Технологическая схема дрожжевого производства

Процесс получения товарных дрожжей включает три основные стадии: выращивание, выделение из бражки и обезвоживание их.

Выращивание биомассы делится на два процесса: получение засевных дрожжей, на отделении чистой культуры и выращивании товарных дрожжей. Выделение проходит в две ступени: извлечение из бражки флотацией и сгущение на сепараторах.

Процесс обезвоживания также состоит из нескольких операций: сначала дрожжи плазмолизуются, затем упариваются на выпарной установки и после этого окончательно высушиваются на распылительной сушилке.

Технологическая схема дрожжевого цеха представлена на рис. 1.

Весь цикл производства заключается в следующем. Чистая культура дрожжей, выращенная в лаборатории, засевается в малую дрожжанку 2, где ведется выращивание периодическим способом. Затем дрожи из малой дрожжанки поддаются в большую 3, а из большой дрожжанки – в малый инокулятор (засевной чан) 4. В нем выращивание ведется непрерывным способом. Выращенные в отделении чистой культуры засевные дрожжи непрерывно подаются из малого инокулятора в производственный инокулятор 5. Сюда же подаются из сборника 6 сусло, воздух при помощи воздуходувки 10, питательные соли 8, аммиачная вода 9. Выросшие в инокуляторе дрожжи непрерывно отбираются в виде дрожжевой пены и самотеком поступают во флотатор 11. Здесь происходит расслоение пены на бражку без дрожжей и пену, обогащенную дрожжами по сравнению с той, что поступила из инокулятора. Пена гасится во внутреннем стакане флотатора. Полученная суспензия с концентрацией дрожжей 60-80 г/л отбирается из него насосом и подается для сгущения на I ступень сепарации 13, где отделяется часть бражки. Суспензия после I ступени сепарации (150-250 г/л) поступает в промывной чан 14, куда для промывки дрожжей подается вода. Разбавленная водой суспензия подается насосом на I I ступень сепарации 16, где происходит сгущение дрожжей до 500-600 г/л. Готовая дрожжевая суспензия насосом подается на плазмолизатор 17. Сюда же подается пар. Здесь происходит подогрев суспензии до 80⁰С, при этом дрожжевые оболочки разрушаются, содержимое клеток вытекает и попадает в напорный бак плазмолизатора 18, здесь под давлением суспензия становится более текучей. Плазмолизат поступает на вакуум- выпарную установку 19 для упаривания сухих веществ до концентрации 12.5%. Упаренный плазмолизат подается на распылительную сушку 21, где высушивается в токе горячего воздуха до содержания влаги 8-10%. Готовые сухие дрожжи из сушилки поступают на упаковку, где расфасовываются в бумажные мешки по 20-25 кг.

2.3 Основные способы выращивания дрожжей

Существуют два принципиально различных способа выращивания дрожжей: периодический и непрерывный. В первом случае в инокулятор задают питательную среду с солями, охлажденную до необходимой температуры, засевные дрожжи, затем подают воздух, перемешивают и таким образом ведут выращивание до полной утилизации РВ дрожжами. В ходе выращивания только поддерживают необходимую температуру, рН среды и расход воздуха. По окончании процесса содержимое инокулятора полностью выбирают, аппарат моют, стерилизуют и процесс выращивания начинают сначала. Таким способом ведут выращивание на первых стадиях приготовления чистой культуры дрожжей в отделениях чистой культуры производственных цехов. При этом способе выращивания дрожжи проходят в инокуляторе постепенно все стадии развития:

1) стадию покоя или лагфазу, когда клетки еще не растут, а лишь приспосабливаются к среде в подготавливаются к росту—в них в это время вырабатываются необходимые ферменты;

2) фазу логарифмического роста, когда все клетки почкуются в прирост биомассы идет в геометрической прогрессии;

3) фазу стационарного роста, когда скорость прироста клеток снижается

4) фазу затухания, когда рост дрожжей прекращается, так как весь сахар из среды использован.

