Технология производства пекарских дрожжей

↓

Выделение маточных дрожжей ЧК

↓

Прессование маточных дрожжей ЧК

↓

→     Выращивание маточных дрожжей ЕЧК   ←

↓

Выделение маточных дрожжей ЕЧК

↓

Выращивание товарных дрожжей

↓

Выделение товарных дрожжей

                                                              ↓

Прессование

                                                             ↓

Фасовка

 

 

2.2. Подготовка  мелассы и приготовление

 

2.2.1 Гомогенизация

Состав мелассы непостоянен. Он меняется не только в разные периоды сахарного производства, но даже в течение суток. В хранилищах меласса располагается пластами и очень медленно диффундирует. Для эффективной ее переработки необходимо тщательное перемешивание до получения гомогенной массы.

Гомогенизацию мелассы проводят непосредственно в хранилищах путем многократного перекачивания с подачей в разные места резервуара в течение 2-3 недель, перемешивания сжатым воздухом либо перекачивания из одного хранилища в другое.

2.2.2 Осветление

В результате осветления должны быть получены растворы мелассы с устойчивой прозрачностью: в течение 4 ч не должен выпадать осадок, допустима лишь легкая опалесценция.

В процессе осветления меласса освобождается от механических примесей, взвесей и значительной доли микроорганизмов. При работе на неосветленной мелассе возникает опасность инфекции, вносимой с мелассой в дрожжерастильный аппарат. Наличие механических примесей осложняет работу сепараторов.

На всех дрожжевых предприятиях за рубежом мелассу стерилизуют и осветляют на кларификаторах в строго обязательном порядке, так как это гарантирует высокий выход, отличное качество и надежную стойкость дрожжей.

Все способы осветления складываются из химической обработки мелассы (растворение, антисептирование, подкисление) и выделения осадка декантацией, центрифугированием или фильтрованием.

Заторный способ осветления. Предусматривает удаление взвешенных примесей путем естественного осаждения. Все стадии процесса осветления проводятся в одном сосуде — заторном чане. Этот способ вытесняется более прогрессивными.

Осветлять в заторных чанах можно на холоде (кислотно-холодный способ) и с кипячением (кислотно-горячий способ). Конструкция заторного чана предусматривает совместное приготовление раствора мелассы и питательных солей с учетом использования труднорастворимого суперфосфата.

При кислотно-холодном способе в заторный чан наливают воду и добавляют мелассу (в соотношении с водой по массе 1:1), тщательно перемешивают, добавляют хлорную известь из расчета 0,6...0,9 кг активного хлора на 1 т мелассы, размешивают в течение 30 мин и останавливают мешалку. Через 30 мин ее включают, осторожно вливают серную кислоту до рН среды 4,5...5,5 (по указанию лаборатории), всыпают необходимое количество суперфосфата, доводят водой до плотности 25% СВ (видимых), перемешивают 30 мин, подают сульфат аммония и через 5... 10 мин мешалку останавливают. Расход воды 4,5 м3 на I т мелассы.

Затор отстаивается 12... 14 ч до получения устойчиво прозрачного раствора. Затем жидкость декантируют с помощью специального устройства, состоящего из прикрепленного к дну чана стакана и заключенного в нем спускного клапана с маховиком, выведенным на крышку. Высота стакана должна соответствовать высоте слоя осадка.

При кислотно-горячем способе порядок операций такой же, как и при кислотно-холодном, но после внесения суперфосфата добавляют кипящую воду до плотности 20 % СВ. Затор нагревают паром и кипятят от 0,5... 1 ч. Отстаивание длится 8... 12 ч при температуре не ниже 70 °С. Процесс ведут без хлорной извести и с уменьшенным но 30...50 % расходом серной кислоты.

Температура питательного сусла, полученного при горячем осветлении должна поддерживаться на уровне 70 СС в течение всего периода сто использования.

Осветление на кларификаторах (сепараторах). Предусматривает удаление осадка под действием центробежного ускорения, которое во много раз превышает ускорение свободного падения.

Мелассу, подлежащую осветлению, разбавляют водой в специальных рассиропниках. Кратность разбавления для нормальных меласс 1:1...1:2, а для сильно инфицированных и с повышенным содержанием солей кальция— 1:2,5...1:3. С увеличением кратности разбавления эффективность очистки

повышается вследствие снижения вязкости раствора.

 

Объемная масса осадка 1400...1600 кг/м3. Разбавленную мелассу 1 подкисляют до рН 5. Изменение рН снижает эффект осветления, что ведет к снижению выхода и качества дрожжей.

