Введение к работе
Витамин В12 - незаменимый компонент питания животных и человека. В настоящее время витамин В12 производится только путем ферментации микроорганизмов, химический синтез витамина практически невозможен.
Мировая продукция витамина В12 исчисляется в 17 тыс. т. Из которых 54% расходуется для приготовления фармацевтических и диетических добавок, остальные 46% в качестве ростовых факторов в кормах для животных.
Медицинские препараты в настоящее время, в России, получают с использованием мутантных штаммов Propionobacterium shermanii и Propionobacterium freudenreichei. Использование этих культур определяется способностью их к синтезу более 10000 мкг/л витамина В12. Себестоимость препарата высокая, из-за использования дорогостоящего сырья и необходимости соблюдения стерильности в процессе выращивания.
В процессе термофильного метанового брожения симбиоз
микроорганизмов, включающий как сапрофитные,
аммонифицирующие, ацетогенные, сульфатвосстанавливающие и метанобразующие бактерии , разрушает многокомпонентные органические субстраты, являющиеся отходами спиртовых и др. пищевых производств. Выделяющийся метан может быть использован в качестве биотоплива на стадии сушки, а образующаяся биомасса в кормовых концентратах, в премиксах.
Количество синтезируемого витамина В12 в культуральнои жидкости при метановом брожении значительно ниже, чем при выращивании Propionobacterium shermanii и на практике не превышает 500-600 мкг\л, эффективность процесса невысокая, а выделение чистого витамина В12 из культуральнои жидкости, полученной на основе метанового брожения экономически неоправданно.
В связи с вышеизложенным повышение содержания биологически активных форм кобаламинов в культуральнои жидкости и в готовом продукте путем интенсификации как стадии ферментации, так и стадии выделения является актуальной научной и практической задачей.
Цель работы - разработка интенсивного процесса метанового брожения на отходах спиртового и ацетонового производства, повышение в готовом продукте концентрации биологически активных форм кобаламинов.
Научная новизна работы. Оптимизирован состав питательной среды за счет введения в нее подобранных биостимуляторов - комплексного катиона никеля с азот- и углеродсодержащим лигандом с ацетатанионом или внутрикомплексного соединения никеля с азот-, углерод- и кислородсодержащими лигандами (К№ "*) а также введение в состав среды метанола, в количестве 0,5-1,0%. Установлено, что добавление биостимулятора в количестве 1.10"4 , -приводит к увеличению в готовом продукте содержания биологически активных форм витамина на 30-40%.
Разработан способ интенсивного проведения процесса термофильного метанового брожения с использованием параллельно работающих ферментеров.
Исследована зависимость осаждеїшя белковой массы от вида осадителя, подобран теоретически обоснованный состав системы осадителей, обеспечивающий повышение концентрации витамина В12 в готовом продукте на 15- 20%.
Разработан алгоритм расчета пневматических форсунок для распылительных сушилок, позволивший рассчитать конструкции форсунок, функционирование которых обеспечивает надежный режим мягкой сушки термонеустойчивого продукта
Практическая значимость. Предложены эффективные способы автоматического управления процессами приготовления питательной среды; стабилизации состава метановой бражки.
Разработаны конструкции пневматических форсунок для промышленной распылительной сушилки, позволяющие создавать мягкие условия для сушки живых клеток , термонеустойчивых продуктов.
Промышленная апробация разработок подтвердила эффект от их применения : производительность по витамину В12 увеличилась в среднем на 17%, устойчивая его концентрация в процессе метанового сбраживания составила 900-1000 мкг\л.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании « Современное состояние технологии производст витаминов для животноводства^ Москва ,1984 г.).
Публикации. По результатам работы опубликовано 7 статей и получено 3 авторских свидетельств.
Структура и объем работы.