Получение хлебопекарных дрожей

 

Процесс приготовления раствора мелассы состоит из разбавления и осветления ее. Осветляют мелассу с целью удаления грубых взвешенных частиц, коллоидов, микроорганизмов и других примесей.

Существует несколько  способов осветления мелассы в дрожжевом  производстве. Выбор того или иного способа обычно обусловлен устройством подготовительного отделения.

 

1.3.1 Механический способ

 В настоящее время на большинстве  дрожжевых заводов мелассу осветляют с помощью кларификаторов, где взвешенные частицы отделяются под действием центробежной силы. Указанный способ осветления позволяет экономить мелассу, вспомогательные материалы, пар, кроме того, сокращается время на осветление.

Перед пуском на кларификатор мелассу взвешивают и разбавляют водой до определенной концентрации (кратность разбавления 1—3), добавляют хлорную известь из расчета 2— 3 кг (при содержании 33% активного хлора) на 1 т. После перемешивания раствора с хлорной известью дают получасовую «хлорную выдержку», затем добавляют серную кислоту до получения рН 4,5 — 5,0 и направляют на кларификатор.

На некоторых предприятиях применяют стерилизацию мелассы. При  этом ее разбавляют горячей водой  температурой 80—90°С и направляют в  стерилизатор. Стерилизацию проводят при температуре 105—125°С в течении 15 — 60 с, после раствор мелассы охлаждают до 80-85°С и подают на кларификатор.

 

1.3.2 Отстойный кислотохолодный способ

 Этот способ применяют  на дрожжевых производствах небольших  мощностей (5-10 т/сут) и при отсутствии  кларификаторов. В заторный чан  набирают воду и мелассу (на 1 т мелассы около 0,75 м³ воды). После размешивания в аппарат засыпают хлорную известь из расчета 0,6-0,9кг активного хлора, затем размешивают еще 30 мин и оставляют затор в состоянии покоя в течение 30 мин. За это время микробы - вредители дрожжевого производства - под действием хлора становятся неактивными и постепенно гибнут.

После выдержки включают мешалку, добавляют серную кислоту  до получения рН 5,0, размешивают 30 мин  и добавляют воду до содержания сухих  веществ в мелассе 20-40% (в зависимости от принятой на заводе концентрации) и дают затору отстояться в течение 10-12 ч (пока меласса не станет порзрачной).

Дозировка раствора мелассы осуществляется по программе с помощью автоматических устройств или вручную.

При осветлении мелассы  отстойным кислотохолодным способом потери мелассы составляют 1,8-1,4% от исходного объема.

Для снижения потерь мелассы при осветлении в дрожжевом производстве в основном перешли с отстойного метода m механический (с помощью кларификаторов), что снижает потери ее до 0,14%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Технологическая  часть

 

2.1 Схема производства

2.1.1 Приготовление питательной среды.

Под питательной средой понимают растворы мелассы, а также  растворы азот- и фосфорсодержащих солей. Густую мелассу из мелассохранилищ  передают в сборник 1, где хранится суточный запас ее. Из сборника 1 мелассу направляют на весы 2, откуда после взвешивания передают в сборник для разбавления мелассы 3, где ее разводят водой. Этот процесс называют разбавлением. Затем раствор мелассы подают на кларификаторы 4, где происходит освобождение ее от механических примесей - этот процесс называют осветлением. Осветленную мелассу насосом перекачивают в приточные сборники для мелассы 7, откуда ее подают в дрожжерастильные аппараты.

Азот- и фосфорсодержащие соли растворяют отдельно в специальных емкостях водой и используют для питания дрожжей в виде растворов, которые подают в дрожжерастильные аппараты из приточных сборников для солей 5, 6. Для каждой соли используют отдельные резервуары как для растворения ее, так и для притока.

 

2.1.2 Выращивание дрожжей

Этот этап является основным в производстве хлебопекарных дрожжей. Выращиванием дрожжей называют процесс  размножения клеток дрожжей, когда  из небольшого количества засеваемых в питательную среду клеток постепенно, путем ряда последовательных стадий получают большое количество дрожжей, используемых в ряде отраслей промышленности, и прежде всего в хлебопекарной.

Процесс выращивания  дрожжей складывается из двух этапов: получения маточных и товарных дрожжей. Маточные дрожжи сначала получают в лаборатории завода, а затем в цехе чистых культур, для чего используют дрожжерастильные аппараты 8 и 9. Прежде всего получают дрожжи чистой культуры (ЧК), а из них - дрожжи естественно-чистой культуры (ЕЧК). Чистой культурой называют дрожжи, выращенные из одной клетки, без примеси посторонних микроорганизмов. Первые стадии размножения дрожжей ЧК проходят в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и, наконец, в производственном дрожжерастильном аппарате, предназначенном для выведения чистой и естественно-чистой культуры. Естественно-чистой культурой называют дрожжи, содержащие незначительное количество посторонних микроорганизмов и используемые в качестве засевного материала для выращивания товарных дрожжей.