При осветлении мелассы с высоким содержанием кальциевых солей целесообразно заменять серную кислоту соляной или ортофосфорной во избежание образования гипса. Для достижения заданного рН среды предусматривается расход 40 %-ной соляной и 73 %-ной фосфорной кислот в 2,5 раза больший, чем 98 %-ной серной кислоты. При использовании соляной и ортофосфорной кислот необходимо учитывать их агрессивность (см. раздел 17). Ортофосфорная кислота одновременно является источником фосфора, поэтому дозировку диаммонийфосфата следует соответственно корректировать. При использовании соляной и ортофосфорной кислот получаются аморфные осадки, легко смываемые водой в отличие от осадков со значительной примесью гипса.

Для осветления нормальных и особенно малобуферных меласс рекомендуют заменять серную кислоту молочной (технической или пищевой) из расчета 5 кг на 1 т мелассы. Такая замена обеспечивает лучшее осветление, а также повышение выхода и качества дрожжей. Кроме того, на 25 % уменьшается сброс SО4 в сточные воды, что облегчает их очистку.

Приготовленный раствор перед подачей на кларификаторы подвергают антисептированию одним из следующих способов:

1. обработкой на холоде вытяжкой хлорной извести из расчета 0,6...0,9 кг активного хлора на 1 т мелассы;
2. кипячением мелассы в рассиропниках и подачей ее на кларификаторы в горячем виде;
3. стерилизацией раствора в пластинчатых теплообменниках с выдерживанием при 85...115 °С в течение 30 с и охлаждением до 15 °С; 
   на кларификаторы следует подавать охлажденный раствор;

при переработке очень инфицированных меласс пастеризацией 
при 85 °С с предварительной обработкой раствора мелассы одним из 
приведенных ниже антибактериальных препаратов. Их дозировка 
на 1 т мелассы зависит от микрообсемененности последней.

Антисептики вносят в сусло до пастеризации, затем его тщательно перемешивают. Труднорастворимый фурацилин предварительно суспенпируют в небольшом объеме горячей воды. Обработанное сусло подают в пастеризаторы либо в той же емкости нагревают до 85 °С и выдерживают 10...30 мин в зависимости от плотности раствора и микрообсемененности мелассы. После пастеризации сусло охлаждают и направляют на кларификаторы.

Сборники для приема осветленного раствора размещают выше кларификаторов для создания снижающего пенообразование противодавления в выпускной трубе. Однако оно должно быть ниже критического не менее чем на 50 кПа (0,5 кгс/см2).

Представляет интерес следующий вариант осветления. Холодную разбавленную мелассу осветляют на кларификаторе, затем подают в | пластинчатый стерилизатор, где она нагревается до 85 °С, выдерживается 30 с и охлаждается до 12... 15 °С. На втором кларификаторе отделяют взвеси, образовавшиеся в результате стерилизации. Установка обеспечивает высокое качество антисептирования и очистки мелассы.

Аналогичные схемы обеззараживания и осветления мелассы применяют на многих зарубежных предприятиях.

В аварийных ситуациях, при невозможности пастеризовать и осветлять мелассу необходимо особенно тщательно обеззараживать ее любым из указанных выше антисептиков.

Мембранная фильтрация. Разделение жидких сред с помощью полупроницаемых мембран — ультрафильтрация — позволяет выделить вещества, размер молекул которых превышает 10 диаметров молекул растворителя, но не более 0,5 мкм. Эти низкомолекулярные фракции проникают сквозь мембрану при прокачивании над ее поверхностью жидкости, а высокомолекулярные фракции остаются в потоке.

Ультрафильтрационные установки различных типов выпускаются серийно и используются в производстве соков, безалкогольных напитков, вин, пива и др. В дрожжевом производстве мембранная технология пока не нашла применения. В перспективе полупроницаемые мембраны могут быть использованы для подачи стерильного воздуха, обогащенного кислородом, очистки технологической воды от всевозможных загрязнений (солей, органических веществ, коллоидов, взвесей, микроорганизмов), очистки сточных вод с выделением полезных компонентов.

2.2.3 Приготовление растворов питательных солей

Помещение для подготовки раствора питательных солей должно примыкать к складу химикатов и быть изолированным от основного производства.

Водная вытяжка суперфосфата. В чан с мешалкой и барботером заливают воду и при перемешивании небольшими порциями всыпают суперфосфат. Смесь подогревают открытым паром до 45...50 °С, после 5...6 ч перемешивания мешалку останавливают. Через 10...12 ч осветленный раствор декантируют и направляют в приточные чаны одновременно с мелассой либо в специальные сборники для дозирования непосредственно в дрожжерастильный аппарат.

