Подкисление серной кислотой ведется
на большинстве спиртовых заводов. На
заводах, имеющих цехи кормовых дрожжей
и станции упаривания барды, применяются
соляная кислота» соли которой не дают
осадка на поверхностях теплообмена.
При однопоточной схеме сбраживания
подкисляют всю мелассу, поступающую в
производство. Выдержка подкисленной
мелассы производится в течение 8--12 ч.
При двухпоточной схеме сбраживания
подкисляют и антисептируют соляной или
серной кислотой только ту часть мелассы,
которая идет на приготовление сусла для
дрожжей. Кислотность сусла для дрожжей
составляет 0,9--1,0°, что соответствует рН
4,1--4,3. Антисептирование при этой кислотности
достигается выдержкой в течение 4--8 ч.
Высокая кислотность иногда является
недостаточной для предотвращения развития
вредной микрофлоры, содержащейся в мелассе.
Поэтому кроме кислотного антисептирования
неразбавленной мелассы, особенно при
однопоточной схеме сбраживания, применяют
другие антисептики.
Хлорную известь, содержащую 32--35 % активного
хлора задают в мелассу в виде водной вытяжки.
Для этого к извести, загруженной в емкость,
добавляют пятикратный объем воды, хорошо
размешивают, дают раствору отстояться
в течение 2--3 ч. Светлый раствор декантируют
и задают в мелассу, хорошо перемешивая.
На 1 т мелассы нормального качества добавляют
0,5--0,6 кг хлорной извести и выдерживают
в течение 2--3 ч. Для средне-инфицированной
мелассы расход хлорной извести составляет
0,8--1,0 кг/т, выдержка --4--5 ч, для сильноинфицированной--
соответственно 1,2--1,5 кг/т и 5--6 ч. В мелассном
сусле известь нейтрализуется за счет
окислительных процессов, в том числе
от добавления кислот на подкисление,
вследствие чего не оказывает ингибирующего
действия на дрожжи.
Сульфонол подавляет кислотообразующую
микрофлору и не влияет на жизнедеятельность
дрожжей. Расход на 1 т мелассы 70--100 г. Добавляется
в виде водного раствора подобно хлорной
извести. Сохраняет бактерицидные свойства
в мелассе и мелассном сусле в течение
10--15 дней.
Тепловая обработка. Сильноинфицированная
меласса, которая не исправляется кислотным
и химическим антисептированием, подвергается
тепловой обработке.
Стерилизация проводится путем нагрева
мелассы до температуры 109--110°С и выдержкой
при этой температуре в течение 1,5--2 мин.
Нагрев осуществляется в теплообменниках,
теплоносителем является пар. Нагретая
меласса после выдержки в течение 1,5--2
мин подается в сборник, где с помощью
аэрирования воздухом из нее удаляются
летучие вещества.
Затем она охлаждается до 25--30 °С (водой
или холодной мелассойчерез теплообменник).
Пастеризация в отличие от стерилизации
проводится путем нагрева мелассы при
более низких температурах (85--95 °С), но
более длительном выдерживании (50--60 мин).
Пастеризация применяется при средней
степени инфицированности мелассы.
Внесение питательных компонентов. Для
обеспечения высокоактивной жизнедеятельности
дрожжей в процессе сбраживания в, мелассу
вносятся питательные компоненты. В качестве
фосфорного питания применяют 70%-ную ортофосфорную
кислоту или диаммонийфосфат, азотистого
--карбамид (мочевину). Используют и другие
фосфор- и азотсодержащие вещества (табл.
5--1).
Питательные компоненты вводят в мелассу
в виде предварительно приготовленных
растворов одновременно с серной или соляной
кислотой. Кислоты и растворы солей вносят
дозирование, пропорционально количеству
поступающей мелассы при выпуске мелассы
из весов в мелассные сборники выдерживатели
суточного запаса.
