Приготовление посевного материала для производства биоэтанола

Размер клеток определяли при увеличении 400 раз. Физиологическую активность дрожжей оценивали по количеству почкующихся клеток, клеток с вакуолями и без них. Жизнеспособность определяют либо методами, с использованием культивирования микроорганизмов, либо методами окрашивания. В ходе работы использовали метод прижизненного окрашивания клеток. Количество мертвых клеток определяли с помощью специально приготовленного раствора метиленовой сини, так как этот метод получил наибольшее распространение. После попадания в клеточную цитоплазму под действием ферментов редуктаз этот краситель восстанавливается живыми дрожжевыми клетками до бесцветных соединений. Мертвые клетки окрашиваются в синий цвет. Количество клеток подсчитывали в камере Горяева. Во всех полях должна отсутствовать контаминация [7].Для контроля полноты стерилизации производят высев всех сред на контрольные питательные среды – роста микроорганизмов быть не должно.После культивирования производят высев конечного продукта в трех последовательных разведениях по 0,1 мл на чашку Петри, начиная с примерной концентрации 1000 КОЕ/мл. На всех чашках должен быть характерный рост, без признаков контаминации.Для обеспечения высокого выхода биомассы необходимо контролировать следующие факторы: состав среды; состав питательных солей и количество их на единицу расхода питательной среды; рН среды и рН выращивания; температура выращивания; остаточная концентрация питательных веществ в бражке время роста дрожжей; время нахождения среды в инокуляторе; расход воздуха.3.2 Разработка мероприятий по обеспечению экологической безопасности производства посевных дрожжей На дрожжевых заводах основные промышленные отходы состоят из отработанного мелассового сусла и промывных вод, служащих для охлаждения и промывания готовой продукции. Вместе со сточными водами удаляется значительное количество органических веществ. Поэтому сточные воды дрожжевого производства перед спуском следует обрабатывать в целях очистки от органических веществ и снижения их окисляемости. Перед спуском в канализацию сложные соединения сточных вод, состоящие из углерода, водорода и азота должны быть окислены до простых соединений. Для очистки сточных производственных вод применяли различные способы. Попытка обезвредить их химическими методами — обработкой известковым молоком, хлорной известью, хлорным железом, сернокислым закисным железом, сернокислым аммонием, глиноземом — не увенчалась успехом: в лучшем случае БПК5 снижался лишь на 24-63%, тогда как по санитарным нормам предельно допустимая величина его для сточных вод — 500 мг/л. Экономически наиболее эффективен метод очистки сточных вод активным осадком.ЗаключениеДанная работа посвящена исследованию технологии получения посевных дрожжей. В ходе работы был произведен литературно-патентный обзор технологии получения посевных дрожжей. Несмотря на разнообразие предложенных технологий, все они сводятся к тому, что объем клеток должен увеличиваться постепенно. Это связанно с тем, что при периодическом способе культивирования не только исчерпываются питательные вещества, но и накапливаются токсичные метаболиты, такие как спирт, которые оказывают ингибирующее действие на рост биомассы. Далее были рассмотрены основные характеристики Saccharomyces cerevisiae, используемых для спиртового брожения, а также анализ биотехнологических основ производства дрожжей. Был проведен анализ сырьевой базы, и был выбран субстрат, состоящего из солодового сусла с массовой долей сухих веществ 12–14 %, и мелаcсное сусло, как недорогие и простые в покупке и приготовлении среды, которые обеспечивают стандартные условия культивирования и стабильный выход продукта. В нашей работе мы рассматривали