Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор 10
1.1 Производство и переработка масленичных культур подсолнечника 10
1.2 Технологии переработки маслосемян подсолнечника 11
1.3 Современные подходы к глубокой переработке обедненного растительного сырья и отходов, получение углеводно-белковых кормов 21
1.4 Требования, предъявляемые к изолятам белка пищевого назначения, характеристика продукта белкового изолята 36
2 Материалы и методы 40
2.1 Объекты исследования 40
2.1.1 Шрот подсолнечника 40
2.1.2 Микробные объекты исследования 40
2.1.2 Ферментные препараты 40
2.2 Культивирование микроорганизмов и микробиологические методы анализа 42
2.2.1 Составы питательных сред 42
2.2.2 Глубинное культивирование 43
2.2.3 Твёрдофазное культивирование 43
2.2.5 Определение количества жизнеспособных клеток 44
2.3 Биохимические и физико-химические методы анализа 44
2.3.1 Содержание сухих веществ в образцах 44
2.3.2 Количественное определение белков 44
2.3.3 Количественное определение углеводов 45
2.3.4 Количественное определение сырого жира 47
2.3.5 Определение содержания сырой клетчатки 48
2.3.6 Определение содержания общего азота и сырого протеина методом Къельдаля 48
2.3.7 Определение содержания сырой золы 49
2.3.8 Определение протеолитической активности ферментных препаратов по модифицированному методу Ансона с казеинатом натрия 50
2.3.9 Определение аминокислотного состава 53
2.3.10 Определение содержания фенольных соединений 53
2.4 Методы исследования 54
2.4.1Методика проведения ферментативного гидролиза 54
2.4.2 Методика проведения ультрафильтрации (концентрирование и
диафильтрация) 55
2.4.3 Выделение белка из растворов осаждением в изоэлектрической точке 56
2.4.4 Сорбция на активированном угле 56
2.4.5 Сушка 57
2.5. Методы математической обработки результатов 59
2.5.1. Корреляционный анализ 59
2.5.2. Дисперсионный анализ 59
2.5.3. Планирование и обработка факторного эксперимента 61
3 Разработка основ технологии получения изолятов и гидролизатов белка подсолнечника пищевого назначения и обоснование выбора способа экстракции 63
3.1 Исследование количественных закономерностей процессов химической экстракции белка подсолнечного шрота и процесса осаждения белкового изолята 63
3.1.1 Выбор параметров химической экстракции 63
3.1.2 Кислотная экстракция 64
3.1.3 Щелочная экстракция 66
4 Исследование количественных закономерностей проферментативного гидролиза (щелочной экстракции с добавлением фермента) белка подсолнечного шрота 70
4.1 Выбор ферментного препарата 70
4.1.1 Ферментативный гидролиз подсолнечного шрота препаратом Protex 51FP 71
4.1.2 Ферментативный гидролиз подсолнечного шрота препаратом Protex 7L 73
4.1.3 Ферментативный гидролиз подсолнечного шрота препаратом Protex 6L 77
4.1.4 Ферментативный гидролиз подсолнечного шрота препаратом Protex 40Е 79
4.1.5 Анализ результатов ферментативной обработки и выбор оптимальных параметров гидролиза 83
4.2.1 Исследование процесса концентрирования и очистки ферментативного гидролизата с применением мембранных методов 88
4.2.2 Влияние сорбата калия на процесс ультраконцентрирования 92
4.2.3 Изучение процесса тангенциальной ультрафильтрации с использованием половолоконного мембранного модуля 94
4.2.4 Изучение процесса осаждения белковых соединений гидролизата белка
4.3 Выбор стадии и способа получения конечного продукта, сушка белкового ферментативного гидролизата 102
4.4 Характеристика полученных продуктов
5 Разработка путей утилизации твёрдого отхода производства изолята белка 107
5.1. Исследование поверхностного культивирования Bacillus cereus на депротеинизированном шроте подсолнечника 107
5.1.1 Получение посевного материала Bacillus cereus для поверхностного культивирования 108
5.1.2 Культивирование Bacillus cereus БП-46 на нативном подсолнечном шроте 109
5.1.3 Культивирование Bacillus cereus БП-46 на депротеинизированном подсолнечном шроте, образующемся после щелочной экстракции 110
