Сушка продуктов микробиологического синтеза. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. — 216 с.
Посвященная малоизученному вопросу сушки продуктов микробиологического синтеза книга восполняет пробел в описании кинетики и статикл процесса сушки. В ней приведены научно обоснованная классификация этих продуктов как объектов сушки и результаты анализа свойств этих продуктов, отражены различные подходы к проектированию сушильных установок с учетом специфики продуктов микробиологического синтеза.
Для работников пищевой и микробиологической промышленности, занимающихся процессами сушки продуктов микробиологического синтеза.
Таблиц 22. Иллюстраций 115. Список использованной литературы — 62 названия.
I ПРЕДИСЛОВИЕ
Микробиологическая промышленность СССР производит в настоящее время широкий ассортимент продуктов: кормовые дрожжи, получаемые из непищевых растительных отходов и жидких парафинов нефти, аминокислоты, биологические средства защиты растений, ферменты, этиловый спирт, антибиотики немедицинского назначения, бактериальные удобрения, кормовые витамины и др. На основе комплексной переработки отходов растительного сырья предприятия микробиологической промышленности выпускают фурфурол и разнообразные фурановые соединения, ксилитан, кристаллический ксилит и другие ценные продукты.
Кормовые дрожжи, производимые на заводах отрасли, являются одним из самых перспективных источников кормового белка. С организацией промышленного производства кормовых дрожжей решается задача не только снижения белкового дефицита, но и улучшения качества кормов. По количеству перевариваемого протеина 1 млн. т кормовых дрожжей эквивалентен 6 млн. т ячменя, 2,5 млн. т гороха или соевых бобов. Введение в дефицитные по белку рационы 1 т бел-ково-витаминных концентратов позволит сельскому хозяйству получить дополнительно 0,8 т свинины, 1,5 т мяса птицы, до 30 тыс. шт. яиц и сберечь от 3 до 5 т зерна. По производству кормовых дрожжей из очищенных жидких парафинов нефти СССР занимает в настоящее время первое место в мире.
Наряду с разработкой различных методов получения белка большое внимание в СССР уделяется получению микробиологическим путем ряда незаменимых аминокислот. Обогащение рационов откармливаемого молодняка аминокислотами увеличивает привесы на 10—г 20 % и повышает на 8—10 % эффективность использования кормов. В настоящее время в Советском Союзе выпускается целый ряд ферментных препаратов, которые с успехом применяются в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Ведутся интенсивные исследования по получению белка пищевого достоинства. При переработке 1 т кормовых дрожжей можно извлечь до 30—40 % белковых изолятов. Для скорейшего решения проблемы обеспечения лизином народного хозяйства , проводится работа по интенсификации существующих и созданию новых крупнотоннажных производственных мощностей.
Решениями XXVI съезда КПСС намечено осуществить мероприятия по ускоренному развитию производства на основе микробиоло-*
гического синтеза, обеспечить рост выпуска продукции в 1,8—1,9 раза.
В одиннадцатой пятилетке получат дальнейшее развитие работы по получению аминокислот, иммобилизованных ферментов, которые являются одним из новых и перспективных направлений, разрабатываемых в Советском Союзе и за рубежом.
Предусматривается значительное расширение производства кристаллического ксилита — эффективного заменителя сахара для больных диабетом. Гидролизная промышленность является основным, поставщиком этого дефицитного высокоценного продукта. Будут созданы также крупные мощности по получению ксилита из березовой древесины. Большое значение в отрасли придается выработке фурфурола и его производных. Эти продукты находят все более широкое применение при получении высококачественных пластмасс, антикоррозионных смол, присадок к моторному топливу и др.
Возрастающая потребность в продукции микробиологического синтеза для пищевой, комбикормовой, химической, металлургической, медицинской и других отраслей промышленности, а также сельского хозяйства поставили перед учеными и инженерами новые задачи, решение которых направлено на создание современных высокоэффективных автоматически управляемых технологических процессов, обеспечивающих получение продуктов высокого качества. Поэтому при разработке процессов и аппаратов, участвующих в производстве и переработке продуктов микробиологического синтеза и особенно в процессах ферментации и сушки, которые являются начальной и завершающей стадией технологического процесса, где клетка формируется и подвергается наиболее опасным воздействиям; требуется более глубокое изучение, теоретическое обоснование и критический анализ этих стадий. Сушка представляет собой весьма энергоемкий, сложный, взаимообусловленный комплекс химических, тепловых и диффузионных процессов. К сожалению, сведения, касающиеся этого процесса применительно к продуктам микробиологического синтеза, в известной литературе крайне незначительны.
