автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Влияние кратности разбавления мелассы и расхода воздуха на кинетику роста дрожжей при периодическом культивировании в аппарате барботажного типа

На правах рукописи

□0305Т056

Аль Асаад Куссай Махмуд

ВЛИЯНИЕ КРАТНОСТИ РАЗБАВЛЕНИЯ МЕЛАССЫ И РАСХОДА ВОЗДУХА НА КИНЕТИКУ РОСТА ДРОЖЖЕЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ В АППАРАТЕ БАРБОТАЖНОГО ТИПА

Специальность 05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов

(растительного и животного происхождения)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2007

003057056

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тишин Вячеслав Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Никифорова Татьяна Алексеевна

кандидат технических наук Прохорчик Игорь Петрович

Ведущее предприятие: Санкт-Петербургская государственная

химико-фармацевтическая академия

Защита диссертации состоится « ¡6» ¿¿{¿¿сЗ^ 2007 г. в .1.Ц-.. час. на заседании диссертационного совета Д 212.234.02 при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9. тел/факс 315-30-15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий.

Автореферат разослан "I/) " 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук / ' Колодязная B.C.

Актуальность темы. Потребность в пекарских дрожжах возрастает из года в год, поэтому увеличение производительности дрожжевых заводов задача важная и необходимая, и решена она может быть за счет модернизации оборудования и совершенствования технологам производства.

Одним из направлений в совершенствовании технологии является культивирование дрожжевых клеток до более высоких конечных концентраций их в культуральной жидкости по сравнению с тем, что достигнуто в настоящее время. Однако при переходе на культивирование при повышенных концентрациях биомассы приходится сталкиваться с целым рядом трудностей, как технологических, так и процессно-аппаратных.

Прежде всего возникает вопрос: каким образом скорость прироста биомассы будет меняться с изменением концентрации клеток в культуральной среде; во-вторых, поскольку увеличение концентрации требует увеличения подачи кислорода и субстрата, то возникают другие вопросы: как будет влиять расход воздуха и кратность разбавления мелассы на развитие клеток, к сожалению, получить ответы на поставленные вопросы пока не удалось. Чтобы ответить на них необходимо провести детальные исследования кинетики культивирования дрожжей периодическим методом, как без притока субстрата, так и с притоком.

Исследование бесприточного метода культивирования важно еще и потому, что в производственных условиях он применяется на начальных стадиях, и хотя эти стадии не являются лимитирующей в общем процессе культивирования дрожжей, вопросы повышения выхода дрожжей, увеличения скорости роста так же представляют практический интерес, как и на конечной стадии, осуществляемой доливным или отъемно-доливным способом.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является установление кинетических закономерностей роста дрожжевых клеток Бас-сЬаготусез сегеу1з1ае в аппаратах барботажного типа при периодическом культивировании с притоком и без притока питательных веществ; установление влияния на скорость прироста биомассы кратности разбавления мелассы и расхода воздуха.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ литературы по кинетике культивирования микроорганизмов, отвечающей цели данной работы;

- на основе литературных данных и собственных исследований составить математическую модель кинетики роста популяции клеток, учитывающей изменение кратности разбавления мелассы и расхода воздуха;

- провести экспериментальные исследования на модели барботажного дрожжерастительного аппарата периодическим методом с притоком и без притока субстрата и сравнить данные результаты с имеющимися дан-

ными, полученными в аппаратах иной конструкции;

- на основе собственных экспериментальных данных, полученных в барботажном аппарате, и уже имеющихся результатов исследований в аппаратах других типов, определить численные значения эмпирических коэффициентов, входящих в математическую модель;

- провести сравнительную оценку эффективности аппаратов бар-ботажного и струйно-инжекционного типов.

Научная новизна. Научная новизна заключается:

- в установлении кинетических закономерностей культивирования пекарских дрожжей периодическим методом без подачи и с подачей субстрата в культуральную среду при различных значениях начальной и конечной концентрации биомассы, различных расходах воздуха и кратности разбавления мелассы;

- в выводе уравнения кинетики, позволяющего учесть влияние кратности разбавления мелассы и расхода воздуха на скорость прироста биомассы и прогнозировать ведение технологического процесса;

_ в экспериментальной проверке математической модели и получении на основе опытов численных значений эмпирических коэффициентов.

Практическая значимость. Результаты исследований использовались при расчете технологических режим культивирования дрожжей на лабораторном стенде объемом 0,01 м3.

Результаты исследования переданы в Санкт-Петербургский институт управления и пищевых технологий для составления технологических регламентов производства пекарских дрожжей на различных стадиях культивирования.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на НТК профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов СПбГУНиПТ в 2005, 2006 и 2007 гг; на международных НПК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», г. Калининград, 2006 г.

По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в т.ч. 1 работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Основное содержание диссертации. Анализ работ по кинетике и моделированию микробиологических процессов показал, что экспоненциальное уравнение роста клеток и математические модели Моно не дают возможности описать единым уравнением изменение биомассы во времени при различных условиях культивирования. Несмотря на большое количество публикаций по периодическому культивированию пекарских дрожжей без притока и с притоком субстрата, выбрать из них те, на основании которых можно было бы получить уравнение, описывающее кинетику

прироста биомассы в зависимости от кратности разбавления мелассы, расхода воздуха и способа культивирования не представляется возможным. Поэтому решено было провести эксперименты по культивированию пекарских дрожжей в аппарате барботажного типа, наиболее распространенного в дрожжевой промышленности, попытаться получить уравнение кинетики, учитывающее условия культивирования и сравнить полученные результаты с данными, описывающимися в литературе по культивированию в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате (КСИА).

Бесприточное культивирование. Экспериментальные исследования по культивированию пекарских дрожжей проводились на установке, схема которой изображена на рис. 1.

Установка состоит из культиватора барботажного типа общей емкостью 15 литров, изготовленного из нержавеющей стали. Для поддержания постоянной температуры аппарат был снабжен рубашкой 2, через которую от термостата 7 циркулировала вода. Воздух в культиватор поступал через барботер 3, представляющий собой крестовину из труб с внутренним диаметром 15 мм, в которых снизу просверлены отверстия диаметром 1.5 мм. В барботер воздух подавался компрессором 4, расход его измерялся ротаметром 5 и регулировался вентилем 6.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 - барботажный аппарат; 2 - охладительная рубашка; 3 - барботер; 4 - компрессор; 5 — ротаметр; 6 - вентиль; 7 - термостат

При культивировании безприточным методом использовалась стандартная меласса с содержанием сахара 47,2 %, удельный расход воздуха д~Ог/Ур м3/м3-ч принимался равным 11; 31,4; 92,8; 214,3. Для

экспериментов выбрались три значения кратности разбавления мелассы Крм =4,4; 8,4; 20,4 кг/кг, что соответствовало начальному содержанию

сахара = 115; 57,4 и 23 кг/м3.