При переработке тростниковой (черной),
сахаротростниковой и рафинадной меласс,
тростникового сахара-сырца и дефектного
белого сахара в смеси со свеклосахарной
мелассой или отдельно расход питательных
веществ для дрожжей на 1т сбраживаемых
Сахаров указанных видов сырья, кроме
свеклосахарной мелассы, составляет: ортофосфорная
кислота (70%) или диаммонийфосфат --3,3 кг;
карбамид или сернокислый аммоний -- соответственно
9 и 20 кг. Расход питательных веществ на
свеклосахарную мелассу в этом случае
сохраняется на уровне норматива при переработке
ее одной.
Кларификация мелассы. На спиртовых заводах,
имеющих производство хлебопекарных дрожжей,
выделяемых из мелассно-спиртовых бражек,
свекловичную мелассу рекомендуется кларифицировать
(осветлять). Особенно необходима кларификация
при переработке тростниковой и рафинадной
меласс в чистом виде.
Осветление проводят на сепараторах-кларификаторах.
Мелассу перед поступлением на установку
разбавляют водой в соотношении 1 : 1, при
этом раствор нейтрализуют или подкисляют
до требуемой кислотности. Иногда разбавленную
мелассу стерилизуют или пастеризуют,
затем охлаждают в закрытых теплообменниках,
после чего подают в кларификатор.
Содержание, сахара в осадке, отделяемом
в кларификаторе при сепарировании, составляет
около 25 %. Его вымывают горячей водой.
Промывную воду после кипячения рекомендуется
направлять в дрожжерастильные чаны при
производстве кормовых дрожжей.
Выдерживание и гомогенизация. Меласса
с добавленными й нее антисептиками (при
необходимости), кислотами и питательными
солями подается в сборники суточного
запаса, где выдерживается не менее 8 ч.
Для стабилизации режима сбраживания
ее усредняют (гомогенизируют) путем перемешивания
в сборниках насосом. Забор мелассы насосом
производится с нижней части сборника,
а подача -- в верхнюю. Усреднение производят
в период приемки мелассы, а также во время
забора ее на рассиропку.
Гомогенизация особенно необходима при
переработке дефектной мелассы, а также
при использовании тростниковой и рафинадной
меласс в смеси со свеклосахарной.
Приготовление мелассного сусла. Для
нормальной жизнедеятельности дрожжей
и оптимальных условий сбраживания мелассу
необходимо разбавить водой до концентрации
сухих веществ 20--22 %. Для приготовления
сусла рекомендуется применять артезианскую
воду. Можно использовать конденсаты,
полученные при упаривании послеспиртовой
и последрожжевой барды спиртовых заводов,
работающих на мелассе. При использовании
для приготовления сусла для дрожжей прудовой
или речной воды ее обрабатывают хлорной
известью из расчета 20--30 мг активного
хлора на 1 л воды с выдержкой в течение
1 ч.
При непрерывном брожении мелассное
сусло готовят на непрерывнодействующих
рассиропниках, представляющих собой
аппараты для смешивания и растворения
мелассы холодной и горячей водой в непрерывном
потоке, с регулированием концентрации
сусла (по плотности) и температуры сусла.
Применяются также рассиропники трубчатого
типа с диафрагмами, принудительным механическим
размешиванием и др. При однопоточной
схеме сбраживания сусло готовят только
концентрацией сухих веществ 20--22 %. При
двухпоточной схеме сусло для дрожжей
готовится концентрацией 12 % СВ, а мелассное
сусло, используемое для основного брожения,
--32--34 % СВ. При работе по усовершенствованной
двухпоточной схеме УкрНИИСПа рекомендуется
сусло для дрожжей готовить концентрацией
8--9 % СВ, а основное сусло --35--36 % СВ. Соотношение
потоков сусла для дрожжей и сусла основного
при двухпоточных схемахсбраживания 1
: 1, вследствие чего средняя концентрация
смеси равняется 22 % СВ.