5.1.4 Культивирование Bacillus cereus БП-46 на депротеинизированном подсолнечном шроте, полученном в результате гидролиза препаратом Protex 40E 111
5.2 Культивирование Bacillus cereus БП-46 на ферментолизате 112
5.3 Исследование и оптимизация получения углеводно-белкового корма на основе депротеинизированного шрота 113
5.3.1 Предварительная оценка эффективности предобработки 114
5.3.2 Оптимизация условий предварительной обработки питательной среды методом факторного эксперимента 116
5.3.3 Исследование кинетики роста дрожжей и характеристика РУБК, полученного в оптимальных условиях предобработки субстрата 122
5.3.4 Биохимическая характеристика продукта 124
5.3 Сравнение и анализ полученных продуктов 125
6 Обоснование возможности использования отхода со стадии концентрирования в качестве компонента питательных сред 126
6.1 Анализ состава пермеата 126
6.2 Исследование и оптимизация удаления пигментных примесей 126
6.3 Получение сухой формы пермеата и оценка её ростовых свойств 131
6.4 Технологическая схема комплексной переработки шрота подсолнечника с получением изолята белка подсолнечника и РУБК для животных 132
6.5 Основные технико-экономические показатели 135
Выводы 137
Перечень сокращений и условных обозначений 138
Список литературы
- Современные подходы к глубокой переработке обедненного растительного сырья и отходов, получение углеводно-белковых кормов
- Культивирование микроорганизмов и микробиологические методы анализа
- Выбор параметров химической экстракции
- Культивирование Bacillus cereus БП-46 на нативном подсолнечном шроте
Современные подходы к глубокой переработке обедненного растительного сырья и отходов, получение углеводно-белковых кормов
Основное применение подсолнечника – получение подсолнечного масла, которое затем употребляется для приготовления пищи и для технических нужд. Кроме того, семена подсолнечника используют в кулинарии, в качестве легких закусок и приготовления халвы. Разработаны и в различной степени получили распространение механические, диффузионные, диффузионно-тепловые, гидромеханические, химические и биохимические процессы переработки семян на масло [5].
Современные технологии переработки семян подсолнечника предполагают извлечение масла экстракцией органическим растворителем, реже используют отжим, либо последовательную комбинацию данных методов. Экстракционный метод является более распространенным, так как обеспечивает более эффективное извлечение масла, а образующийся в процессе переработки шрот содержит не более 1 % растительных жиров [6]. Для увеличения выхода масла с единицы сырья экстракции подвергают дроблёные нешелушёные семена. Так, выход может достигать 600 кг на тонну сырья. Экстракция масла бензинами марок А и Б, а также гексаном является наиболее экономичной и позволяет обеспечить практически полное извлечение жиров из масличного сырья.
Характеристика вторичных продуктов. Состав и свойства
Шелуха подсолнечника составляет 21–30 % от общего веса зерна, на 79–90 % состоит из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы и может служить сырьём для получения сахаров или основным компонентом твёрдой питательной среды при поверхностном культивировании грибов [7–11]. Однако большая часть шелухи сжигается [12; 13]. Известны способы использования шелухи подсолнечника в качестве компонента строительных материалов [14; 15].
Подсолнечный шрот – ценный вторичный продукт получения масла. Благодаря высокому содержанию белка обладает высокой биологической ценностью. Экстракционный шрот подсолнечника нашёл широкое применение в кормлении животных и птицы в составе комбикормов [16–19].
Особенности шрота как сырья, химический состав
Шрот подсолнечника в соответствии с требованиями ГОСТ 11246-96 может содержать до 23 % сырой клетчатки и не менее 39 % сырого протеина в пересчёте на абсолютно сухой вес (АСВ).