Температура поддерживалась в пределах 32±1°С; рН-среда - в пределах 4,2-4,6.

Источниками азотного и фосфорного питания служили сульфат аммония и диаммоний фосфат, которые подавались в аппарат в виде 20 % водных растворов. Дефицит калия и магния в мелассе восполнялся за счет внесения ]У^804 и КС1. В качестве стимулятора роста использовали дес-тиобиотин. Для регулирования рН культуральной жидкости использовались либо серная кислота (для понижения рН), либо водный раствор аммиака (для повышения), которые подавались вручную. Азотное и фосфорное питание осуществлялось из расчета содержания в дрожжах 1,8 % азота и 0,6 % Р2О5. Накопление дрожжей определялось следующим образом: в пробирку отбиралась проба объемом Упр = 20 см3, далее она центрифугировалась для отделения биомассы, промывалась, вновь центрифугировалась для отделения воды и далее переносилась в, предварительно высушенную и взвешенную, бюксу. Проба высушивалась в сушильном шкафу в

течение 24 часов при Ь = 105°С. Количество проб для оценки концентрации биомассы бралось не менее трех. Полученные результаты осредня-лись. После взвешивания бюкс с пробой определялась масса абсолютно сухих дрожжей (АСБ). Объем культуральной жидкости в аппарате становится постоянным Ур = 0,007 м3. Для исследований брались дрожжи штамма Л—128.

На рис. 2. представлены графики изменения во времени концентрации дрожжей влажностью 75 % и концентрации сахара при двух крат-ностях разбавления мелассы Крм= 8,4 и 20,4 и удельных расходах воздуха 92,8; 31,4 м3/м3-ч.

Из графиков видно, что кратность разбавления мелассы и удельный расход воздуха влияют на изменение концентрации биомассы. Однако в какой степени сказывается тот или иной фактор на скорости прироста биомассы сказать трудно, так как начальные значения концентраций хи различны. Чтобы избежать этого недостатка, изменение концентрации было представлено в безразмерном виде л*б(т), где хб - х/хн.В таком виде все кривые исходят из одной точки х6 = 1.

Культивирование с притоком проводилось на той же установке, что и без притока. Заранее задавалась программа, по которой составлялся график ежечасной подачи мелассы и необходимых солей из расчета 100 % выхода дрожжей; задавались коэффициенты почасового прироста биомассы, временем культивирования и конечной концентрацией биомассы. На-

чальная концентрация дрожжей хн = 97,5 кг/м3 влажностью 75 %. Такая величина начальной концентрации биомассы взята из соображения сравнения кинетик культивирования в барботажном аппарате и КСИА. Объем культуральной жидкости в процессе культивирования менялся от 0.0057 м3 до 0.0072 м3.

На рис. 3 показано изменение безразмерной концентрации биомассы и концентрации сахара во времени. Из графика видно, что концентрация сахара снижается настольно незначительно, что можно считать ее постоянной и говорить об отсутствии дефицита углеводного питания.

х, кг/м'

кг/м'

кг/м'

г, час

Рис. 2. Изменение концентрации дрожжей (влажность 75 %) и концентрации сахара во времени при периодическом культивировании без притока 4=92,81/ч Кр„=8,4кг/кг х-0 Х - + Крм=20,4 кг/кг х-О £ - х 9=31,4 1 /ч Кр„=8,4 кг/кг х-а

1 2 з 4 5 б х, час Рис. 3. Изменение безразмерной концентрации биомассы и концентрации сахара во времени при периодическом культивировании с притоком д =34,7 -•

д =66,3 д = 102,6 д = 236,7 5

- О

- +

- х

- □

Результаты исследований, проведенных во второй главе, явились основой для вывода кинетических уравнений культивирования пекарских дрожжей бесприточным и доливным способами.

Обработка экспериментальных данных и выбор математической модели кинетики культивирования

Бесприточное культивирование в аппарате барботажного типа. Опытные данные, представленные в графическом виде на рис. 2 и 3, использовались для определения локальных и средних значений удельной скорости , которые соответственно рассчитывались из экспоненциального уравнения роста клеток.

Обращает внимание, в большинстве случаев, колебательный характер изменения значений ц, обусловленный, видимо, с цикличностью размножения популяции клеток, что отмечалось многими исследователями, с некоторым снижением ц в процессе культивирования. Последнее, скорее всего, связано с падением концентрации субстрата, накоплением этанола и изменением физических свойств среды.

Строгой зависимости между локальной удельной скоростью и концентрацией субстрата установить не удалось. Обработка опытных данных по формуле Моно показала, что константа насыщения не является величиной постоянной и зависит от условий культивирования. Этот факт не нов и подтверждается многими исследователями.

Средние значения удельной скорости Д приведены в таблице 1.

_____Таблица 1

м3/м3-ч К^.кг/кг^^ 11 31,4 92,8 214,3

4,4 0,035 0,093 0,12 0,192

8,4 0,093 0,134 0,187 0,195

20,4 0,116 0,19 0,198 0,215

Каждый из опытов с высокой степенью точности описывается уравнением экспоненты при соответствующих значениях р, но единого кинетического уравнения, которое бы дало возможность с достаточной для практических расчетов точностью определить хб при любых значениях Крм и ц, получить не удалось.

В поисках более удачного вида уравнения, описывающего кинетику культивирования дрожжей, был выбран несколько иной подход к решению поставленной задачи.

Согласно рис. 2 можно записать, что

хг=хн + Дх, (1)

где Ах - приращение биомассы за время т к начальной концентрации хн.

Представив концентрацию в безразмерном виде, запишем х, . Ах

х5 = = 1Н , (2)

где Ах/хи - безразмерное значение относительного прироста биомассы за время г.

Согласно графика (рис. 2) Ах~хп или Ах = с ■ х", где с - коэффициент пропорциональности. В таком случае уравнение (2) можно представить в следующем виде

*б=1 + — х". (3)

хн

£

Обозначив отношение -— через у", представим уравнение (3) в следующем виде

хб=1 + (ут)", (4)

где у и и — параметры, определяемые экспериментально.