Товарные дрожжи на современных дрожжевых заводах получают в две стадии: стадия Б —засевные дрожжи, которые выращивают в аппарате 10 и стадия В — товарные дрожжи, которые выращивают в аппарате 11 с дозреванием в аппарате 12.

 

2.1.3 Выделение дрожжей

Выросшие маточные и  товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500—600 г/л на специальных машинах - сепараторах 13, 15. Для промывки дрожжей используют специальные бачки 14. Сгущенные дрожжи называют дрожжевым молоком. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Дрожжевое молоко маточных дрожжей помещают в сборники 23, а товарных дрожжей - в сборники 24. при сепарировании отделяется до 80% жидкости.

Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами 16, в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины.

 

2.1.4 Формовка и упаковка дрожжей.

Пластины дрожжей от вакуум-фильтров или фильтр-прессов  транспортером подают в бункер 17 формовочно- упаковочного автомата 18, где они формуются в бруски различной массы и упаковываются в специальную этикеточную бумагу.

 

2.2 Сушка и упаковка сушеной продукции

На некоторых дрожжевых  заводах прессованные дрожжи, минуя  формовку, направляют в сушильные  агрегаты (сушилки), где им придают  форму вермишели, измельчают и затем  высушивают. Сушеные дрожжи имеют  форму гранул.

Высушенные дрожжи упаковывают вручную в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем, либо в ящики с пергаментной бумагой или расфасовывают на специальных машинах в герметичную упаковку – жестяные банки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет материального баланса

 

Дрожжерастильный аппарат

Дрожжерастильный аппарат  имеет трубчатую аэрационную  систему и оснащен охлаждающей  рубашкой. В днище аппарата находится  спускное отверстие, защищенное сетчатым фильтром для предотвращения попадания  твердых частиц в насосы, которые  перекачивают суспензию в сепараторы или на охлаждение.

В дрожжерастильном аппарате в процессе жизнедеятельности дрожжей  выделяется значительное количество теплоты. Если эту теплоту не отводить из аппарата, то температурные условия  для размножения дрожжей станут неблагоприятными.

Поэтому дрожжерастильные аппараты оборудуются охлаждающими системами в виде змеевиков или  рубашки.

Дрожжерастильный аппарат  представляет собой сварной цилиндрический резервуар с охлаждающей рубашкой и пластинчатой аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом во время размножения дрожжей. Резервуар установлен на балках и стойках и имеет охлаждающую рубашку из десяти секций (поясов).

Аппарат снабжен люками и для обслуживания и ремонта, смотровым окном, осветлителем, гидрозатвором, воздухоподводящей трубой, коробами аэрационной системы, соплами для промывания коробов, коллектором для подачи воды в секции охлаждающей рубашки и коллектором для вывода воды из охлаждающей рубашки.

На крышке аппарата установлена  вытяжная труба, которая перекрывается заслонкой. Заслонка с помощью муфты соединена со штоком, несущим поршень, движущийся в цилиндре при помощи гидравлического привода, снабженного четырехходовым краном.

По шлангу поступает  вода для промывания. Подачу воздуха  регулируют задвижкой через распределительный коллектор. Культуральная среда выводится по трубе.

За уровнем жидкости в аппарате наблюдают через мерное стекло.

Пластинчатая аэрационная  система ВДА включает распределительный  коллектор и короба, закрытые сверху перфорированными пластинами с отверстиями диаметром 0,5 мм. В некоторых аппаратах смонтированы трубчатые системы аэрации конструкции ЦРММ.

Они состоят из перфорированных  трубок диаметром 51 мм, расположенных  на днище аппарата на определенном расстоянии. В поперечном сечении трубки имеют 7 рядов отверстий диаметром 0,8...0,9 мм, расположенных через 15º, с шагом 5 мм. Трубки соединены с воздухораспределительным коллектором.

 

Исходные данные:

 

Концентрация растворенного вещества в сусле − 2,2%.

Концентрация дрожжей после ферментатора − 35 г/л (по прессованным).

Концентрация после флотатора  − 120 г/л (по прессованным).

Концентрация после 2-ой группы сепараторов  − 580 г/л.

Влажность товарных дрожжей − 10%.

Количество абсолютно сухих  дрожжей :

35·25:100=8,75 г/л.

Количество полученных дрожжей в сутки 16000:345=46,4 т/сут,

где 16000 − годовая выработка  дрожжей в т.