Белок подсолнечника характеризуется сравнительно низким содержанием альбуминов (17–20 %) и высоким содержанием глобулинов (55–66 %), сбалансирован по аминокислотному составу (за исключением лизина) и может служить альтернативой соевому белку в пищевой промышленности [20–22].
Биологическая ценность белка шрота подсолнечника определяется рядом факторов и в первую очередь сбалансированностью аминокислотного состава, допустимым содержанием сырой клетчатки и фенольных соединений [20; 23–25].
Характеристика белка подсолнечника
Потенциал шрота подсолнечника определяется содержанием белка, количество которого после экстракции может достигать 35 %. Общее количество белка зависит от сортовых и агрономических факторов, а также от степени зрелости семян подсолнечника [26].
Основные белковые фракции семян подсолнечника представлены водорастворимым альбумином и солерастворимым глобулином с константами седиментации 1,7–2S и 11–12S соответственно и содержат 22–56 % общего количества азота. Углеводная фракция белков подсолнечника (как и у бобовых) незначительна. Содержание альбуминовой фракции относительно мало и включает преимущественно белки, обладающие биологической активностью. Фракция глобулинов представлена запасными белками семян с молекулярной массой от 300 до 350 кДа, аминокислотный состав которых определяет биологическую ценность извлекаемых белков и их функциональные характеристики [20; 27; 28].
Исследования глобулиновой фракции показали, что глобулины имеют сферическую форму и состоят из 6 субъединиц. Установлено, что соединение мономеров между собой обеспечивается ионной связью и 12-ю дисульфидными мостиками. Глобулины также имеют 5 свободных SH-групп [29].
Известно, что белок характеризуется относительно низкой растворимостью. В зависимости от условий среды, четвертичные структуры глобулинов способны ассоциировать или диссоциировать. Среда с малой ионной силой вызывает обратимую диссоциацию макромолекул фракции 12S глобулинов на мономеры с константой седиментации 7S (150 кДа). При значениях рН среды ниже 3 и выше 9, а также в присутствии 6М раствора мочевины происходит необратимая диссоциация на 2S и 3S глобулины (50 кДа), которые состоят из полипептидных цепей (13–18 и 30–40 кДа) и характеризуются различными значениями изоэлектрической точки (ИЭТ) [30; 31].
В целом, полученный из семян подсолнечника белок дефицитен по лизину и треонину, но содержит достаточное количество серосодержащих аминокислот, а также большое количество глутаминовой и аспарагиновой кислот.
Белковые продукты по своему аминокислотному составу выгодно отличаются от белков большинства зерновых культур и незначительно уступают белку сои по содержанию лизина и изолейцина, который, в свою очередь по своей биологической ценности близок к белкам животного происхождения. Семена подсолнечника превосходят семена рапса по содержанию треонина, фенилаланина, аргинина; семена арахиса – по метионину, треонину и триптофану. По сравнению с зерновыми культурами семена подсолнечника содержат больше лизина, цистеина и триптофана, что указывает на целесообразность использования белка подсолнечника в пищевом производстве для повышения биологической ценности продуктов [32].
При относительно небольшом содержании лизина, белок подсолнечника имеет большой процент переваримости (до 90 %) и близок к большинству растительных белков по биологической ценности (60 %) [33; 34].
Показатель использования белка составляет 1,3–1,4. Его можно увеличить до 1,7 добавлением в белковый продукт лизина либо смешением с белками сои, молока или других белков, богатых лизином. Причем показатель использования концентрата белка, подвергшегося тепловой обработке, больше, чем у неденатурированного белка [32].
Свойства белка подсолнечника обусловливают возможность его широкого применения при производстве мясных продуктов в качестве эмульгирующего, жиро- и влагосвязывающего агентов.