По физической сущности у есть удельная скорость относительного прироста биомассы в промежутке времени от т = 0 до т = т,. В общем случае она должна зависеть от Крм и д, а при высоких концентрациях

биомассы и от х.

Обработка результатов эксперимента по уравнению (4) дала интересные результаты. Оказалось, что величина 1 / у представляет собой время удвоения концентрации от х = хн до х = 2хн.

Поиск значений у и и в уравнении (4) осуществлялся с помощью современных компьютерных программ.

Таблица 2

1/ч Ут1р, 1/ч Кр=4,4 Кр=8,4 Кр=20,4

Гю. 11/4 Пр. 11/4 "о/ /пр Ую, 1/ч У1р. 1/ч "о/ /Яр Ую. 1/ч У1р. 1/ч "о/ /Ч

11 0,18 0,033 0,033 0,897/ /0,854 0,13 0,142 1,152/ /1,151 0,167 0,181 1,366/ /1,372

31,43 0,255 0,125 0,133 0,977/ /0,962 0,205 0,228 1,22/ /1,21 0,277 0,255 1,608/ /1,39

92,85 0,33 0,173 0,164 1,182/ /1,20 0,28 0,285 1,344/ /1,34 0,291 0,331 1,406/ /1,423

214,3 0,347 0,176 0,167 1,451/ /1,448 0,315 0,294 1,604/ /1,449 0,363 0,347 1,335/ /1,446

Наиболее простую зависимость у от Крм и q дает уравнение вида

1 + ахе 1 рм

Компьютерная обработка опытных данных позволила получить эмпирические формулы для расчета коэффициентов ут ах Ьх и показателя степени в уравнении (4):

ут =0,228(1,54-е-0'0285'9); (6)

ах =215,5(1 -0,96- е~°1), (7)

где с! =1/(0,104д)4'51;

Ьу= 0,437-е

п = а2{р:

(5,13/9) _

где

а, =

12-е 1

(0,57 + 0,045ЛГрм)1,8

Ь2 =1,107 + 0,0545^854,

с2 =

0,012

1 + 2,63е~°'343Крм

(8)

(9)

(10)

(И) (12)

Сравнение опытных и расчетных значений х6 представлено на рис. 4.

Уравнение (4), совместно с формулами (5) - (12) позволяют прогнозировать изменение концентрации биомассы во времени и решать вполне конкретные задачи в пределе изменения <7 от 11 до 214,3 м3возд./ч-м3среды, Крм от 4,4 до 20,4.

Заканчивая анализ эмпирического уравнения (4)—(12), можно сказать, что, несмотря на ограниченность его условиями эксперимента, оно дает повод к размышлениям о дальнейших путях исследования микробиологических процессов.

1 1 I г - - / /

. _: - _ Л у / /

су' /

/ / 1

-------- ^--..-0 '•■б 1

5 6

т, час

Рис. 4. Изменение безразмерной концентрации во времени при безприточном культивировании Кр„ = 4,4 -+; Кр„= 20,4 -□ 4 = 92,8 1/ч Крм = 8,4 ? = 92,8 -• ; -О

линии соответствуют уравнению (4)

Культивирование с притоком мелассы

Культивирование в аппарате барботажного типа. При обработке экспериментальных данных доливного культивирования имеются свои особенности, по сравнению с бесприточным. Поскольку объем среды меняется, то при постоянном расходе воздуха будет меняться и удельный расход ц. Поэтому на графике 3 указаны средние значения <7 за период культивирования. В остальном же обработка экспериментальных данных велась по тому же методу, что и при бесприточном культивировании. Сначала проверялась возможность использования экспоненциального уравнения. На рис. 5 представлены результаты сравнения опытных и расчетных значений хб. Из рисунка видно, что уравнение экспоненты, при соответствующих значениях р, менее точно описывает опытные данные при культивировании с притоком, чем без притока.

У У У / * .V* /

.'V

X х

« т, час

Рис. 5. Изменение безразмерной концентрации биомассы во времени при доливном культивировании • д=34,7; О д =66,3; х Ц= 102,6; +д =236,7 —

уравн. эксп.

Для описания кинетики прироста биомассы одним уравнением попытаемся использовать те же зависимости (4) и (12), что были получены при бесприточном культивировании. Результаты оказались следующими: для вычисления удельной скорости относительного прироста биомассы у можно воспользоваться уравнением (5), но при определении ут необходимо ввести некоторые коррективы в коэффициенты, входящие в уравнение (6).

С учетом указанных обстоятельств было получено эмпирическое уравнение для расчета максимального значения ут

Крм=8; ут = ОД33(1,64-е-0'035®); (13)

Из сравнения уравнений (6) (13) видно, что они схожи между собой, т.е. характер изменения ут от д не зависит от условий культивирования. Уравнения (6) и (13) существенно отличаются коэффициентами перед скобкой. В уравнении (6) он почти в два раза больше, чем в (13).

Можно предположить, что коэффициент перед выражением в скобках характеризует те различия в биохимических процессах, которые происходят в клетках, в зависимости от метода культивирования. Известно, что при бесприточном культивировании скорость прироста биомассы выше, что и отражено в уравнении (6). Выражение в скобках определяет, скорее всего, влияние на скорость прироста биомассы внешних факторов.

Если уравнения (6) и (13) по форме схожи, то характер изменения показателя степени п при бесприточном и приточном культивировании совершенно различен. Согласно уравнению (9) п с ростом д возрастает, а при культивировании с притоком - он падает. В последнем случае на основе опытных данных получено уравнение для расчета п:

п = 5,43(1,145 + е-2>351о3<Г2'*4 ). (14)

Сравнение опытных значений х6 с рассчитанными по уравнениям (4), (5), (13) и (14) представлено на рис. 6, откуда видно, что отличие между ними не превышает 5 %.

Рис. 6. Сравнение опытных значений Хд с расчетными

опыты д = 34,7 - • д =66,3 - О д =236,7 - +

расчет - --

Заканчивая анализ результатов исследований периодического культивирования в барботажном аппарате с притоком и без притока мелассы можно сделать вывод: оба метода имеют как общие, так и отличительные особенности в кинетике развития клеток дрожжей.

Общим для них является: во-первых, то, что кинетика роста дрожжей описывается едиными уравнениями (4), (5); во-вторых, обратная величина удельной скорости относительного прироста биомассы (1/у) есть время удвоения биомассы от х = дг„ до л: ■= 2х„.

Отличительная особенность заключается в различии зависимости показателя степени п от ц, что отражено в уравнении (14).