последовательное выращивание дрожжевых клеток. Сначала клетки высевали в пробирки, содержащие 100 мл солодового сусла, размножение вели в термостате при температуре 26–30 °С в течение 18–24 ч., затем пересевали в колбу, содержащую 700 мл такой же среды и в тех же условиях, после окончания культивирование пересевали культуру в 6 литровую бутыль, следующим этапом было культивирование в дрожжерастильном аппарате с мелассным сусло с массовой долей сухих веществ 12 %, величиной      рН 4,5, с добавлением питаельных солей, температура размножения 33°С, время– 15–17 ч. вместимость аппарата 3,5 м3, затем пересев в аппарат вместимостью 15 м3, после -56 м3, на последних двух стадиях культвирование ведут по воздушно-приточному методу, для чего в аппарат сначала подают 3 % мелассного раствора, стерильную воду из расчета массовой доли сахара в растворе 3,0–3,5 %, добавляют 10 % потребного количества растворов солей и начинают аэрацию из расчета 30–40 м3/ч на 1 м3 среды. Вводят дрожжи, полученные на стадии «ЧК–1». В дальнейшем по мере потребления дрожжами сахара, из субстрата по определенному графику осуществляют приток мелассного раствора, раствора солей, добавляют подачу воздуха.. Для лучшей сохранности дрожжи отделяют от субстрата на сепараторах, промывают водой. Концентрат хранят при температуре 6 °С, а прессованные дрожжи— при 2–4 °С. Далее были рассмотрены методы контроля производства, которые позволяют получить качественный продукт, такие как оценка количества и жизнеспособности клеток, оценка микробной чистоты и контроль технологических параметров: состав среды; состав питательных солей и количество их на единицу расхода питательной среды; рН среды и рН выращивания; температура выращивания; остаточная концентрация питательных веществ в бражке время роста дрожжей; время нахождения среды в инокуляторе; расход воздуха. В последней главе была рассмотрены меры по обеспечению экологической безопасности производства чистой культуры дрожжей, а именно очистка сточных вод. Таким образом, в данной работе было всесторонне изучено приготовление посевного материала для производства биоэтанола.Список использованной литературы1. Аннемюллер Г., Мангер Х.-И. Аэрация при получении чистой культуры дрожжей – максимально не значит оптимально // Brauwelt. Мир пива, 2001, №2. –С.7-24.2. Аргунов С.В., Глазунов А.В., Капульцевич Г.Д. Особенности роста дрожжей // Биотехнология, 1993.- №5- с. 22-253. Бабьева, И. П. Биология дрожжей / И. П. Бабьева, И.Ю. Чернов. - М.: К 250-летию Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, 2004. - 239 с.4. Бекер М. Е. Введение в биотехнологию / М. Е. Бекер – «пищевая промышленность», 1974. – 230с. 5. Берри Д. Биология дрожжей / Д. Берри. - Москва «Мир», 1985. – 95с6. Борисова Е.В. Биотехнологические основы получения чистой культуры дрожжей для предприятий малой мощности, выпускающих напитки брожения// Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Санкт-Петербург, 2015.- 184с.7. Бочарова Н.Н. Микрофлора дрожжевого производства.//М.: Мир 1995-231с.8. Булаткин, Г. А. Перспективы и ограничения производства биотоплива II поколения из растительного сырья / Г. А. Булаткин // Экологический вестник России. – 2009. – № 10. – С. 49–52 с.9. Воробьев, И. Г. О проблемах производства биотоплива в мире / И. Г. Воробьев // БИКИ № 8118872, 21.07.2005. – С. 12–14. 10. Давыденко, С.Г. Применение методов окраски дрожжей для оценки их физиологического состояния/ С.Г Давыденко, Л.М. Васильева, Б.Э. Баташов, А.Т. Дедегкаев // Пиво и напитки. - 2011. - № 5. - С. 8-1111. Давыденко, С.Г., Создание штамма дрожжей для нового пивного бренда «Балтика «Кулер» / С.Г Давыденко, Д.В Афонин, Б.Э. Баташов, А.Т. Дедегкаев // Пиво и напитки. – 2011. – №3. – С. 43-47.12. Дарков, Г. В. Исследование кинетике роста чистой культуры пивных дрожжей в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате (КСИА): Автореф. Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург, 2002 – 15 с.13. Евстигнеева Т.Н, Основные принципы переработки сырья расительного, животного, микробиологического происхождения и рыбы/Т.Н. Евстигнеева, А.А. Брусенцев, Л.А.Забодалова, -Учебное пособие. 200914. Кайтуков, Ч.М. Системы пропагации пивных дрожжей часть 1/ Ч.М. Кайтуков //Индустрия напитков.- 2003.- №6. 22. 15. Кайтуков, Ч.М. Системы пропагации пивных дрожжей часть 2 / Ч.М. Кайтуков //Индустрия напитков. – 2006. - №4.16. Клещев, Н. Ф. Общая промышленная биотехнология: Технология бродильных производств. Учебное пособие. / Н. Ф., Клещев, М. П. Бенько - Харьков: НТУ "ХПИ", 2007. - 200 с. 17. Климовский, Д.Н. Технология спирта / Д.Н. Климовский, В. А. Смирнов, В. Н. Стабников - Издательство «Пищевая промышленность», 1967. – 452с18. Колесников, Б. А. Биотехнологическая переработка отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности / Б. А. Колесников // Рос. хим. журн. – 2011. – Т. 1, № 1. – С. 17–25. 19. Котенко, С. Ц. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae В-3855, используемый для производства спирта/ С. Ц. Котенко, Э. А. Халилова, Э. А. Исламмагомедова // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2013. - №3.20. Косиков А.В. генетические методы селекции дрожжей. - М.: Наука 1979-35с21. Кудрявцев, В.И. Систематика дрожжей. / В.И. Кудрявцев - М.: Изд. Академия наук СССР, 1954. – 427 с.22. Кунце, В. Технология солода и пива/ В. Кунце, Г. Мит пер. с нем., Изд-во «Профессия», 2003. - 912 с. 23. Кхалил, М. М. Исследование влияния параметров процесса культивирования на закономерности роста и размножения хлебопекарных дрожжей в аппаратах разной конструкции и разработка высокоэффективных технологий накопления биомасс// Автореф. Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук., Санкт-Петербург, 2007.-15 с.24. Маринченко, В.А. Технология спирта / В.А. Маринченко, В.А. Смирнов, Б.А. Устинников - М.: Легкая и пищевая технология, 1981. - 416 с.25. Матковский П.Е., Биоэтанол: технологии получения из возобновляемого растительного сырья и области применения/ П. Е. Матковский, Р. С. Яруллин, Г. П. Старцева, И. В. Седов//Альтернативная энергетика и экология, 201026. Меледина Т. В. Научное обоснование и разработка высокоэффективных технологий дрожжей Saccharomyces cerevisiae: Автореф. дис… д-ра техн. наук. – СПбГУНиПТ, 2002. – 32с.27. Никитина, Е. В. Микробиология учебник / Е. В. Никитина, С. Н. Киямова, О. А.Решетник – Спб, «Гиорд», 2009. – 400с28. Новаковская,С.С. Производство хлебопекарных дрожжей/ С.С. Новаковская, Ю.И.Шишацкий – М: Агропромиздат, 1990. – 336с.29. Перт, С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток / С. Дж. Перт; пер. с англ. Петровой Т.А., Позмоговой И.Н.; ред. Работнова И.Л. - М.: Мир, 1978. - 330 с.30. Рустамов, Н. А. Биомасса – источник энергии / Н. А. Рустамов, С. И. Зайцев, Н. И. Чернова // Энергия. – 2005. – № 6. – С. 20–28.31. Саришвили, Н. Г.Микробиологические основы технологии шампанизации вина / Н. Г. Саришвили, Б. Б.Рейтблат – М.: Пищевая промышленность, 200032. Семихатова Н. Т. Хлебопекарные дрожжи / Н. Т.Семихатова – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 199с33. Скиба, Е. А. Технология производства дрожжей: учебное пособие / Е.А. Скиба; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во АГТУ, 2010. – 121 с.34. Фараджева, Е. Д. Общая технология бродильных производств / Е. Д. Фараджева, В. А. Федоров – М.: Колос, 2002.35. Яровенко В.Л. Технология спирта/В.Л. Яровенко В.Л., В.А. Маринченко, В.А. Смирнов, 2002.36. Чачина С.Б., Получение биоэтанола из органического сырья/ С. Б. Чачина, А.В. Двоян//Омский научный вестник №2, 2014, стр.224-228