Водоудерживающая способность (ВУС) белков подсолнечника возрастает с увеличением концентрации белка в продукте. При этом водоудерживающая способность денатурированного альбумина составляет 223,8 мл/г, глобулина – 70,9 мл/г и в случае глобулина практически не зависит от процесса денатурации.
Белковые продукты подсолнечника показали лучшую эмульгирующую, жироудерживающую и пенообразующую способности по сравнению с белками сои. Липофильные свойства проявляются за счёт наличия неполярных белковых цепей, связанных с углеводороными цепями, тем самым способствуя увеличению абсорбции [35].
Технологические приёмы переработки шротов и жмыхов
Технологические приёмы переработки шрота подсолнечника можно разделить на механические, физические и химические.
К механическим относятся измельчение, фракционирование и воздушная сепарация, однако эти методы позволяют получать муку и концентраты с содержанием белка не более 50–60 % [36]. Физические методы в основном предполагают температурную обработку, целью которой является разрушение отдельных веществ, например, специфических низкомолекулярных пептидов и ингибиторов ферментов. Следует отметить, что температурная обработка (тостирование шрота) приводит к необратимой денатурации белковых соединений, однако, положительно влияет на усвояемость и питательную ценность белка [26]. Химическая обработка шрота производится с целью получения концентратов и изолятов белка подсолнечника для кормовых и пищевых производств.
Подсолнечный шрот практически не содержит «антипитательных» веществ. В подсолнечном шроте присутствуют фенольные соединения, которые в основном представлены хлорогеновой (43–73 %) хинной и кофейной кислотами в количестве около 1,5 % и 0,5 % соответственно, кофейной кислотой. Наряду с ними в шроте обнаруживаются фенольные соединения, подобные изоферуловой и синапсовой кислотам, а также эфиры оксикоричной кислоты, вызывающие потемнение продуктов при тепловой обработке [37–39].
Культивирование микроорганизмов и микробиологические методы анализа
Исходное содержание сырого протеина в подсолнечном шроте составляло 37 %. Удельное значение, определяемое как отношение массы сырого протеина к единице массы шрота, было принято за максимальный выход белка (100 %) для данного вида сырья.
Для всех вариантов выделения и осаждения был рассчитан выход белка в процентах от исходного сырого протеина шрота (рисунок 3.4). Последовательное проведение процесса щелочной экстракции, концентрирования и осаждения в изоэлектрической точке позволяет достичь максимального выхода белка в наиболее жестких условиях не более 60 % от максимально возможного.
При выделении белковой фракции шрота в два этапа наибольшее влияние на выход белка оказывает концентрация гидроксида натрия в экстрагенте. Степень осаждения варьирует от 32 до 55 % для нативных экстрактов и в значительной степени зависит от концентрации белка в растворе (рисунок 3.4).
Изоляты белка подсолнечника, полученные с использованием методов щелочной экстракции, находят широкое применение в производстве пищевых продуктов [25; 70; 185; 186], однако, имеют ряд недостатков. В процессе щелочной экстракции в раствор могут переходить фенольные соединения и продукты их окисления [25; 43; 181; 187–189]. Введение значительных объёмов щёлочи способствует их неферментативному окислению. Таким образом, изучение ферментативной обработки, которая позволяет избежать этих недостатков, является актуальной и требует тщательного анализа.
Одним из методов выделения белка растительного сырья является обработка растительного сырья ферментными препаратами. Подбор и оптимизация условий ферментативного гидролиза позволяют провести процесс депротеинизации в мягких условиях и получить продукты, обладающие новыми свойствами. Использование полиферментных систем и мультиэнзимных композиций значительно увеличивает эффективность данного вида обработки. С развитием современных биотехнологий всё большее распространение получают микробные ферментные препараты, а их стоимость постоянно снижается, что делает их доступными для применения в крупнотоннажных процессах переработки растительного сырья.
