Производство пекарских дрожжей

    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.

    Па  мощность воздуходувных машин и  конечное давление оказывает влияние  изменение температуры всасываемого воздуха в связи с изменением его плотности, поэтому в летнее время аэрация среды может оказаться недостаточной. Например, при температурах 0 — 25 и 30 °С плотность воздуха будет соответственно 1,2930; 1,4240 и 1,1650 кг/м³.

    Изменение относительной влажности входящего  воздуха сказывается на температуре культуральных сред в дрожжерастильных аппаратах: с повышением относительной влажности наружного воздуха температура в аппаратах возрастает, с понижением — падает. Это объясняется колебаниями затрат теплоты на испарение воды, насыщающей воздух при прохождении его через жидкость.

    Чтобы избежать при повышении влажности  наружного воздуха нарушения  температурного режима в аппарате, особенно при высоких температурах, необходим запас мощности охлаждающих  систем дрожжерастильного аппарата. 

    2.4 Пенообразование и пеногашение

    Культуральные среды дрожжевого производства многокомпонентны и содержат вещества с различной  поверхностной активностью. В турбулентном режиме работы дрожжерастильного аппарата вокруг поверхности раздела фаз  газ — жидкость образуются пленки поверхностно-активных веществ, вызывая пенообразование. Его интенсивность возрастает пропорционально наличию в среде поверхностно-активных веществ, концентрации культуральных сред, температуре и рН среды, а также ее микрообсемененности.

    Важное  значение имеет режим аэрации: резкие колебания количества подаваемого воздуха и периодическое прекращение его подачи создают скачкообразное увеличение толщины пены, которая трудно поддается гашению. Рост столба жидкости, а следовательно, и давления слоя снижает скорость движения пузырьков воздуха и активность пенообразования.

    В дрожжевом производстве в качестве пеногасителя используют олеиновую  кислоту, которая одновременно является и ростовым фактором. Однако в связи с ее дороговизной повсеместно ведутся поиски дешевого и более эффективного средства. А пока экономия дорогостоящего пеногасителя достигается тщательным соблюдением технологических режимов, чистотой культуры, подготовкой эмульсий олеиновой кислоты с водой и автоматизацией ее подачи. Эмульсию готовят в соотношении с водой 1:20 в специальных установках под воздействием звуковых и ультразвуковых колебаний.

    При работе по непрерывным схемам можно  значительно снизить расход пеногасителя, осуществляя отток среды сверху. При этом значительная часть пены выводится из процесса. 

    2.5 Технологическая схема выращивания дрожжей

Технологическая схема производства дрожжей: 1 — осветлительный чан; 2 — приточный чан; 3 и 4 — стеклянные колбы; 5 — медная колба; 6 — малый аппарат чистых культур; 7 — большой аппарат чистых культур; 8 — 1-й промежуточный аппарат; 9 — 2-й промежуточный аппарат; 10 — дрожжерастильный маточный аппарат; 11 — дрожжерастильный задаточный аппарат; 12 — дрожжерастильный товарный аппарат; 13 — отборочный чан; 14 — центробежный насос; 15 — воздуходувка; 16, 17, 18 — приёмники сепарированных дрожжей; 19 — сепараторы; 20 — поршневой насос; 21 — фильтры пресс; 22 — месильная машина; 23 — формовочная машина; 24 — холодильник. 
 

 

    2.6 Производство маточных дрожжей

    Маточные  дрожжи должны обладать высокой генеративной активностью и представлять собой чистую культуру сахаромицетов без примеси посторонних дрожжевых грибов и бактерий. Подъемная сила маточных дрожжей 35...40 мин, зимазная активность 30...40 мин, мальтазная активность 70 мин, осмочувствительность не более 20 мин, почкующихся клеток не более 10%. Различают маточные дрожжи чистой культуры и естественно чистой культуры. Первые выводят из лабораторного посева платиновой петлей, вторые — из дрожжей ЧК.

    Для выращивания маточных дрожжей служат цех чистой культуры и обособленное оборудование на производстве, называемое маточным порядком. Они должны быть оснащены дрожжерастильными аппаратами сепараторами, сборниками для дрожжевого молока и фильтрпрессом. Для хранения прессованных дрожжей ЧК оборудуют специальное охлаждаемое помещение.

    2.6.1 Стерилизация посуды и сред

    Маточные  дрожжи получают в условиях надежной стерильности процесса. Лабораторную посуду, пипетки и пр. стерилизуют сухим жаром или автоклавируют, соблюдая санитарные правила.

    Питательные среды лабораторных стадий стерилизуют  в автоклаве при давлении 50 кПа (0,5 кгс/см²) в течение 45...60 мин либо текучим паром в аппарате Коха при 100 °С по 30...45 мин 3 сут подряд.

    Аппаратуру  цеха чистой культуры и маточного  порядка промывают и стерилизуют  так, как указано в разделе 17 при  генеральной мойке.

    Питательную среду в цехе чистой культуры дезинфицируют  в специальном стерилизаторе либо непосредственно в инокуляторах при давлении 50 кПа в течение 45...60 мин.

    В аппаратах маточного порядка  среды перед использованием стерилизуют кипячением в течение 1,5...2 ч и охлаждают до 30 °С.

    2.6.2 Выведение чистой культуры

    Режим ВНИИХПа. Действующая многие годы классическая схема ВНИИХПа предусматривает восемь стадий на стерильных средах, из них четыре — в лаборатории, три — в цехе чистой культуры и одна — на производстве.

    2.6.3 Укороченная схема выращивания маточных дрожжей

    В Ленинградской лаборатории технологии  дрожжей  ВНИИПБТ разработана и внедрена на многих дрожжевых заводах новая технология получения маточных дрожжей ЧК и ЕЧК.