3 Тема: Комплексное использование сырья и утилизация отходов спиртового и ликероводочного производства. Ресурсо- и энергосберегающие технологии.

Вопрос 1: Получение хлебопекарных дрожжей.

На мелассно-спиртовых заводах на основе выделения дрожжей из зрелой бражки вырабатывают хлебопекарные дрожжи. Технология хлебопекарных дрожжей складывается из следующих технологических операций:

А) Выделение дрожжей из зрелой мелассной бражки.

Б) Промывка водой и получение дрожжевого концентрата.

В) Прессование

Г) Формование и упаковка.

Д) Хранение.

А. На спиртовых заводах для выделения дрожжей из бражки используют 5 и 7и ступенчатую схемы сепарирования. 5и ступенчатая схема сепарирования дрожжей отличается от 7и ступенчатой тем, что исключается 4 и 5я промывки дрожжей свежей артезианской водой. 7и ступенчатая схема более эффективна, т.к. в следствие длительного контакта дрожжевых клеток с водой достигается хорошая отмывка их от красящих веществ.

Б. Дрожжи, выделенные из бражки, имеют тёмный цвет. И для снижения цветности, дрожжи многократно промывают водой с естественным значением рН = 6-7°. При подщелачивании воды до рН=9°, происходит перезарядка меланоидинов: вместо положительного электрокинетического потенциала они преобретают отрицательный в следствие чего десорбция меланоидинов возрастает. На этом принципе основан способ интенсификации промывки дрожжей. После выделения и концентрирования дрожжи подвергают двум промывкам артезианской водой, в которой после первой промывки создают рН=11-13°, добавляют в воду NaOH или NH­­₄. После такой обработки ферментативная активность и стойкость дрожжей при хранении не снижается.

В. Для выделения дрожжей из готового дрожжевого концентрата используют фильтрпрессы. Прессование длится от 30 минут до 2х часов, а то и больше. По окончанию прессования дрожжи выгружают в металлический бункер. Производительность фильтрпресса за 1 цикл работы составляет 200-1200кг. Длительность прессования дрожжей может быть обусловлена низкой концентрацией дрожжевой суспензии, нарушением технологического режима прессования.

Г, Д. Прессованные дрожжи влажностью 71-75% и t=10-15°С поступает на формирование и упаковку. Если дрожжи получились чрезмерно сухими и ломкими, их перед формованием увлажняют, т.е. добавляют до 10% воды к массе прессованных дрожжей. Для придания эластичности к дрожжам добавляют до 0.1% растительного масла. При повышении t дрожжей – они плохо формуются. Прессованные дрожжи в бункере тщательно перемешиваются шнеком и разрезаются ножом на брикеты требуемой массы (1000, 500, 100 и 50г) в виде прямоугольного бруска. Дрожжи завёртывают в гладкую белую достаточно пористую бумагу. Упакованные бруски укладывают в полимерные картонные ящики по 10-12кг и при помощи транспортёров передают их в холодильную камеру для хранения.

Вопрос 2: Производство сухих кормовых дрожжей. Независимо от основного сырья все схемы производства сухих кормовых дрожжей включают следующие стадии:

1.Приготовление питательной среды.

2.Размножение чистой культуры дрожжей.

3.Выращивание чистой культуры дрожжей.

4.Пеногашение.

5.Выделение и промывка.

6.Термолиз.

7.Сушка и фасование.

8.Транспортирование и хранение.

1. Приготавливая питательную среду для выращивания дрожжей, смешивают охлаждённую барду с растворами фосфор- и азотосодержащих солей. Если концентрация барды больше 8%, её разбавляют водой до содержания сухих веществ = 6-7%. Для приготовления питательной среды используют сборник-смеситель. Горячую барду перед её использованием выдерживают при t=35-38°С в течение 38-40 минут в стерилизаторе выдерживателе непрерывного действия. Состав и концентрация компонентов питательной среды влияет на их состав, скорость размножения и выход выращиваемых дрожжей.

2. Чистую культуру дрожжей размножают для засевания среды. ЧКД должна содержать большое количество молодых неинфицированных посторонней микрофлорой и способных к быстрому размножению дрожжевых клеток. Засевные дрожжи получают в несколько стадий: в колбах на качалке, начиная с пробирок с агаром до образования 3-5 литров культуры; в дрожжегенераторе, вместимостью 100м³. В колбах для размножения дрожжей используют мелассное сусло концентрацией 4-5%. Сусло стерилизуют в колбах. В дрожжегенераторе дрожжи размножают на барде концентрацией 6-7%. Продолжительность культивирования дрожжей при t=34-35°С в колбах 16-20часов в дрожжегенераторе 3-4 часа. Концентрация биомассы 75%й влажности в дрожжевом аппарате составляет 15-20 г/л. На всех стадиях питательную среду проветривают(+O₂). На спиртовых заводах, перерабатывающих зернокартофельное сырьё, чистую культуру размножают в начале в колбах в течение 2суток без перемешивания и продувания воздухом, а за тем в 70и колбах вместимостью по 700мл, в которых содержатся по 200мл стерильного сусла w=6%. Выращивание проводят на качалке при частоте 200об/мин в течение 24 часов.