Доливное культивирование в кожухотрубнам струйно-инжекционном аппарате (КСИА). Для описания кинетики культивирования дрожжей в КСИА использовались имеющиеся в литературе опытные данные, которые были приведены к одному времени культивирования тк = 8 ч. В качестве математической модели взято уравнение (4). Поскольку в работах не ставилась специальная задача по выяснению влияния Крм и <7 на скорость прироста биомассы, то пришлось искать зависимость у от изменения отношения хк/хи. В результате обработки опытных данных были получены эмпирические уравнения для расчета у и п

Опытные значения у0 и л0, рассчитанные по уравнениям (15) и (16), представлены в таблице 3. Из таблицы видно, что максимальное отклонение по у не превышает 13 %, а по п - 9 %. На рис. 7 представлены сравнения экспериментальных и расчетных значений хв в зависимости от времени в КСИА, рассчитанных по уравнениям (4) (15) и (16). Отклонение опытных и расчетных данных не превышает 8 %. Но это не главное. Важнее другое: оказалось, что и здесь, также как в предыдущих случаях, величина 1/у - есть время удвоения биомассы от х = хн до х = 2х„.

Сравнивая барботажный аппарат с КСИА, можно утверждать, что последний более интенсивен и даст лучшие экономические показатели, представленные в таблице 3 и 4. Из таблицы 4 видно, что при примерно одинаковых условиях культивирования (в КСИА они были даже несколько хуже) значения удельной скорости относительного прироста биомассы, выход биомассы и продуктивность процесса в КСИА выше, чем в барботажном культиваторе. Это говорит о лучших условиях обеспечения клеток кислородом и субстратом в силу того, что в КСИА более высокая поверхность контакта фаз системы газ-жидкость и более высокие коэффициенты массообмена между газом и жидкостью и клеткой и жидкостью. А это в

Уо =0,218(1п(хк/*„))''■

(15) (16)

1

"о=

(1 + 3,3 5 • е~1'69^х"'

свою очередь наводит на мысль о том, что лимитирующим фактором в развитии популяции при сбалансированном питании клеток, пока являются внешние факторы, что внутренние резервы клеток еще далеко не исчерпаны и что необходимы дальнейшие исследования в поисках путей интенсификации процессов тепло-массообмена за счет увеличения степени тур-булизации жидкости, увеличивая тем самым поверхность контакта фаз системы газ-жидкость и коэффициентов массообмена.

Таблица 3

№ № х^/х». "0 Го Ир ь А и. А у,

сер. опыта % %

1 3,67 1,35 0,301 1,4 0,298 -3,7 -1

2 3,53 1,4 0,282 1,398 0,287 -0,1 1,8

3 2,18 1,29 0,166 1,3 0,162 0,8 -2,4

4 1,64 1,07 0,09 1,164 0,094 8,8 4,4

5 2 1,3 0,143 1,265 0,141 -2,7 -1,4

6 1,4 1 0,053 1,071 0,06 7,1 13,2

7 1,38 1,123 0,061 1,062 0,057 -5,4 -6,6

Таблица 4

Тип аппарата т, час Крм, кг/кг м3/м3-ч кг/м3 Хк, кгАСБ/ м3 У, 1/ч Выход %, В Продуктивность, П, кг/м3 ч

КСИА 7 7,6 60 37,4 74,6 0.149 90 0,025

Барботажный аппарат 7 8 66,3 24,4 43,6 0,12 74 0,0138

Рис. 7. Сравнение экспериментальных и расчетных значений хб в зависимости от времени в КСИА Номера опытов:

опыт 1 - • 2 - о 3-х 4-+ 5 - □ 6-о

уравн.(4)

Основные результаты работы и выводы

1. Предложена математическая модель кинетики культивирования пекарских дрожжей, основанная на предположении о степенной зависимости прироста концентрации биомассы от времени х6 = х,- /хн = 1 + (у • т)", позволяющая описать единым уравнением кинетику культивирования в зависимости от изменения кратности разбавления мелассы и расхода воздуха.

2. При культивировании пекарских дрожжей периодическим способом без притока и с притоком субстрата определены удельная скорость относительного прироста биомассы у и показатель степени и в уравнении

(4)-

3. Установлено, что величина 1/у представляет собой время удвоения биомассы от х = х„ до х - 2х„ независимо от методов культивирования и конструкции аппаратов.

4. Получено эмпирическое уравнение (5) для расчета у, вид которого одинаков для условий культивирования и справедливо при изменении Крм от 4 до 20 кг/кг и ц от 11 до 236 м3/м3-ч. Установлено, что с ростом д в отличии от у, характер изменения показателя степени п в уравнении (4) зависит от метода культивирования: при бесприточном он возрастает, с притоком - уменьшается.

5.Величина ут в уравнении (5) представляет собой максимальное значение удельной скорости относительного прироста биомассы при Крм —»со и ¿¡—> <х>.

6. Исследования показали, что барботажные аппараты при культивировании пекарских дрожжей с конечной концентрацией более 45 кг АСБ/м3 применять не следует в силу малых выходов продукции.

7. Уравнение (4) позволяет прогнозировать прирост биомассы во времени при заданных значениях х,„ Крм, и д, что доказано при апробации технологий производства пекарских дрожжей.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Аль асаад К., Тросницкий A.B., Николаев Б.Л. Кинетика культивирования пекарских дрожжей при высоких концентрациях биомассы. Деп. сб. в ВИНИТИ «Проблемы пищевой инженерии», № 2, 833-В 2006 от 23.06.06.-С. 7-11.

2. Аль асаад К., Тросницкий A.B. Культивирование пекарных дрожжей доливным методом. Деп. сб. в ВИНИТИ «Проблемы пищевой инженерии», № 2, 833-В 2006 от 23.06.06. - С. 2-6.

3. Аль асаад К., Тросницкий A.B. Исследование кинетики культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae периодическим методом. — Сб. трудов молодых ученых, 2006. - С. 60.

4. Типгин В.Б., Аль асаад К., Дужий А.Б., Николаев Б.Л. Влияние концентрации биомассы на скорость роста дрожжей. - Известия СПбГУ-НиПТ, 2006. - С. 162-164.

5. Дужий А.Б., Аль асаад К., Тишин В.Б. Культивирование пекарных дрожжей при высоких концентрациях биомассы. // Материалы НПК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Калининград, 4-5 июня 2006. - С. 41-42.

6. Тишин В.Б., Аль асаад К., Кхалил М.М. Исследование влияния некоторых факторов на кинетику роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae при периодическом культивировании. — Вестник Международной академии холода, 2007, № 1. - С. 44-47.

