shake flask and microcarriers |
US11060058B2 (en) | 2014-06-06 | 2021-07-13 | Genzyme Corporation | Perfusion culturing methods and uses thereof |
US12006510B2 (en) | 2014-06-06 | 2024-06-11 | Genzyme Corporation | Perfusion culturing methods and uses thereof |
RU2694327C2 (ru) * | 2014-06-09 | 2019-07-11 | Джензим Корпорейшн | Способ культивирования в системе посевных ферментеров (варианты) |
US10570367B2 (en) | 2014-06-09 | 2020-02-25 | Genzyme Corporation | Seed train processes and uses thereof |
RU2728253C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Якутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ приготовления кормовых дрожжей |
RU2749075C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Способ приготовления кормовой добавки из органических отходов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4081367A (en) | Purification of waste water high in carbohydrates and simultaneous production of high protein feed product | |
US7279104B2 (en) | Waste treatment method | |
US3462275A (en) | Waste conversion process and product | |
CN100399884C (zh) | 一种纯化废水的方法以及使用该方法的系统 | |
US20050284810A1 (en) | Waste stream digestion method | |
KR20090053020A (ko) | 축분의 유기질 비료화 제조방법 | |
US4264448A (en) | Method for bacteriological treatment of manure and high bod industrial wastes | |
CA1161577A (en) | Process and apparatus for utilization of products of vital activity of animals | |
CN111170571B (zh) | 一种家畜粪尿的液肥化处理工艺 | |
RU2058992C1 (ru) | Способ получения кормового белка и устройство для его осуществления | |
CN115594310A (zh) | 一种畜禽粪污沼液生产饲用单细胞蛋白的方法 | |
CN101337757A (zh) | 生物厌氧渗出液沼气干发酵制备方法 | |
KR100381371B1 (ko) | 미생물을 포함하는 가축사료 첨가물 및 그 가축사료 첨가물의 제조방법 | |
CN117136176A (zh) | 用于处理家禽垫料的方法和设备 | |
JP2007284332A (ja) | コンポスト化用原料の製造方法およびその装置 | |
CN106191008A (zh) | 利用食品饮料生产废水生产用于蛋白饲料酶解的微生物复合酶制剂的方法及产品 | |
CN1167098A (zh) | 利用碱法造纸黑液制造肥料和饲料的方法及其发酵器 | |
RU2186475C2 (ru) | Способ переработки навозных стоков и установка для его реализации | |
CS214897B2 (en) | Method of evaluation of the mud containing organic impurities and facility for executing the same | |
SU1058484A3 (ru) | Способ утилизации навозной жижи свиней на корм | |
RU2558223C1 (ru) | Способ компостирования органической части пищевых отходов | |
RU2100435C1 (ru) | Способ получения кормового белка | |
RU2823348C1 (ru) | Способ культивирования гидробионтов по технологии biofloc technology | |
RU2749075C1 (ru) | Способ приготовления кормовой добавки из органических отходов | |
EP0408547B1 (en) | Process for the production of fertiliser |