Периодический способ выращивания невыгоден тем, что на протяжения цикла выращивания меняются состав среды и активность клеток, процесс нельзя автоматизировать. Мала производительность инокулятора из-за длительной лагфазы (период «разбраживания») и необходимости остановок для отбора готовых дрожжей и мойки посуды. Поэтому в больших промышленных инокулятор ах выращивание ведут непрерывным способом. Он заключается в том, что после окончания разбраживания, когда дрожжи перешли в фазу логарифмического роста и находятся в самом активном состоянии, в инокулятор мелкими порциями или непрерывно с заданной скоростью приливают питательную среду и одновременно с той же скоростью отбирают среду с приросшими дрожжами. В инокуляторе поддерживают определенный запас дрожжей и бражки, поэтому при определенной скорости подачи среды дрожжи находятся в аппарате необходимое время, в течение которого они успевают усвоить питательные элементы среды и вырасти. При таком способе выращивания дрожжи находятся все время в постоянных условиях, скорость роста их максимальна, производительность инокулятора — тоже. Процесс полностью поддается автоматизации. Непрерывный способ выращивания дрожжей имеет три существенно различных варианта по соотношению времени роста дрожжей в времени нахождения бражки в инокуляторе. 1-й вариант. Бражка и дрожжи отбираются из инокулятора с одинаковой скоростью, одним потоком (рис. 1).

Рис.1 Схема выращивания дрожжей прямым методом:

1-инокулятор; 2-флотатор

Здесь время роста дрожжей и время нахождения бражка в инокуляторе одинаковы, и рассчитываются по формуле (1)

t= Т=V/W_с (1)

Рабочая концентрация дрожжей равна концентрации естественного прироста, в соответствии с формулой (2)

Х_р = Х_ест (2)

Практически — это работа инокулятора с нижней кюветой и одним отбором без всяких возвратов, как изображено на рис. 1.

2-й вариант. Бражка выводится из инокулятора быстрее, чем дрожжи. Время роста дрожжей больше, чем время нахождения бражки, неравенство(3)

t> T (3)

Рабочая концентрация дрожжей больше естественного прироста, в соответствии с неравенством (4)

X _р> X_ест (4)

Практически этот вариант может осуществляться различными технологическими приемами (рис. 2): а) возвратом части дрожжей в инокулятор после сгущения их на флотаторе (рис. 2, а). С сепарации дрожжи возвращать не следует, так как при этом в инокулятор попадет химический пеногаситель и процесс циркуляции в чане нарушиться;

Рис. 2, а Схема выращивание дрожжей с возвратом в инокулятор после сгущения: 1-инокулятор; 2-флотатор

б) ведением двух отборов из инокулятора с поднятым аэратором (кюветой): из зоны над кюветой отбирается дрожжевая пена на флотатор и из зоны под кюветой—бражка без дрожжей отбирается в канализацию (рис. 7, б); за счет регулирования этих двух потоков можно создать необходимую рабочую концентрацию, а следовательно, и запас дрожжей в инокуляторе;

Рис. 2, б Схема выращивания дрожжей в инокуляторе с поднятой кюветой и двумя отборами: 1-инокулятор; 2-флотатор

в) при помощи флотоподсевателя, в соответствии с (рис. 2, в)

Рис. 2, в Схема работы инокулятора с флотоподсевателем: 1-инокулятор; 2-флотатор; 3-флотоподсеватель.

К инокулятору пристраивается небольшой (5—7 м3) конический флотатор - «флотоподсеватель», из которого сгущенная дрожжевая пена возвращается в инокулятор, а обедненная дрожжами бражка сливается во флотатор.

3-й вариант. Дрожжи выводятся из инокулятора быстрее, чем бражка. Время роста дрожжей меньше, чем время нахождения бражки, в соответствии с неравенством (5)

t< T (5)

Рабочая концентрация дрожжей меньше концентрации естественного прироста, неравенство (6)

X _р< X_ест (6)

Практически этот вариант работы осуществляется путем возврата части бражки из флотатора в инокулятор (рис. 3, а)

Рис. 3, а Схема выращивание с возвратом бражки: 1-инокулятор; 2-флотатор

Или путем одного отбора сгущенных дрожжей из инокулятора со встроенным флотатором (рис. 3, б)

Рис. 3, б Схема выращивание дрожжей в инокуляторе, со встроенным флотатором при одном отборе: 1- инокулятор; 2- флотатор; 3- встроенный флотатор

Сгущенные дрожжи из встроенного флотатора отбираются, а бражка из него остается в инокуляторе и разбавляет среду.

Выбор варианта работы обусловливается составом питательной среды. При содержании РВ в среде 1, 0_2, 0% используется 1-й вариант-одновременный отбор дрожжей в бражки, при концентрации РВ 0, 5- 1, 0% -вариант со сгущением дрожжей в инокуляторе и при концентрации 2, 0-3, 5 % используется вариант работы с возвратом бражки в инокулятор.