Подписано к печати 2.. О 4 .0 7. Формат 60x80 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная Печ. л. 1.0 . Тираж 80' экз. Заказ № СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9. ИПЦ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9.

Основные обозначения.

Введение.

1. Анализ состояния проблемы и постановка задач исследования.

1.1. Предварительная оценка состояния проблемы.

1.2. Бесприточное культивирование.

1.2.1. Удельная скорость роста.

1.2.2. Зависимость удельной скорости роста от концентрации субстрата.

1.3. Влияние на кинетику размножения дрожжей концентрации биомассы.

1.4. Пути интенсификации процесса культивирования.

2. Экспериментальные исследования по периодическому аэробному культивированию дрожжей Saccharomyces cerevisiae в барботажном аппарате.

2.1. Описание экспериментальной установки.

2.2. Бесприточное культивирование.

2.2.1. Методика проведения эксперимента.

2.2.2. Результаты экспериментов.

2.3. Культивирование с притоком мелассы.

2.3.1. Методика проведения экспериментов.

2.3.2. Результаты экспериментов.

3. Обработка экспериментальных данных и выбор математической модели кинетики культивирования.

3.1. Бесприточное культивирование в аппарате барботажного типа.

3.1.1. Проверка уравнения Моно.

3.1.2. Вывод уравнения кинетики.

3.2. Культивирование с притоком мелассы.

3.2.1. Культивирование в аппарате барботажного типа.

3.2.2. Доливное культивирование в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате (КСИА)

Основные результаты работы и выводы

Актуальность темы. Потребность в пекарских дрожжах вырастает из года в год, поэтому увеличение производительности дрожжевых заводов задача важная и необходимая, и решена она может быть как за счет модернизации оборудования, так и совершенствования технологии производства. Так по данным материалов международной конференции по проблемам развития дрожжевой промышленности темп роста объема производства в 2000 г. составил 156 % к 1998 году. Такие темпы развития дрожжевой промышленности были достигнуты за счет технического перевооружения заводов, внедрения новых технологий и использования новых видов сырья. На конференции, в целях поиска новых путей развития дрожжевой промышленности, было принято решение по организации на дрожжевых заводах выпуска биологически активных веществ, что приведет к еще большему спросу на хлебопекарные дрожжи.

Одним из направлений в совершенствовании технологии является культивирование дрожжевых клеток до более высоких конечных концентраций их в культуральной жидкости по сравнению с тем, что достигнуто в настоящее время. Это направление стало развиваться в последние два десятилетия. Стремление повысить конечную концентрацию биомассы в дрожже-растительных аппаратах вполне понятно, так как это позволит без каких-либо серьезных финансовых вложений увеличить рентабельность предприятий, что в рыночных отношениях имеет первостепенное значение. Однако при переходе на культивирование при повышенных концентрациях биомассы приходится сталкиваться с целым рядом трудностей, как технологических, так и процессно-аппаратных.

Прежде всего возникает вопрос: каким образом скорость прироста биомассы будет меняться с изменением концентрации клеток в культуральной среде; во-вторых, увеличение концентрации требует увеличения подачи кислорода и субстрата. Отсюда возникают другие вопросы: как будет влиять расход воздуха и кратность разбавления мелассы на развитие клеток. К сожалению, получить ответы на поставленные вопросы пока не удалось.

Видимо поэтому попытки вести процесс культивирования до высоких

1 л более 50 кгАСБ/м или 200 кг/м в пересчете на дрожжи влажностью 75 %) конечных концентраций по существующим технологиям и в применяемых в настоящее время барботажных аппаратах часто заканчивались неудачей. Причиной тому является недостаток в научных исследованиях в области кинетики размножения клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae в условиях высокой стесненности и влияния на скорость их роста таких факторов, как кратность разбавления мелассы, расхода воздуха, концентрации самих клеток и т.п.

К сожалению работ, в которых были бы представлены результаты исследований влияния указанных факторов на скорость роста клеток, не достаточно, чтобы делать какие-либо определенные выводы. Можно обратить внимание на работы авторов, исследовавших культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae доливным методом в струйно-инжекционном абсорбере (КСИА) [4; 27; 49; 56; 72; 73], где показана принципиальная возможность культивирования пекарских дрожжей до конечных концентраций хк = 100 ч-120 кгАСБ/м и даны общие сведения о связи удельной скорости роста с их концентрацией в среде. Однако глубокого анализа результатов экспериментов на предмет поиска зависимостей, описывающих кинетику роста клеток, сделано не было. Было только установлено, что с увеличением л концентрации биомассы от 5 до 30 кгАСБ/м удельная скорость роста |i снижается от 0,35 до 0,091 1/ч и остается на этом уровне до х = 90 кгАСБ/м3, после чего вновь падает до ц = 0,04-^0,05 1/ч и остается постоянной до о ^ х = 120 кгАСБ/м (АСБ - абсолютно сухая биомасса). По сути авторы указанных работ ставили своей задачей проверить возможность культивирования дрожжей при высоких концентрациях биомассы и работоспособность нового кожухотрубного струйно-инжекционного аппарата.

Однако, несмотря на положительные стороны, КСИА имеет один существенный недостаток, связанный с затратами энергии на циркуляцию жидкости и создание высокой кинетической энергии жидкой струи, обеспечивающей в зоне аэрации культуральной жидкости высокое значение поверхности контакта фаз и, как следствие этого, высокую скорость растворения кислорода. Если к тому же учесть, что время пребывания жидкости в емкости-накопителе биомассы не должно превышать 40-60 сек., то становится очевидным - применение КСИА ограничено сравнительно малыми объемами. Например, если попытаться применить струйную аэрацию в существующих барботажных аппаратах объемом 200 м , то, при необходимом напоре насоса 15-20 м.в.ст., мощность двигателя (при КПД = 0,7) должна быть равна 950 1400квт. Применение на дрожжевых заводах оборудования с такой мощностью, в настоящее время, вряд ли возможно. Поэтому использование КСИА ограничено объемом аппарата не более 20-К30 м3, т.е. он может быть применен на стадии производства чистых культур дрожжей, что также немаловажно, т.к. увеличение конечной концентрации требует увеличения количества засевной культуры.

Указанные обстоятельства заставляют задуматься над тем, а нельзя ли провести культивирование при высоких концентрациях биомассы в обычных, применяемых на заводах, барботажных аппаратах, основное достоинство которых заключается в простоте и надежности? Какие условия для этого необходимо создать?