Следует заметить, что между продуктами химической и микробиологической промышленности имеется существенная разница, заключающаяся в том, что в промышленной микробиологии мы имеем дело с живыми микроорганизмами, а в ряде случаев для товарного продукта требуется сохранение не только качества, но и жизнеспособности препаратов. Главным при этом является форма связи влаги с материалом, которая для продуктов микробиологического синтеза практически не исследована. Из имеющейся практики можнс отметить, например, что попытка применения широко известных распылительных сушилок для обезвоживания водорослей, ряда ферментных препаратов, лизина, средств защиты растений и других продуктов не дает хороших результатов. Это говорит о необходимости; развития работ по изучению продуктов микробиологического синтеза как объектов сушки, и только на этой основе следует подходить к; решению вопросов в области создания сушильной техники для микробиологических производств, исключая механический перенос имею-j
щихся достижений в области химического аппаратостроения в микробиологическую промышленность.
В самом общем случае продукты микробиологического синтеза применительно к процессу сушки могут быть классифицированы на два больших класса: продукты, которые при обезвоживании требуют сохранения жизнедеятельности микроорганизмов или высокой активности препаратов (антибиотики, средства защиты растений, ферменты), и продукты, которые после высушивания требуют сохранения высокой питательной ценности (кормовые дрожжи, пищевой белок и др.).
Рассматривая вопросы развития техники сушки применительно к этим двум классам, включающим пастообразные продукты микробиологического синтеза, суспензии и в отдельных случаях порошки, приходится отметить, что в настоящее время из известных сушилок, разработанных химической промышленностью для микробиологии, нашли применение распылительные сушилки с дисковым и форсуночным распылением, вальцовые сушилки (в гидролизной промышленности) и сублимационные сушилки (в производстве бактериальных препаратов, ферментов).
Микробиологическая промышленность практически только начинает создание и освоение первых промышленных образцов сушильной техники, в которых учитываются специфические требования промышленной микробиологии.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..................... 3
Глава 1. Продукты микробиологического синтеза и обоснования методов их сушки .............. 7
Продукты микробиологического синтеза и их свойства ... 7 Формы и энергия связи влаги в продуктах микробиологического синтеза................. 11
Физико-механические и теплофизические свойства продуктов
биосинтеза.................. 13
Обоснование метода сушки продуктов микробиологического синтеза ................... 25
Глава 2. Сушка продуктов микробиологического синтеза методом
распыления................. 31
Классификация распылительных сушилок....... 31
Требования, предъявляемые к распылительным сушилкам . . 37
Технология сушки распылением.......... 40
Гидродинамика и тепло- и массообмен при сушке распылением 53
Автоматизация работы сушилок.......... 57
Глава 3. Сублимационная сушка продуктов микробиологического синтеза ................... 60
Основные сведения о развитии сублимационной сушки . . 60 Классификация сублимационных установок и методов интенсификации процесса сублимации.......... 63
Контроль процесса сублимационной сушки...... 65
Температурная зависимость давления ........ 72
Способы замораживания и их оценка........ 79
Методы подвода энергии при сублимации и их оценка . . 88 Внутренний и внешний тепло- и массоперенос при сублимационной сушке ................ 103
Моделирование тепло- и массопереноса........ 111
Аналитическая и численная оценка процесса тепло- и массо-
обмена ................... 114
Разгаботка математической модели и методики расчета
процесса тепло- и массообмена......... 117
Алгоритм решения задачи при замораживании и сублимационной сушке разностным методом....... 123
Методика разработки математической модели процесса сушки .................... 128
Контроль влажности продуктов в потоке....... 128
21Я
Глава 4. Обоснование выбора основных элементов сублимационных
установок................. 132
Необходимые сведения о кинетической теории газов ... 132
Сублимационные камеры............. 134
Соединительные трубопроводы........... 137
Средства откачки парогазовой смеси ........ 141
Оценка работы механических насосов........ 145
Оценка работы пароэжекторных насосов....... 154
Т л а в а 5. Вакуумные конденсаторы, используемые при откачке парогазовой смеси из сублимационных установок..... 158
Конденсаторы для конденсации пара из парогазовой смеси в
жидкое состояние ............... 158
Метод конденсации пара в твердое состояние...... 166
Математические модели процесса конденсации пара на цилиндрические и плоские поверхности........... 172
Сравнительная оценка поверхностей конденсации .... 177 Использование сорбентов и заряженных частиц для удаления
пара при сублимационной сушке......... 187
Глава 6. Хранение продуктов микробиологического синтеза . • . 192
Основные факторы, влияющие на качество сухих продуктов 192 Гигроскопические и термодинамические характеристики продуктов..................• . . 193
Структурные свойства............. . 199
Ксероустойчивость микроорганизмов и влияние параметров
окружающей среды на продолжительность хранения . . . 202
Упаковка сухих продуктов............ 205
Оптимизация условий хранения сухих продуктов .... 207
Восстановление сухих продуктов.......... 208
Заключение..................... 211
Список использованной литературы..........' '. . . 212
Цена: 150руб.