На стадии предварительного исследования возможности обработки шрота подсолнечника ферментным препаратом для увеличения степени извлечения белка в процессе щелочной экстракции был предложен протеолитический комплекс из гепатопанкреаса краба камчатского производства НПО «Биопрогресс», г. Щелково МО, Россия. Ферментативная активность препаратов в 1/15М фосфатном буфере (pH 8,0; температура 37 С) по азоколлу [190] составила 28 ед/мг. Данный ферментный препарат применяется в пищевой промышленности для получения функциональных продуктов питания и представляет собой высокоэффективную систему для гидролиза любых расщепляемых в процессе пищеварения белков [191].
Максимальная степень извлечения составила 85 % и была достигнута при массовом соотношении ферментного препарата к субстрату 0,4 % pH 7,4, температура 37,5 C. Полученные гидролизаты не имели специфической зеленой окраски, присущей щелочным экстрактам [191]. Применение данного препарата для интенсификации процесса экстракции белковых соединений шрота подсолнечника экономически нецелесообразно, так как стоимость одного килограмма фермента в 10 раз превышает стоимость 1 тонны шрота подсолнечника, поэтому для дальнейших исследований были предложены микробные протеолитические препараты, производство которых возрастает [182].
Для определения оптимальных условий ферментативного гидролиза подсолнечного шрота проводили исследование действия ферментных препаратов Protex 6L, Protex 7L, Protex 40Е, Protex 51FP производства компании Даниско Дженекор (Дания). Для унификации исследуемых препаратов была определена протеолитическая активность препаратов по Ансону (см. таблица 4.1), которая подтвердила высокие показатели, заявленные производителем.
Выбор параметров химической экстракции
Наибольший выход РВ получен в процессе гидролиза раствором серной кислоты при pH 2, давлении 1,5 ати, продолжительности 1,5 ч. При этом увеличение продолжительности обработки оказывало заметное влияние на выход РВ, в то время как концентрация ОУ изменялась не значительно. Указанная закономерность наблюдалась для обработки обеими рассмотренными кислотами. Давление, с другой стороны, оказывало существенное влияние на оба показателя [209].
Оптимизация условий предварительной обработки питательной среды методом факторного эксперимента Предварительные исследования показали, что продолжительность гидролиза ДПШ более 30 мин., а также использование серной или ортофосфорной кислот не влияют на выход общих углеводов. Использование серной кислоты в данной работе связано с её сравнительно низкой стоимостью, а также большей стабильностью при нагревании. На глубину протекания гидролиза будут влиять начальное значение pH и температура процесса, а на конечную концентрацию углеводов – ещё и гидромодуль. При варьировании значительного количества параметров исследование целесообразно проводить по методологии активного эксперимента.
Гидролизаты, полученные в результате обработки ДПШ кислотой, были использованы в качестве субстрата для культивирования сахаромицетов.
Исследование влияния условий кислотного гидролиза ДПШ на концентрацию общих углеводов и на выход биомассы проводили в соответствии с полным факторным экспериментом (ПФЭ) 23. В качестве варьируемых факторов были выбраны: температура гидролиза, начальное значение pH и гидромодуль. Факторы и уровни их варьирования в размерном и безразмерном масштабе представлены в таблице 5.6. Условия культивирования сахаромицетов на полученных гидролизатах были одинаковыми для всех опытов.
Результаты ПФЭ представлены в табл. 5.7. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе исследований, проводилась в соответствии с методикой расчёта, представленной в разделе 2.5.3. Были определены коэффициенты уравнений регрессии, описывающих концентрацию общих углеводов и накопление биомассы на гидролизатах. Для обоих уравнений была проведена стандартная процедура исключения незначимых коэффициентов на основании 5 параллельных опытов по гидролизу и 4 параллельных опытов по культивированию дрожжей в центре плана с использованием критерия Стьюдента для уровня значимости/? 0,05, после чего уравнения приняли вид:
Адекватность уравнений проверялась по критерию Фишера для такого же уровня значимости (р 0,05). Для сравнения в таблице 5.7 также приведены расчетные значения для концентрации общих углеводов и выхода биомассы.