Чтобы ответить на поставленные вопросы необходимо провести детальные исследования кинетики культивирования дрожжей периодическим методом, как без притока субстрата, так и с притоком.

Исследование бесприточного метода культивирования важно еще и потому, что в производственных условиях он применяется на начальных стадиях, и хотя эта стадия не является лимитирующей в общем процессе культивирования дрожжей, вопросы повышения выхода дрожжей, увеличения скорости роста так же представляют практический интерес, как и на конечной стадии, осуществляемой доливным или отъемно-доливным способом.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является установление кинетических закономерностей роста дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae в культиваторах барботажного и струйно-инжекционного типа при периодическом культивировании с притоком и без притока питательных веществ, и установление влияния на скорость прироста биомассы кратности разбавления мелассы и расхода воздуха.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ литературы по кинетике культивирования микроорганизмов, отвечающей цели данной работы;

- на основе литературных данных и своих собственных исследований составить математическую модель кинетики роста популяции клеток, учитывающей изменение кратности разбавления мелассы и расхода воздуха;

- провести экспериментальные исследования на модели барботажного дрожжерастительного аппарата периодическим методом с притоком и без притока субстрата и сравнить данные результаты с имеющимися данными, полученными в аппаратах иной конструкции;

- на основе собственных экспериментальных данных, полученных в барботажном аппарате, и уже имеющихся результатов исследований в аппаратах других типов, определить численные значения эмпирических коэффициентов, входящих в математическую модель;

- провести сравнительную оценку аппаратов барботажного и струй-но-инжекционного типов.

Научная новизна. Научная новизна заключается:

- в установлении кинетических закономерностей культивирования пекарских дрожжей периодическим методом без подачи и с подачей субстрата в культуральную среду при различных значениях начальной и конечной концентрации биомассы, различных расходах воздуха и кратности разбавления мелассы;

- в выводе уравнения кинетики, позволяющего учесть влияние кратности разбавления мелассы и расхода воздуха на скорость прироста биомассы и прогнозировать ведение технологического процесса;

- в экспериментальной проверке математической модели и получении на основе опытов численных значений эмпирических коэффициентов.

Практическая значимость. Результаты исследований использовались при расчете технологических режимов культивирования дрожжей на лабораторном стенде объемом 0,01 м .

Результаты исследования переданы в Санкт-Петербургский институт управления и пищевых технологий для составления технологических регламентов производства пекарских дрожжей на различных стадиях культивирования.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на НТК профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов СПбГУНиПТ в 2005, 2006 и 2007 гг; на международных НПК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы»; г. Калининград, 2006 г.

По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в т.ч. 1 работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Основные результаты работы и выводы

1. Предложена математическая модель кинетики культивирования пекарских дрожжей, основанная на предположении о степенной зависимости прироста концентрации биомассы от времени хб = х,- / л;н = 1 + (у • т)и, позволяющая описать единым уравнением кинетику культивирования в зависимости от изменения кратности разбавления мелассы и расхода воздуха.

2. При культивировании пекарских дрожжей периодическим способом без притока и с притоком субстрата определены удельная скорость относительного прироста биомассы у и показатель степени п в уравнении (3.7).

3. Установлено, что величина 1/у представляет собой время удвоения биомассы от х = х„ до х = 2х„ независимо от методов культивирования и конструкции аппаратов.

4. Получено эмпирическое уравнение (3.8) для расчета у, вид которого одинаков для условий культивирования и справедливо при изменении Крм от

3 3

4 до 20 кг/кг и q от 11 до 236 м /м -ч. Установлено, что с ростом q в отличии от у, характер изменения показателя степени п в уравнении (3.7) зависит от метода культивирования: при бесприточном он возрастает, с притоком -уменьшается.

5.Величина ут в уравнении (3.8) представляет собой максимальное значение удельной скорости относительного прироста биомассы при Крм-> оо и q->co.

6. Исследования показали, что барботажные аппараты при культивировании пекарских дрожжей с конечной концентрацией более 45 кг АСБ/м применять не следует в силу малых выходов продукции.

7. Уравнение (3.7) позволяет прогнозировать прирост биомассы во времени при заданных значениях х„, Крм, и q, что доказано при апробации технологий производства пекарских дрожжей.

1. Абертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. - М.: Мир, т. 2,1994. - 539 с.

2. Абиев Р.Ш. Теоретические основы энерго и ресурсосбережения в химической технологии. СПб.: изд-во «ВВМ», 2006. - 188 с.

3. Андреев А.А. Моделирование и оптимизация производства дрожжей с учетом фазовой гетерогенности культуры. Автореф. дис. к.т.н., М., 2002.- 18 с.

4. Анисимов С.А. Интенсификация процесса массообмена в дрож-жерастильных аппаратах. Дисс. д.т.н. СПб, ЛТИХП, 1992. 208 с.

5. Анисимов С.А., Тишин В.Б. О механизме дробления пузырьков газа в турбулентном газожидкостном потоке. Сб. научн. трудов «Процессы и аппараты пищевых производств», СПбГТИХП, 1992, с. 30-36.

6. Анисимов С.А., Тишин В.Б., Петров Н.А. Размеры пузырей в турбулентных газожидкостных потоках. Сб. научн. трудов, СПбГУНиПТ, 2004, с. 33-38.

7. Анисимов С.А., Черепенникова Е.Б., Грачева О.М. Влияние количества засевных дрожжей на соотношение из конститутивного и энергетического обмена в процессе главного брожения. Brau Welt-Мир пива, № 3, 1999, с. 32-39.

8. Арамович И.Г., Левич В.И. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1969.-387 с.

9. Арзамасцев А.А., Андреев А.Н. О возможности использования различных моделей кинетики биосинтеза. Биофизика, т. 46, № 6, 2001, с. 1048-1061.

10. Арзамасцев А.А., Андреев А.Н. Информационная модель фазовой гетерагенности роста клеток микроорганизмов и их популяций: III эукариоты. Вестник Томбовского университета, сер. «Естественные и технические науки», т. 6, № 4,2001, с. 467-471.

11. Арзамасцев А.А., Шиндяпин А.И. Андреев А.Н. Прогнозирование численности биоценоза в открытой системе с помощью конечно-разносной модели с запаздыванием. Биофизика, т. 46, вып. 6, 2001, с. 1133-1137.

12. Аркадьева З.А., Безбородов В.М., Блохина И.Н. и др. Промышленная микробиология. М.: Высшая школа, 1989. - 688 с.

