Проточное культивирование

Исследованиями Ю. Л. Игнатова было показано, что накапливаемая в процессе уксусная кислота снижает окислительную активность бактерий и уменьшает удельную скорость роста клеток. Этот факт позволил П. И. Николаеву с сотрудниками организовать процесс получения уксусной кислоты в батарее из нескольких аппаратов глубинным способом в непрерывном режиме. В результате получилась оригинальная схема, в которой процесс получения 9%-ной уксусной кислоты ведут в четырех-пяти последовательно соединенных ферментерах (рис. 5).

Схема установки для получения уксуса в непрерывном режиме.

Переток жидкости из аппарата в аппарат происходит из-за разницы давлений в «воздушной подушке», возникающей за счет разного заглубления переточных труб h: h2 > h3 > h4 > h5. Рис. 5.

Таблица 1.- Содержание уксусной кислоты (Р) и спирта (S) в ферментерах начиная с первого.[8]

Р, мас.%

3,0

5,9

8,0

9,3

10,0

S, об.%

2,6

1,8

1,6

0,9

0,2 – 0,15

Ферментацию проводят в батарее, состоящей из пяти последовательно соединенных ферментаторов. Каждый аппарат снабжен мешалкой, барботером и змеевиковым теплообменником. В первый ферментатор загружается посевной материал, и непрерывно подаются питательная среда, в которой суммарная концентрация этилового спирта и уксусной кислоты составляет 6,4—6,7%, а также стерильный воздух. При этом создаются оптимальные условия для быстрого размножения уксуснокислых бактерий. Первый ферментатор является генератором уксуснокислых бактерий для всех последующих аппаратов; в нем также происходит окисление этилового спирта в уксусную кислоту.

Культуральная жидкость передается из ферментатора в ферментатор за счет давления, создаваемого воздухом. В каждом ферментаторе обеспечиваются условия, способствующие интенсивному окислению этилового спирта в уксусную кислоту. Для поддержания нужной концентрации спирта во второй, третий и четвертый аппараты добавляют 40%-ный этиловый спирт. Содержание спирта и уксусной кислоты в каждом ферментаторе в течение процесса указано в таблице 1. Температура и интенсивность аэрации от ферментатора к ферментатору снижаются: если в первом аппарате температура равна 28 °С, а интенсивность аэрации 0,35—0,40 м3/(м3•мин), то в последнем аппарате соответственно 25 °С и 0,1—0,15 м3/(м3•мин). Культуральная жидкость выводится из пятого ферментатора с концентрацией уксусной кислоты не ниже 9% и не выше 9,3%. Из 100 л безводного этилового спирта получают 75—90 кг уксусной кислоты [2, 4, 6, 7].

Данный метод достаточно быстро был внедрен в производство на нескольких заводах. Сейчас по этой технологии работают Экспериментальный пищекомбинат в Балашихе, уксусные цеха в городах Горловка и Днепродзержинск на Украине, завод в Словакии [7].

Из всех рассмотренных способов один уже не применяется, второй скоро полностью покинет производственный процесс, а оставшиеся три последних метода являются применяемыми и развиваемыми методами производства.

Для своей работы я выбираю последний метод получения уксусной кислоты, проточное культивирование. Этот метод наиболее выгоден, так как выход продукта составляет 90% и более; процесс идет с более полной степенью превращения исходного сырья; существует возможность увеличения объема получаемого продукта, добавлением этилового спирта непосредственно во время процесса, во второй, в третий, четвертый и пятый аппараты установки; снижаются затраты на производство, так как основная часть уксуснокислых бактерий получается в первом аппарате, а в остальных идет, по большей части, окисление этилового спирта в уксусную кислоту и поддержание процессов жизнедеятельности уксуснокислых бактерий. Также, данный метод был выбран и потому, что он разработан сравнительно не давно и является достаточно перспективным.


Прочие статьи:

Человек разумный (Homo sapiens)
Кроме ископаемых останков гоминид, которых мы относим к роду Australopithecus и Homo erectus, было найдено много других и почти каждой вновь открытой форме давалось свое особое видовое или даже родовое название. Однако у всех этих форм им ...

Устойчивость к гербицидам
Продуктивность сельскохозяйственной культуры зависит от присутствия в среде обитания сорняков, вступающих с основной культурой в конкуренцию за питательные вещества и влагу. Для уничтожения нежелательных растений сельскохозяйственные план ...

Теория относительности
Предпосылкой к созданию теории относительности явилось развитие в XIX веке электродинамики. Результатом обобщения и теоретического осмысления экспериментальных фактов и закономерностей в областях электричества и магнетизма стали уравнения ...

Разделы