Введение к работе
Актуальность теш. Сублимационное обезвоживание как метод стабилизации качественных показателей биологических систем (в частности, стартовых культур микроорганизмов-продуцентов) является весьма перспективным для применения в биотехнологии - новой и быстро рвзви-вавцейся отрасли народного хозяйства.
Один из основных этапов микробиологических производств - культивирование на основе выбранного штамма - продуцента качественного носевпого материала, в условиях малых биотехнологических предприятий связан с серьезными затруднениями и, в частности, с обеспечением рациональной организацией квалифицированной микробиологической службы.
Эффективным решением проблемы является стабилизация нативных свойств стартовых культур микроорганизмов при обезвоживании и создание банка сухих продуцентов микробного белка для организации централизованного снабжения отдельных биоконверсионных предприятий высококачественным стандартным посевным материалом.
Анализ опубликованных работ показывает, что наиболее перспективным методом обезвоживания микроорганизмов-продуцентов является сублимационная сушка.
Рассматриваемая проблема решалась и координировалась в соответствии с комплексной научно-технической программой ПШТ при СМ СССР "Продовольствие" 04.07 и планом научно-исследовательских работ Московской Государственной Академии пищевых производств по биоконверсии плодоовощных отходов в кормовой белковый препарат.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является обоснование выбора метода и разработка рациональных режимов сублимационного обезвоживания стартовых культур микроорганизмов (дрожжи штамма "Вшіотуоорзів fibuliger 0-4") для создания банка сухих продуцентов микробного белка и организации централизованного обеспечения биокояверсиошшх предприятий высококачественным стандартным посевным материалом.
В. соответствии с поставленной целью решались следущие задачи:
обоснование выбора метода сублимационного обезвоживания микроорганизмов - продуцентов;
аналитическое исследование процесса вакуумной сублимационной сушки в условиях двустороннего раднационно-кондуктивного анергопод-вода;
исследование процесса замораживания клеточной суспензии (определение физических характеристик процесса);
исследование свойств клеточной суспензии, как объекта сублимационной сушки;
исследование влияния методов и режимов замораживания на выживаемость микроорганизмов и на кинетику процесса сублимационной сушки;
разработка' рациональных режимов сублимационного обезвоживания дрожжей штамма "BndomyoopsiB iibuliger с-4" и практических рекомендации по их реализации в промышленных условиях.
на примере культуры дрожжей "Endomyoopeie fibuliger С-4" разработана методология исследования процессов замораживания и сублимационного обезвоживания стартовых культур микроорганизмов;
теоретически обосновано и экспериментально установлено интенсифицирующее влияние предложенных метода и режима замораживания на кинетику процесса сублимационной сушки клеточной суспензии при высокой выживаемости клеток микроорганизмов;
разработана математическая модель концентрационного переноса пара в сухом слое в процессе сублимационного обезвоживания при двустороннем радиационно-кондуктивном анергоподводе, позволяющая определить продолжительность процесса сублимации и распределение температур и концентрации пара в сухом слое а также условие, обеспечивающее протекание процесса сушки в режиме сублимации (фазовый переход "лед- пар") в отличив от испарения жидкой влаги при обычной вакуум-
ной сушке; .
- разработан способ консервирования стартовых культур микроор
ганизмов-продуцентов методом сублимационного обезвоживания. Новизна
предложенного метода подтверждена авторским свидетельством J* 1400063.
определены гигроскопические, термодинамические, структурные, массообменные и твплофизические характеристики высушенных препаратов дрожжей штамма "Endoniyoopals Jibuliger С-4";
разработаны рациональные режимы сублимационного обезвоживания дрожжей штамма "Endomyoopaia fibuliger С-4", используемых в качестве стартовой культуры продуцентов микробного белка, и практические рекомендации по их реализации в промышленных условиях.
Производство продуцентов микробного белка в сухом виде по предложенному методу позволяет организовать централизованное снабжение малых биоконверсионных предприятий стандартным высококачественным посевным материалом и повысить рентабельность биоконверсии - наиболее рационального метода утилизации нетрадиционного для микробиологической промышленности сырья (плодоовощные отходы) в кормовой белковый препарат. Ожидаемый экономический эффект от внедрения одной линии производительностью 3000 кг сухого препараата в год по ценам 1991 года составляет 370000 руб.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на научной конференции молодых ученых МТИПП (Москва, 1986 г.); на Республиканской научно-технической конференции (Черкассы, 1987 г.); на Всесоюзных научных конференциях (Москва, 1987 г.; Кутаиси, 1989 г).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 6 работ и получено 3 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на
169 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка и IB таблиц. Список литературы включает 176 источников. Приложение к диссертации представлено на 15 страницах.