Можно отметить, что на выход общих углеводов значимо влияют все три выбранных фактора, а также два эффекта парного взаимодействия: температура – начальный рН гидролиза; начальный рН гидролиза – гидромодуль.
На выход биомассы значимое влияние оказывают температура гидролиза, гидромодуль, а также эффект тройного взаимодействия факторов. С учётом последнего для нахождения оптимальных условий по параметру выход биомассы были проведены дополнительные эксперименты с целью построения регрессионной модели второго порядка от двух факторов: X1 – температура гидролиза; Х2 – гидромодуль. Начальное значение рН как не значимый фактор зафиксировали на нижнем уровне, так как его увеличение отрицательно сказывается на выходе общих углеводов при гидролизе.
Матрицу эксперимента составили на основе центрального композиционного ротатабельного планирования (ЦКРП), при этом уровни варьирования гидромодуля и температуры гидролиза сохранили, что позволило использовать полученные ранее результаты ПФЭ в качестве ядра плана. Поскольку в ЦКРП величина «звёздного плеча» составляет 1,414, значения гидромодуля в звездных точках составили 8,7 и 22, а температуры гидролиза – 108,9 и 130,1 C. Результаты ЦКРП представлены в табл. 5.8.
Было найдено, что на общий выход углеводов условия гидролиза оказывают то же влияние, как и при проведении ПФЭ: квадратичные члены оказались не значимы; повышение температуры оказывает положительное влияние на выход ОУ; а гидромодуля - отрицательное.
Вид регрессионного уравнения, описывающего влияние условий процесса на выход биомассы, изменился: значимым оказался квадратичный эффект для гидромодуля. Поверхности отклика для концентрации общих углеводов и выхода биомассы представлены на рисунке 5.3.
Поверхности отклика выхода общих углеводов (а) и биомассы (б) при гидролизе и последующей биоконверсии ДПШ Оба уравнения регрессии адекватны при проверке по критерию Фишера (р 0,05). Характер поверхности отклика обеих функций (рисунок 5.3) ясно демонстрирует, что их экстремумы (максимумы) лежат далеко за выбранными пределами варьирования, поэтому оптимальными в данном случае можно считать краевые значения гидромодуля и температуры гидролиза – 8,7 и 130,1 C соответственно.
Таким образом, в результате исследований была подтверждена возможность и определены оптимальные условия использования твёрдого отхода переработки подсолнечного шрота (ДПШ), образующегося при производстве изолята белка [210].
Исследование кинетики роста дрожжей и характеристика РУБК, полученного в оптимальных условиях предобработки субстрата
На основании проведённых исследований и определенных ранее оптимальных условий предварительной обработки сырья были изучены кинетика роста и потребление субстрата дрожжами Saccharomyces cerevisiae при глубинном гетерофазном культивировании.
Для культивирования дрожжей использовали питательную среду после кислотного гидролиза ДПШ в определенных ранее оптимальных условиях (130,1 С, рН 2,0, гидромодуль 8,7, 30 мин).
Культивирование Bacillus cereus БП-46 на нативном подсолнечном шроте
Полученный на стадии ультрафильтрации пермеат содержит остаточные количества белков, аминокислот и углеводов, что позволяет предположить возможность его утилизации микробиологическими методами или его переработки в новый продукт – заменитель белковой составляющей питательных сред. Пермеат содержит СВ – 22–26 г/л, СП – 49±3 %, РВ – 8,8±2 г/л. Содержание в пермеате аминного азота не превысило 0,13±0,02 г/л, а содержание фенольных соединений 27,1 ±1,1 мг/л.
Присутствие фенольных соединений, в том числе хлорогеновой кислоты и продуктов её окисления, в концентрации свыше 10 мг/л придает пермеату тёмно-зелёную окраску и осложняет его применение в качестве компонента питательных сред. В качестве варианта дальнейшей переработки предложили очистку адсорбцией.