Тростниковую (черную), сахаротростниковую
и рафинадную мелассу перерабатывают
по двухпоточной схеме вместе со свеклосахарной
мелассой. Смесь меласс содержит до 20%
сахара. Дрожжи размножают на свеклосахарной
мелассе, а брожение ведут на смеси меласс.
Концентрация сусла для.дрожжегенерирования
составляет 10--12 % СВ, а основного сусла
-- 27-- 28 %ХВ.
Переработку сахара-сырца и дефектного
белого сахара проводят, в смеси со свеклосахарной
мелассой. При работе по однопоточной
схеме концентрацию сахаромелассного
раствора устанавливают из расчета получения
зрелой бражки крепостью 8-- -8,5 % об. При
применении двухпоточной схемы дрожжи
приготавливают на сусле концентрацией
12--13 % СВ, а основное -сусло готовят на мелассе,
оставшейся после приготовления дрожжей,
и сахаре-сырце или дефектном белом сахаре.
Концентрация основного сусла составляет
при переработке дефектного сахара в количестве
25 % общей массы сахара в. смесителе 27--28
% СВ; 50 %. --24--25; 75 % --21--22 % СВ.
Выращивание чистой культуры дрожжей.
Для сбраживания сахаромелассных растворов
на спирт применяют дрожжи расы В, гибридные
дрожжи Г-67, Г-73, Г-75, Г-112.
Дрожжи расы В --осмофилы. Хорошо сбраживают
сахарозу, фруктозу, глюкозу, но лишь на
'/3 -- раффинозу (трисахарид). Плохо сбраживают
мальтозу из-за низкой активности фермента
мальтазы, расщепляющего мальтозу (дисахарид)
на две молекулы глюкозы.
Гибридные дрожжи, полученные скрещиванием
рас В и Яс пивными дрожжами, обладают
высокой бродильной энергиейи почти полностью
сбраживают раффинозу [вырабатывают фермент
а-галактозидазу, расщепляющий сахар мелибиозу
(оста-ток от расщепления раффинозы) на
моносахара галактозу и глюкозу).
Свеклосахарную, тростниковую (черную)
и рафинадную мелассы, содержащие значительные
количества раффинозы, рекомендуют сбраживать
двумя культурами дрожжей: расой В и гибридом
Г-75 двухстадийным способом.
При производстве из мелассы спирта и
хлебопекарных дрожжей, получаемых выделением
их из спиртовой бражки, применяют дрожжи
расы В в смеси с гибридом Г-112. Дрожжи расы
В обеспечивают нормативный выход спирта
из мелассы, а Г-112 -- высокую активность
хлебопекарных дрожжей.
Чистые культуры дрожжей на спиртовые
заводы поступают из научно-исследовательских
институтов спиртовой промышленности
-- ВНИИПрБ и УкрНИИСПа. Они поставляются
в пробирках, закрытых пробками и залитых
сургучом.
В зимнее время чистая культура дрожжей
готовится на сусле-желатине, в летнее
-- на сусле-агаре.
Разведение дрожжей из пробирок до объема
3 л проводят в лабораторных условиях в
колбах, дальнейшее разведение ведут в
дрожжегенераторном отделении в аппаратах
чистой культуры (АЧК) вместимостью 20,
1000 и 5000 л. После этого дрожжи поступают
в дрожжегенератор (табл. 5--2).
Для пробирки питательная среда (сусло)
готовится из измельченного сухого ячменного
солода. Сусло не подкисляется. Для стадий
2--4 в мелассное.сусло добавляют солодовое
концентрацией 10--12 % СВ в количестве 10
% по объему (до стерилизации).
Для стадий 5--7 в мелассное сусло добавляют
диаммонийфосфат (или ортофосфорную кислоту)
и карбамид в количестве соответственно
0,12 и 0,2 % по массе мелассы (до стерилизации).
