ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Лабораторная работа 6
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ
МЕТОДОМ ПЕННОЙ ФЛОТАЦИИ
Цель работы: изучить принцип действия напорного флотатора и определить характер зависимости коэф-
фициента флотирования от времени отстаивания пены.
Общие сведения о процессе флотации
В производстве кормовых дрожжей и для очистки сточных вод широкое применение имеет флотация. Наряду с сепарирова-
нием, центрифугированием, отстаиванием, фильтрацией, она отнесена к механическим способам концентрирования биомассы
дрожжей.
В основе флотации лежит процесс избирательного смачивания. Основные виды флотации – пенная, масля-
ная и пленочная. Наибольшее распространение получила пенная флотация, которая заключается в следующем:
культуральную жидкость с биомассой микроорганизмов непрерывно вспенивают воздухом, подаваемым снизу
вверх под давлением. Клетки и их агломераты «прилипают» к пузырькам тонкодиспергированного воздуха и
всплывают вместе с ними, собираясь в специальной отстойнике. Использование метода флотирования обеспе-
чивает надежность непрерывного выделения дрожжей из культуральной жидкости, сокращает число сепарато-
ров и, соответственно, эксплутационные расходы. Дрожжи, получаемые этим методом, имеют более высокие
качественные показатели по содержанию белка, зольности, по вкусу и цвету.
На эффективность процесса пенной флотации оказывает влияние следующие факторы:
1.
Структура пены и способ ее образования: чем мельче ячейки пены, тем больше поверхность раздела
фаз и, следовательно, количество дрожжевых клеток, которое может быть сорбировано. Разрушение мелко-
ячеистой пены, всплывающей в верхние слои, приводит к образованию более крупных пузырьков, при этом
поверхность раздела фаз резко сокращается. Вследствие этого возрастает степень адсорбционного насыщения
пены дрожжами, а в жидкости, образовавшейся из пены, появляется повышенное количество дрожжей.
Увеличение газа в пене уменьшает содержание в ней жидкости и наблюдается при этом почти прямоли-
нейная зависимость.
2.
Величина потерь дрожжей с отработанной культуральной жидкостью увеличивается с ростом концен-
трации их в исходной культуральной жидкости.
3.
Концентрация дрожжей в пенном слое возрастает прямо пропорционально времени отстаивания пены.
Кроме того, скорость концентрирования дрожжей в пене зависит от соотношения площади поверхности отстаи-
вания и объема расслаиваемой пены.
4.
Извлечение дрожжей из культуральной жидкости так же, как и концентрирование их в пене, зависит от
продолжительности процесса и количества воздуха, подаваемого во флотатор. Оптимальная скорость продувки
воздуха во флотаторе составляет 2,3 – 2,5 м
3
/мин на 1 м
3
дрожжевой суспензии. Чем больше время пребывания
жидкости во флотаторе, тем больше концентрация дрожжей в пене.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка (рис. 12) включает напорный флотатор ФЛ, который имеет цилиндрическую обечайку, механиче-
скую мешалку для усиления пенообразования, газораспределительное устройство для нагнетания воздуха в культуральную жид-
кость и внутренний стакан, являющийся одновременно сборной емкостью и местом гашения пены. Воздух во флотатор подается
воздуходувкой ВД, а расход устанавливается с помощью ротометра РТ. Исходная суспензия из емкости Е
1
перистальтическим на-
сосом Н
1
направляется во флотатор. Концентрированная суспензия самотеком отводится из конической части стакана в емкость Е
2
.
Отработанная жидкость насосом Н
2
по циркуляционному контуру возвращается в емкость Е
1
.
Порядок выполнения лабораторной работы
Работа заключается в определении концентрации биомассы в сгущеной дрожжевой суспензии, полученной методом напор-
ной флотации при изменяющейся продолжительности времени отстаивания пены с последующим расчетом коэффициента флота-
ции.
Для выполнения работы необходимо следующее оборудование: лабораторная установка, электроплитка,
мерные цилиндры на 100, 250, 500 и 1000 мл, технические весы, компрессор, рН-метр, центрифуга настольная,
стеклянные мензурки на 500 мл (2 шт.), химические стаканы на 250 или 500 мл (2 шт.), стеклянная палочка,
секундомер.
Группа разбивается на шесть бригад, каждая из которых проводит исследование при одном из режимов от-
стаивания.
Исследования проводят с суспензией дрожжей в следующей последовательности.
1.
Определяют центрифугированием концентрацию биомассы клеток в исходной суспензии, величину рН
устанавливают на потенциометре.
Для определения концентрации биомассы с помощью мерного цилиндра отмеряют 100 мл дрожжевой сус-
пензии и переносят в центрифужный стаканчик, предварительно взвешенный на технических весах с точно-
стью до десятых долей грамма. С целью разделения дрожжевых клеток от жидкой среды проводят центрифу-
гирование при режиме 3 тыс. об/мин в течение 5 мин. После чего надосадочную жидкость (фугат) осторожно
сливают, а центрифужный стаканчик взвешивают. По разности массы стаканчика с осадком и пустого стакан-
чика определяют количество биомассы влажных дрожжей в 100 мл, производя затем пересчет на 1 л
С = (В
2
–
В
1
)×10,