Количество сусла, поступающего на переработку

46400·1:8,75=5303 м3.

Расход аммиачной воды на выращивание  дрожжей

46,4·0,11=5,1 т/сут.

Подсев чистой культуры составляет 10% от общей выработки дрожжей

46,4·0,1=4,6 т/сут.

Общее количество жидкости, поступающей  в дрожжерастильный чан

5303+5,1+4,6=5312,7 т/сут.

Количество получаемых абсолютно  сухих дрожжей

46,4·0,9:0,95=44 т/сут,

где 0,9 − коэффициент, учитывающий  влажность дрожжей;

0,95 − коэффициент, учитывающий  потери дрожжей при выделении.

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на флотацию

44:0,25=176 т/сут,

где 0,25 − коэффициент, учитывающий  влажность дрожжей.

Потери дрожжей при флотации составляют 1%

176·0,01=1,76 т/сут.

Количество биомассы дрожжей после флотации

176-1,76=174,2 т/сут.

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на первую группу сепараторов: 174,2:0,12=1451,7 т/сут,

где 0,12 − концентрация дрожжей  в суспензии после флотатора.

Количество отработанной бражки после флотатора

5312,7-1451,7=3861 т/сут

а) на разбавление 150,7 т/сут,

б) на биоокисление 3861-150,7=3710,3 т/сут.

Количество дрожжевой суспензии после первой группы сепараторов:

174,2:0,4=435,5 т/сут,

где 0,4 − концентрация дрожжевой  суспензии после первой группы сепараторов, т/м3.

Количество отработанной бражки после  первой группы сепараторов

1451,7-435,5=1016,2 т/сут.

Количество воды для промывки дрожжей  после первой группы сепараторов:

435,5·1=435,5 т/сут,

где 1 − кратность промывки.

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на вторую группу сепараторов: 435,5+435,5=871 т/сут.

Количество дрожжевой суспензии  после второй группы сепараторов:

174,2:0,58=300,3,

где 0,58 − концентрация дрожжей  после второй группы сепараторов, т/м3.

Потери дрожжей при сепарации составляют 2%

176·0,02=3,52 т/сут.

Количество тепла, поступающего на плазмолиз

Q=5303·1,45·100=768935.

Количество биомассы дрожжей, поступающих  на вакуум-выпарную установку: 174,2+3,52=170,68.

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на вакуум-выпарную установку: 170,68:0,58=294,3 т/сут.

Количество отработанной бражки после  второй группы сепараторов

871-294,3=576,7 т/сут.

Количество воды, выпариваемой в  двух корпусах вакуум-выпарной установки

294,3 (1-14,5:25)=123,61,

где 14,5 − концентрация абсолютно сухих дрожжей в суспензии до упаривания,

25 − концентрация абсолютно  сухих дрожжей в суспензии  после упаривания.

Принимаем следующее распределение  нагрузки вакуум-выпарной установки:

1 корпус − 48%, 2 корпус − 52%.

Количество влаги, испаряемое в  первом корпусе :

W1=123,61·48:100=59,3 т/сут.

Количество влаги, испаряемое во втором корпусе:

W2=123,61-59,3=64,31 т/сут.

Расчет концентрации дрожжевой  суспензии по корпусам производится по формуле:

 

X=(Gn-xn)/(Gn-W1) ; X1=(294,3·15)/(294,3-59,3)=18,8% ;

 

X2=(294,3·15)/(294,3-117,72)=25,9%.

Количество дрожжевой суспензии  с концентрацией 25% сухих веществ, поступающей на сушку,

294,3-123,61=170,69 т/сут.

Количество влаги, испаряемой в  сушилке при высушивании дрожжей  до 10% влажности

170,69·(75-10)/(100-10)=123,28 т/сут.

Количество дрожжей после сушки  без учета потерь:

170,69-123,28=47,41 т/сут.

Потери дрожжей при сушке  составляют 2% или

47,41·0,02=0,95 т/сут.

Получается дрожжей с влажностью 10%

47,41-0,95=46,46 т/сут.

Сводный материальный баланс дрожжевого производства представлен в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 − Материальный баланс дрожжевого производства

Приход		Расход
Наименование	Количество, т/сут	Наименование	Количество т/cут
Сусло Подсев чистой культуры Аммиачная вода Вода на промывку	5303,0 4,6 5,1 435,5	Дрожжи10%-ной влажности Испарилось влаги при сушке Потери дрожжей при сушке Испаряется влаги в двух корпусах вакуум-выпарки Последрожжевая бражка: а) после флотатора б) после сепараторов 1-ой ступени в) после сепараторов 2-ой ступени	46,46 123,28 0,95 123,61     3861,00 1016,20   576,70
Итого - 5748,2		Итого - 5748,2