После задачи дрожжей из АЧК-1
в АЧК-2 подают стерильное мелассное сусло
(подмолодки) в три приема. Объем первой
подмолодки составляет 50%, второй --30, третьей
-- 20% полезного объема АЧК-2. Подмолодки
задают в период, когда видимая плотность
АЧК-2 снижается до 10--11% до сахаромеру.
Брожение в аппаратах чистой
культуры ведется с таким расчетом, чтобы
к моменту передачи дрожжей в следующий
аппарат содержание алкоголя в дрожжевой
мелассе не превышало 2,5--3% об., т. е. при
снижении видимой плотности ниже начальной
видимой концентрации на 4,5--5,0 %.,
Схема дрожжегенерирования
и брожения по усовершенствованному однопоточному
способу: 1 -- рассиропннк; 2- фильтр мелассы;
3, 4, 5-- аппараты чистой культуры дрожжей;
6 -- стерилизатор; 7-- дрожжегенераторы;
8 бродильный аппарат головной;9 --щелевые
расходомеры мелассы; 10 -- бродильные аппараты;
11 --насосе 12-- сепаратор бражки;-13передаточный
сборник
Накопление спирта в дрожжегенераторе
допускается не более 3,0-*-3,5 % об., а при
работе по усовершенствованной двухпоточной
схеме -- 2,8-- 3,0 % об..
По окончании стадии в АЧК-2 дрожжи
в количестве 30 % передают в АЧК-3 и 20 % --
в другой АЧК-2. В последнем проводят разведение
дрожжей с тремя подмолодками с осуществлением
в дальнейшем стадий 7--8. При отсутствии
второго АЧК-2 дрожжевую массу, оставшуюся
после Отбора 30 % дрожжей в АЧК-3, разводят
добавлением сусла.
На спиртовых заводах, вырабатывающих
только спирт, ввод чистой культуры дрожжей
из пробирки в производство осуществляется
1 раз в месяц, замена дрожжей в бродильной
батарее производится 3--4 раза в месяц.
На спиртовых заводах, имеющих цехи хлебопекарных
дрожжей, выделяемых из бражки, количество
замен дрожжей увеличивается до 10-^-12 в
месяц.
Первую замену дрожжей производят
путем разведения чистой культуры, начиная
со стадии 7, для которой маточными служат
дрожжи из АЧК-2. Для следующей замены разведение
дрожжей начинают со стадии 5, для которой
в качестве маточных используются дрожжи
из 3-литровых колб, хранящихся в холодильнике.
Дрожжегенерирование и сбраживание.
Сбраживание мелассного сусла с использованием
дрожжей, выращенных в дрожжегенераторах,
производят в бродильных аппаратах (чанах)
в непрерывном потоке бражки, для чего
бродильные чаны соединены между собой
в непрерывнодействующую бродильную батарею.
Применяют два способа сбраживания:
однопоточный и двухпоточный. Аппаратура
для приемки, подготовки и брожения мелассы
в этих схемах одинакова. Разница заключается
лишь в том, что в однопоточной схеме (рис.
'5--1) имеется один рассиропник мелассы,
а в двухпоточной -- два: один для приготовления
сусла для дрожжей, второй для основного
мелассного сусла.
Различие в технологии однопоточного
и двухпоточного способов заключается
в применении для дрожжегенерирования
мелассного сусла разных концентраций.
Обычная двухпоточная схема
предполагает применение мелассного сусла
двух концентраций сусла для дрожжей 12%
СВ, основного сусла 32 % СВ.
Меласса из сборников суточного
запаса подается в напорные баки, откуда
поступает на рассиропку. Сусло для дрожжей'
и основное сусло имеют раздельные сборники
суточного запаса и напорные баки мелассы,
что обусловлено различием в кислотности
(сусло для дрожжей имеет кислую реакцию
среды, основное сусло -- нейтрально-щелочную).