Растворы сульфата аммония, диаммонийфосфата и сульфата магния. Готовят их раздельно из расчета на сутки или смену. Резервуары должны быть изготовлены из кислотоупорных материалов и снабжены мешалками.

Соли дозируют из расчета 100...200 кг на 1 м3 раствора, 30 мин перемешивают, 3...4 ч отстаивают для осаждения взвеси и декантируют в мерники для подачи в дрожжерастильный аппарат.

Раствор диаммонийфосфата готовят при рН 6,0...6,5. Подкисляют воду серной кислотой до засыпки диаммонийфосфата.

Раствор аммиачной воды. Разбавляют до получения концентрации азота, эквивалентной раствору сульфата аммония.

Растворы хлорида калия. КС1 можно растворять вместе с мелассой или подавать непосредственно в дрожжерастильный аппарат в виде 10...20 %-ного раствора при складке и в период отборов.

2.2.4 Подготовка кукурузного экстракта

Экстракт обильно обсеменен бактериальной микрофлорой и перед подачей в дрожжерастильный аппарат требует тщательного антисептирования. С этой целью экстракт разводят водой в соотношении 1:1, нагревают до 100 °С, затем охлаждают либо без нагревания обрабатывают биомицином.

Рекомендован также способ пастеризации экстракта с фуразолидоном. Водную суспензию препарата вносят в кукурузный экстракт из расчета  0,01%   к  объему   последнего   (0,1 кг/м ),  тщательно  перемешивают, нагревают до 85°С, выдерживают 3...10 мин (в зависимости от микрообсемененности) и охлаждают.

Воздействие   антимикробного   препарата   наряду  с  пастеризацией обеспечивает надежное антисептирование экстракта.

 

2.3 Аэрация среды

Аэрация преследует такие цели: непрерывное снабжение клеток кислородом, растворенным в жидкости, удаление образующегося диоксида углерода, быструю доставку к клеткам питательных веществ и поддержание дрожжевых клеток во взвешенном состоянии.

Потребность дрожжей в кислороде, по литературным данным, 0,8... 1,025 кг О2 на 1 кг СВ дрожжей. Обычно для оперативного расчета аэрации принимается 1 кг О2 на 1 кг СВ.

На скорость биосинтеза решающее влияние оказывает концентрация кислорода в среде. Если она ниже 0,6 мг/л, темп потребления кислорода резко снижается даже на фоне обеспеченности культуры всеми компонентами питания. Величина 0,6 мг/л, по данным Р. Финна, является критической концентрацией кислорода для дрожжей S. сегеvisiае.

Критериями эффективности аэрации являются скорость растворения кислорода  М   [кг/(м3-ч)]   и объемный  коэффициент  массопередачи Кla или Кv (ч-1).

Скорость растворения кислорода находится в прямой зависимости от высоты столба жидкости и в обратной зависимости от диаметра пузырьков воздуха: с увеличением размера скорость их движения возрастает и соответственно сокращается длительность контакта со средой.

В барботажных системах с механическим перемешиванием происходит задержка роста пузырьков воздуха, что зависит от интенсивности их перемешивания. Вихревые поперечные потоки снижают линейную (приведенную) скорость воздуха (отнесенная к поперечному сечению аппарата).

Кla зависит от конструкции, режима работы аппарата, вводимой мощности и от свойств и состава среды. Существенное влияние на Кla оказывают вязкость, поверхностное натяжение, температура, плотность, концентрация биомассы, содержание поверхностно-активных веществ и т.д.

Величина Кla находится в прямой зависимости от вводимой мощности, высоты столба жидкости и приведенной (линейной) скорости воздуха.

Подача воздуха в аппарат должна быть сбалансирована с подачей сахара и ожидаемой скоростью размножения дрожжей. Нарушение режима аэрации изменяет ход дрожжерастильного процесса: при недостатке воздуха наступает перестройка дрожжевых клеток в сторону анаэробного обмена, при этом увеличивается образование спирта и других побочных продуктов. Выход биомассы резко падает.

Коэффициент использования кислорода дрожжами тем выше, чем выше столб жидкости в аппарате, меньше диаметр пузырьков воздуха, Выше турбулентность среды, меньше объем неаэрируемой зоны в аппарате, ниже температура среды и совершеннее конструкция воздухораспределительных систем. За их состоянием должен осуществляться повседневный надзор специальными лицами.