3. Дрожжи выращивают непрерывно проточным способом. При оптимальном составе среды и благоприятных условиях культивирования, лимитирующим фактором является содержащийся в среде растворённый кислород. Достаточной считается такая интенсивность аэрирования, при которой концентрация растворённого в среде кислорода равна критической или незначительно превышает её. Скорость роста дрожжей зависит только от их активности и состава среды.

Интенсивность аэрирования среды в дрожжерастительных аппаратах – 50-60 м³/л. К каждому дрожжерастительному аппарату подключают самостоятельную воздуходувку. Основной показатель работы дрожжерастительного аппарата – его продуктивность, которую выражают количеством абсолютно сухой биомассы в кг, полученных из 1м³ объёма аппарата за 1 час. Различают максимальную и оптимальную продуктивностью. Для максимальной продуктивности характерны большая исходная концентрация питательных веществ в среде и повышенная остаточная их концентрация после культивирования дрожжей. При оптимальной продуктивности достигается наибольшая производительность аппарата с максимальным выходом продукта из единицы сырья и с наименьшими затратами вспомогательных материалов. В каждом дрожжерастительном аппарате дрожжи выращивают отдельно или последовательно с протоком питательной среды через 2 аппарата; отдалённая от дрожжей культурная жидкость – отход производства. При выращивании дрожжей остаются частично не использованными трудно усвояемые вещества мелассной барды – пептоны, пептиды, пиралидонкарбоновая кислота и другие, что снижает выход дрожжей. Для более полного использования питательных веществ, уменьшения расходов вспомогательных материалов, количества стоков и экономии воды, использую до 70% отходов для возврата их в дрожжерастительные аппараты. Перед использованием культурную жидкость подкисляют до рН=1.5…2° и выдерживают 1-2 часа.

4, 5. Перед выделением дрожжей пену разрушают химическими и механическими средствами. В качестве пеногасителей используют поверхностно активные вещества (ПАВ): гидрофузы, олеиновую кислоту. Для механического разрушения пены применяют специальный аппарат.

На заводах, вырабатывающих спирт из мелассы, дрожжи выделяют и промывают на сепараторах. До поступления на сепараторы, культурная среда проходит через сетчатый фильтр с отверстиями диаметром 3мм. За тем сепаратор моют через 8-16 часов непрерывной работы, потери дрожжей не должны превышать 2-3х клеток в поле зрения микроскопа и не более 7% от их общего количества.

6. Термолиз дрожжей заключается в тепловом разрушении оболочек дрожжей и сопутствующих им м/о.

Цели термолиза: обезвреживание дрожжей и бактерий, уменьшение вязкости суспензии, разрушение пены и выделении из суспензии воздуха и СО₂; уменьшение потерь биомассы на поддержание жизнедеятельности клеток во время хранения их в сборниках.

7. Термолизованную дрожжевую суспензию высушивают на распылителях-сушилках. Высушенные дрожжи отбирают из нижней части сушильной камеры и пневмотранспортёром подают на фасование.

8. Сухие кормовые дрожжи упаковывают в 3хслойные бумажные крафт-мешки с клапанами или открытые, двух размеров: 80х43,5 и 100х53,5 сантиметров, вмещающих соответственно 20 и 30 кг дрожжей. Открытые мешки зашивают на специальной машине. Мешки с дрожжами грузят на поддоны и автопогрузчиком отвозят на склад, где поддоны располагают в 3 ряда по высоте. Склад рассчитывают на 10 суток работы цеха. Относительная влажность воздуха должна быть не выше 60%. К потребителям мешки с дрожжами транспортируют в контейнерах или автомашинах. Для бестарного хранения и транспортирования дрожжи гранулируют с помощью прессов. В смеситель-прессы попадают сухие дрожжи и сухой насыщенный пар, где они нагреваются до 70-76°С в течение 2х минут. Влажность гранул – 20%. Гранулы охлаждают до 25°С, влажностью понижают до 10%. Хранилище для гранулированных дрожжей рассчитывают на 2-3х суточный запас, используют железобетонные или металлические хранилища.