Исследование параметров процесса термической сушки биомаcсы штамма Cupriavidus eutrophus b 10646

1.7 
Сушка в микробиологическом процессе
Удаление влаги из полупродуктов микробного синтеза является одной 
из конечных операций в производстве. Сушка представляет собой весьма 
энергоемкий, сложный, взаимообусловленный комплекс химических, тепло-
вых и диффузионных процессов. В промышленной микробиологии имеют 
дело с живыми микроорганизмами, а в ряде случаев для товарного продукта 
требуется сохранение не только качества, но и жизнеспособности препара-
тов. Главным при этом является форма связи влаги с материалом, которая 
для продуктов микробиологического синтеза мало исследована. Продукты 
микробиологического синтеза применительно к процессу сушки могут быть 
классифицированы на два больших класса: 
- 
продукты, которые при обезвоживании требуют сохранения жизне-
деятельности микроорганизмов или высокой активности препаратов (анти-
биотики, средства защиты растений, ферменты);
-  
продукты, которые после высушивания требуют сохранения высокой 
питательной ценности (кормовые дрожжи, пищевой белок и т.д) [19].
Продукты микробиологического синтеза (с позиции реализации про-
цесса сушки) разделены на две категории:

---

26 
- 
вегетативные бактериальные культуры (бактерии, дрожжи, грибы, ви-
русы и т.п.);
- 
споро - образующие микроорганизмы (споры бактерий, белки, фер-
менты, аминокислоты, антибиотики и т.п.).
Для первой категории характерна высокая скорость гибели микроорга-
низмов в результате тепловой инактивации в сравнительно узком темпера-
турном диапазоне (40-60) °С независимо от вида культуры.
Материалы, отнесенные ко второй категории, обладают значительно 
более высокой термоустойчивостью и меньшей скоростью инактивации. Как 
установлено, для вегетативных бактериальных клеток, ферментов, вирусов и 
т.п. основным лимитирующим механизмом термоинактивации является тер-
моденатурация клеточного белка, во втором случае можно предположить на-
рушение целостности структуры споры или макромолекулы вещества. Ана-
логично влиянию температуры проявляется и воздействие остаточного вла-
госодержания на жизнеспособность (сохранность) качественных показателей 
объектов сушки различной природы. Для материалов первой категории кри-
тическое влагосодержание составляет 50-70 %, причем большей устойчиво-
стью обладают дрожжевые культуры и культуры бактерий, выращенные на 
твердых субстратах [19].
Высокой устойчивостью отличаются антибиотики и аминокислоты. 
Материалы, отнесенные ко второй категории, при низком остаточном влаго-
содержании сохраняют технологические показатели длительное время, тогда 
как вегетативные бактериальные формы склонны к снижению жизнеспособ-
ности во времени в зависимости от влагосодержания. Ко второй категории 
можно отнести также белковые и ферментные препараты, обладающие наря-
ду с высокой термочувствительностью и достаточной устойчивостью, - ко-
нечная влажность порядка 5-6 % практически не снижает их ферментативной 
активности [20].

---

27 
Строгое обоснование выбора метода и режима сушки с учетом получе-
ния желаемого качества конечного продукта может быть произведено лишь 
при тщательном анализе таких теплотехнических параметров процесса суш-
ки, как длительность и скорость нагрева и охлаждения, скорость удаления 
влаги, реологические и гигроскопические свойства материала.
При рекомендации любого метода сушки необходимо задать темпера-
турный режим процесса. С позиций интенсификации тепломассопереноса, 
естественно, следует ориентироваться на максимальный тепловой потенциал, 
определяемый, в свою очередь, предельно допустимой для термоустойчиво-
сти материала температурой греющей среды. Производительность сушилки 
по высушенному материалу и количество влаги, удаляемое при сушке опре-
деляют из уравнений материального баланса.