13. Бабаева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: МГУ, 1992.-96 с.

14. Басканьян И.А., Бирюков В.В., Крылов Ю.М. Математическое описание основных кинетических закономерностей процесса культивирования микроорганизмов. М.: Микробиология, т.5, ВИНИТИ, 1976, с. 5-75.

15. Барановский Н.В., Коваленко JI.M., Ястребенецкий А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М.: Машиностроение, 1973. -288 с.

16. Бирюков В.В., Кантаре В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985. - 292 с.

17. Будтов В.П., Консетов В.В. Теплоперенос в полимеризационных процессах. JL: Химия, 1983. - 255 с.

18. Вакербауер К., Эверс X., Кунерт Ш. Пропагация дрожжей и активность чистой культуры дрожжей. BrauWelt - Мир пива, № 2, 1999, с. 24-29.

19. Васильев Н.Н., Амбросов В.Н., Складнов А.А. Моделирование процессов микробиологического синтеза. -М.: Лесн. пром-сть, 1975. 341 с.

20. Виестру У.Э., Кузнецов А.Н., Савенков В.В. Системы ферментации. Рига: Знание, 1986ю - 174 с.

21. Гапонов К.П. Процессы и аппараты микробиологических производств. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1981. - 339 с.

22. Генинг В.Г., Тишин В.Б., Титков О.Г. Гидравлические сопротивления при движении газожидкостных потоков в пластинчатых аппаратах. Сб. научн. трудов., JL: ЛТИ им. Ленсовета, 1981, с. 60-64.

23. Глазунов А.В. Методы оценки физиологических параметров периодической и непрерывной культур микроорганизмов по кинетике потребления кислорода. Биотехнология, № 5,2002, с. 23-31.

24. Грачева И.М. Теоретические основы биотехнологии. Биохимические основы синтеза биологически активных веществ. М.: Элевар, 2003. -553 с.

25. Грунюшкин И.П., Баулина Т.В. Изучение влияния переменных температурных режимов на накопление биомассы дрожжами. Деп. в ВИНИТИ, № 1878-В 2002.

26. Грунюшкин И.П., Баулина Т.В. Влияние мелассы на рост биомассы дрожжей. Деп. в ВИНИТИ, № 1880-В 2002.

27. Гуляева Ю.Н. Исследование процесса культивирования хлебопекарных дрожжей при условиях высокой концентрации биомассы в кожухот-рубном струйно-инжекционном ферментаторе (КСИФ). Автореф. дис. к.т.н., СПб.: СПбГУНиПТ, 1998. - 16 с.

28. Дарков Г.В. Исследование кинетики роста чистой культуры пивных дрожжей в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате (КСИА). -Автореф. дис. к.т.н., СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. 15 с.

29. Дарков Г.В., Меледина Т.В., Тишин В.Б., Смирнова М.В. Активация дрожжей в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате. Brau Welt-Мир пива, № 2,2004, с.55—56.

30. Доманский И.В., Соколов В.Н. Обобщение различных случаев конвективного теплообмена с помощью полуэмпирической теории турбулентного переноса. -ТОХТ, т.2, № 15,1968, с. 761-768.

31. Доманский И.В., Тишин В.Б., Соколов В.Н. Теплообмен при движении газожидкостных смесей в вертикальных трубах. ЖПХ, т. 42, № 4, 1969, с. 851-858.

32. Дужий А.Б. Исследование процесса инжекции газа свободными жидкими струями в кожухотрубном струйно-инжекционном абсорбере для производства пищевых продуктов. Автореф. дис. к.т.н., СПб.: СПбГУ-НиПТ, 2001. - 15 с.

33. Дужий А.Б., Аль асаад К., Тишин В.Б. Культивирование пекарских дрожжей при высоких концентрациях биомассы. // Материалы НТК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Калининград, изд. «Макспресс», 2006, с.41.

34. Дужий А.Б., Тишин В.Б. Объяснение механизма уноса газа жидкой свободной струей на основе экспериментального исследования ее структуры. СПб.: Известия СПбГУНиПТ, 2000, № 1, с. 127-132.

35. Блинов Н.П. Основы биотехнологии. СПб.: Наука, 1995. - 600 с.

36. Жерегеля B.C., Суханова Н.В. Материалы 35 отчетной НК ВГТА, Воронеж, ч. 1,1997, с. 172.

37. Ибрагимов С.Х. Гидродинамические характеристики струйно-инжекционных кожухотрубных аппаратов. Дисс. к.т.н., Л.: ЛТИХП, 1984. -119 с.

38. Ибрагимова J1.H. Интенсификация сатурационных процессов в пластинчатых аппаратах пищевой технологии. Дисс. к.т.н., Л.: ЛТИХП, 1983. -152 с.

39. Иванов В.Н., Угадчиков Г.А. Клеточный цикл микроорганизмов и гетерогенность их популяций. Киев: Наукова Думка, 1984. - 280 с.

40. Кайтуков И.М. Моделирование процесса пропагации ЧКД. Brau Welt-Мир пива, № 5,2004, с. 10-18.

41. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев JI.C. Моделирование и системный анализ биохимических производств. М.: Лес. пром-ть, 1985. -280 с.

42. Красильников А.П., Романовская Т.Р. Микробиологический словарь-справочник. -Минск: «Асар», 1999. 193 с.

43. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 366 с.

44. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. - 296 с.

45. Лапшенков Г.И., Зиновкина Т.В., Харитонова Л.Ю. Влияние мас-сообмена на культивирование аэробных микроорганизмов. Тез. докл. Всерос. научн. конф., Казань, ГТУ, 2000, с. 96-97.

46. Левич В.Г. Физико-химическая гидромеханика. М.: Физматгиз, 1959.-699 с.

47. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, Физматгиз, 1978. - 736 с.

48. Маслов A.M. Аппараты для термообработки вязких жидкостей. -Л.: Машиностроение, 1980. 208 с.

49. Меледина Т.В. Научное обоснование и разработка высокоэффективных технологий дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Дис. д.т.н., СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. 431 с.

50. Меледина Т.В., Дарков Г.В., Смирнова Н.В., Тишин В.Б. Культивирование пивных дрожжей низового брожения в КСИА. Brau Welt-Мир пива, № 1, 2002, с. 36—38.

51. Меледина Т.В., Кхалил М.М. Закономерности роста и размножения дрожжей в отъемно-доливной культуре. // Материалы НТК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Калининград, изд. «Макспресс», 2006, с.77.