Хлорогеновая кислота является преобладающим фенольным соединением и придаёт пермеату зеленую окраску. ХГК относится к семейству производных коричной кислоты и представляет собой комплекс сложных эфиров, образованных транс-коричной кислотой и хинной кислотой. В чистом виде ХГК представляет собой бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллы, однако ее щелочные растворы на воздухе приобретают зеленую окраску. В ультрафиолетовой области спектра ХГК дает пики поглощения при длинах волн 240, 298 и 325 нм.
Были проведены исследования по осветлению пермеата, полученного в результате переработки подсолнечного шрота. Для проведении процесса сорбции навеску сорбентов из расчета 0,0125 г на 1 мл добавляли к пермеату и выдерживали при комнатной температуре и постоянном перемешивании (180 об/мин.) в течение 30 мин. После чего производили отделение сорбента следующими методами: гранулы АГ-3, ФАС-3, Purolite отделяли центрифугированием; частицы ОУ-А, Neusilin и УНК - фильтрованием сквозь трехслойный фильтр. Для исходного раствора и растворов после сорбции при разведении в 100 раз были сняты спектры в УФ и видимой области спектра (рисунок 6.1).
Спектры поглощения исходного раствора и растворов после сорбцииНа графике видны пики поглощения соответствующие 298 и 325 нм, которые соответствуют максимумам поглощения ХГК и её производных.
Из представленных на рисунке 6.1 спектров можно сделать вывод, что активированный уголь ОУ-А показывает наибольшую адсорбционную способность и может быть предложен для очистки полученного пермеата от соединений фенольной природы и продуктов их окисления и связывания с аминокислотами.
Проведено исследование процесса сорбции на активированном угле марки ОУ-А при двух значениях рН: 7,2 и 5,5. В качестве варьируемых факторов были выбраны масса угля, приходящаяся на фиксированный объем пермеата, и время сорбции. Объём пермеата во всех экспериментах составлял 30 мл. Эксперимент проводили в соответствии с ротатабельным ЦКП. Факторы и уровни их варьирования приведены в таблице 6.2.
Определение изменения концентрации фенольных соединений проводили спектрофотометрическим методом в диапазоне волн 220-340 нм. Расчёт проводили для значений оптической плотности 325 нм, что соответствует максимуму поглощения ХГК.
Долю удаленных соединений определяли как отношение концентраций соединений после сорбции к начальной концентрации. Матрица планирования и результаты обоих экспериментов приведены в таблице 6.3.
В качестве уравнения линейной регрессии была выбрана полная модель с учетом всех эффектов. Значимость коэффициентов проверялась по критерию Стьюдента. После отсева незначимых коэффициентов проводилось уточнение значений оставшихся, т.к. при выбранном методе планирования получаются смешенные оценки факторов. Оценка адекватности полученной модели проводилась по критерию Фишера при уровне значимости р=0,05. Полученные уравнения при разных значениях рН имели вид: При рН 7,2 не значимыми оказались линейный эффект для Х2 и эффект парного взаимодействия. При рН 5,5 значимыми оказались только линейные эффекты. Содержание фенольных соединений, определяемых методом Фолина-Чокальтеу, в пермеате после очистки активированным углем составило менее 2,7 мг/л. Адсорбция ХГК и продуктов её окисления на активированном угле марки ОУ-А позволяет снизить их содержание в пермеате на 90%.
На основании полученных исследований были даны следующие рекомендации по ведению процесса сорбции: рН 5,5; масса угля 0,08 г на 1 мл пермеата; время обработки - 45 мин.
Очищенный от фенольных соединений при рекомендованных условиях пермеат высушили распылением при температуре воздуха на входе в камеру 180 C, на выходе 88 С. Сухой порошок содержит 39,5 % РВ и 0,5 % аминного азота, содержанием сырого протеина не менее 50 %. Распылительная сушка позволяет получить светло-жёлтый мелкодисперсный порошок.