52. Меткин В.П., Соколов В.Н. Полуэмпирическая теория массопе-реноса в жидкостных средах. Межвуз. сб. науч. трудов «Процессы, управление, машины и аппараты пищевой технологии». Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984, с. 3-10.

53. Меткин В.П., Соколов В.Н. К вопросу пневмодиспергирования и коалесценции пузырьков воздуха в газожидкостных системах. Межвуз. сб. науч. трудов «Процессы, управление, машины и аппараты пищевой технологии». Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984, с. 10-14.

54. Мухачев С.Г., Емельянов В.М., Александровская Ю.П. Аэробное выращивание посевной культуры сахаромицетов в биореакторе с мембранной стерилизацией кислорода. Биотехнология, № 3, 2000, с.71-78.

55. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.М. Производство хлебопекарных дрожжей: Справочник. М.: Агропромиздат, 1990. - 335 с.

56. Новоселов А.Г. Интенсификация массообмена между газом и жидкостью и разработка высокоэффективных аппаратов для пищевой и микробиологической промышленности. Дис. д.т.н., СП.: СПбГУНиПТ, 2002. -350 с.

57. Перри Д.Г. Справочник инженера-химика. Л.: Химия, т.1, 1969.-639 с.

58. Петров Н.А. Гидродинамика, теплообмен и поверхность контакта фаз в газожидкостных аппаратах пищевых и микробиологических производств в условиях струйного перемешивания среды. Дисс. к.т.н., СПб.: СПбГУНиПТ, 2004. 116 с.

59. Плевако Е.А. Технология дрожжей. М.: Пищевая пром-сть, 1970.-300 с.

60. Проблемы развития дрожжевой промышленности. Пищевая промышленность, № 7,2001, с. 66-67.

61. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. - 656 с.

62. Рубин А.Б. Кинетика биологических процессов. Соросовский образовательный журнал, № 10,1998, с. 84-91.

63. Сабуров В.А., Тишин В.Б. Обобщение результатов исследования теплообмена в аппаратах пластинчатого типа. Межвуз. сб. науч. трудов «Процессы, аппараты и машины пищевой технологии». СПб.: СПбГА-ХиПТ, 1999, с. 32-35.

64. Семихатова Н.М., Лозенко Н.Ф., Буханова В.М. и др. Производство хлебопекарных дрожжей. М.: Пищевая пром-сть, 1978. - 193 с.

65. Соколов В.Н., Доманский И. В. Газожидкостные реакторы. Л.: Машиностроение, 1976.-214 с.

66. Соколов В.Н., Яблокова М.А. Аппаратура микробиологической промышленности. Л.: Машиностроение, 1988. - 278 с.

67. Тишин В.Б., Дужий А.Б., Воробьев С.И. Решение задачи переноса кислорода от воздушного пузырька к поверхности дрожжевой клетки // Материалы НТК «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Калининград, изд. «Макспресс», 2006, с.41.

68. Тишин В.Б. Турбулентные пульсации на поверхности раздела фаз в системе газ-жидкость. Межвуз. сб. науч. трудов «Процессы, управление, машины и аппараты пищевой технологии». Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1985, с. 24-29.

69. Тишин В.Б. Теплообмен при движении газожидкостных смесей в каналах пластинчатых аппаратов. ЖПХ, № 9, 1984, с. 2005-2010.

70. Тишин В.Б. О некоторых проблемах карбонизации пива. -BrauWelt-Мир пива, № 4,1998, с. 42-49.

71. Тишин В.Б., Аль асаад К., Николаев Б.Л. Влияние концентрации биомассы на скорость роста дрожжей. Известия СПбГУНиПТ, № 1, 2006, с. 162-164.

72. Тишин В.Б., Меледина Т.В., Новоселов А.Г. Пути повышения выхода клеточной массы при выращивании Saccharomyces cerevisiae Hansen1883 в ферментере струйно-инжекционного типа. Микология и фитопатология, т. 28, № 3,1994, с. 35-^0.

73. Тишин В.Б., Новоселов А.Г., Меледина Т.В. О скорости роста биомассы при культивировании в высококонцентрированных средах. ЖПХ, №7,1990, с. 1620-1621.

74. Тишин В.Б., Петров Н.А., Дужий А.Б. Теплообмен между стенкой вертикальной трубы и газожидкостной смесью в условиях перемешивания среды жидкими струями. Вестник МАХ, № 2, 2004, с. 21-23.

75. Тишин В.Б., Новоселов А.Г., Пономарев. О влиянии химического пеногашения на массообменные характеристики кожухотрубного струйно-инжекционного ферментатора. ЖПХ, т. 68, № 5, с. 866-868.

76. Тулякова Т.В. Производство хлебопекарных дрожжей в СССР и за рубежом. М.: ЦНИИТЭИ пищепром, 1985, вып. 9.-41 с.

77. Филипова М.К., Владимирова И.С., Емельянов Е.С., Валеева Р.Т. Интенсификация процессов аэробного культивирования микроорганизмов. -Известия вузов. Пищевая технология, № 4, 2002, с. 35-37.

78. Шишацкий Ю.И., Федоров В.А., Востриков С.В. Современные конструкции дрожжерастительных аппаратов и пути повышения эффективности их работы. М.: ЦНИИИ и ГЭИ пищ. пром. Серия: дрожжевая пром-сть, 1977.-42 с.

79. Шишацкий Ю.И. Справочник: Производство хлебопекарных дрожжей, 1990. 201 с.

80. Шнайдер Г. Непрерывное перемешивание жидкостей с помощью статических смесителей. Изд. фирмы Salzer Chemteen Ltd, Швейцария, 1995.

81. Яблокова М.А. Аппараты с инжектированием и диспергированием газа турбулентными струями. Дисс. д.т.н, СПбЛТИ им. Ленсовета, 1995. -384 с.

82. De Pamphilis M.L. Origins of DNA Replication in Metazoan Chromosomes. The J. of Biologicab chemistry. V.263, № 1, p. 1-4.

83. Fowell R.R. Life cycles in yeasts / Eds. A.H. Rose. Ibid., 1969. № 1, p. 461-471.

84. Johnston J.C. Cell size and budding during Starvation of the yeast Saccharomyces cerevisiae J. Bacteriol, V. 132, № 2,1977, p. 738-739.

85. Swanson C.H., Aris R., Fredriekson A.G., Tsuchiya H.M. Bacterial yrowth as an optimal porocess. J. Theoret. Biol. V. 12, № 2, p. 228-242.культивирование без притока субстрата