Дрожжевые и дрожжерастильные аппараты
Дрожжевые аппараты
В дрожжевых аппаратах (рисунок 1) производят периодичное культивирование дрожжей в спиртовом производстве. Это геометрически закрытый цилиндроконический аппарат, снабженный двумя змеевиками 1: один— для стерилизации среды паром, второй— для охлаждения среды и поддержания постоянной температуры при размешивании дрожжей. В аппарате размещена мешалка 2, которая может быть с верхним или боковым приводом.
Рисунок 1 – Дрожжевой аппарат
Суть способа периодического культивирования состоит в том, что все операции — подготовка сусла, ввод посевных дрожжей, выращивание, ввод дрожжей, промывка стенок и их стерилизация, охлаждение и повторение наполнения — осуществляют последовательно.
Перемешивание дрожжевой массы может быть осуществлено также сжатым воздухом, подаваемым через барботер. Воздух предварительно должен быть очищен в биологическом фильтре. Расход воздуха составляет 0,4…1 м 3 на 1 м 2 свободной поверхности жидкости в аппарате в минуту. Дрожжевой аппарат с воздушным перемешиванием изображен на рисунке 2. При перемешивании мешалкой электродвигателя принимают расход мощности из расчета 1 кВт на 1 м 3 дрожжевой массы.
Рисунок 2 – Дрожжевой аппарат с воздушным перемешиванием
Дрожжевые аппараты изготовляют из стали толщиной 5…6 мм. Расчет поверхности охлаждения змеевика аналогичен расчету змеевика бродильного аппарата. Площадь поверхности змеевика для воды принимают из расчета 2 м 2 на 1 м 3 полезной емкости аппарата; площадь поверхности парового змеевика — 0,8 м 2 на 1 м 3 полезной вместимости аппарата.
Вместимость дрожжевого аппарата составляет — 6…8 % объема бродильного аппарата, коэффициент наполнения 0,8.
Дрожжерастильные аппараты
Дрожжерастильные аппараты предназначены для размножения дрожжей в производстве хлебопекарных дрожжей при сохранении их подъемной силы (таблица 1). Процесс выращивания дрожжей длится 20…36 ч, выход их составляет 70…85% количества мелассы. В дрожжевом производстве стремятся погасить брожение и активизировать размножение дрожжей. Поэтому в современном дрожжерастильном аппарате должны обеспечиваться значительное разбавление дрожжевой суспензии (до 25 м 3 на 1 т мелассы), хорошая аэрация (до 100 м 3 /ч воздуха на 1 м 3 объема аппарата), строго определенная концентрация питательных веществ во время размножения дрожжей и определенная температура.
Таблица 1 – Техническая характеристика ворошителей солода
Техническая характеристика дрожжерастильных аппаратов приведена в таблице 2.
Таблица 2 – Техническая характеристика дрожжерастильных аппаратов
Дрожжерастильный аппарат ВДА-100
Дрожжерастильный аппарат ВДА-100 (рисунок 3) представляет собой сварной цилиндрический резервуар с охлаждающей рубашкой и пластинчатой аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом во время размножения дрожжей.
Резервуар 1 установлен на балках 14 и стойках 15 и имеет охлаждающую рубашку 20 из десяти секций (поясов). Аппарат снабжен люками 18 и 21 для обслуживания и ремонта, смотровым окном 2, осветлителем 3, гидрозатвором 11, воздухоподводящей трубой 17, коробами 13 аэрационной системы, соплами 16 для промывания коробов, коллектором 19 для подачи воды в секции охлаждающей рубашки и коллектором 12 для вывода воды из охлаждающей рубашки. На крышке аппарата установлена вытяжная труба 7, которая перекрывается заслонкой 10. Заслонка с помощью муфты 4 соединена со штоком 9, несущим поршень, движущийся в цилиндре 8 при помощи гидравлического привода, снабженного четырехходовым краном 5. По шлангу 6 поступает вода для промывания. Подачу воздуха регулируют задвижкой 22 через распределительный коллектор 23. Культуральная среда выводится по трубе 24. За уровнем жидкости в аппарате наблюдают через мерное стекло 25.
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 15°, с шагом 5 мм. Трубки соединены с воздухораспределительным коллектором.
Аппарат итальянской фирмы «Пресс-индустрия»
Аппарат итальянской фирмы «Пресс-индустрия» (рисунок 4) предназначен для выращивания дрожжей в концентрированных средах. Дрожжерастильный аппарат (рисунок 4, а) установлен на опорной раме 14 и в нижней части содержит штуцеры для подачи сжатого воздуха 12, для вывода продукта 13, а также люк 1.
Охлажденное дрожжевое сусло подается через штуцер 11, установленный в средней части аппарата. Здесь же находится патрубок 2 для установки датчиков температуры и pH. На верхней крышке аппарата размещены люк 3 и смотровое окно 10, а также патрубок 4 для установки датчиков регулятора и сигнализатора уровня и штуцеры: для подачи аммиачной воды 5, для подачи олеиновой кислоты 6, для крепления моечной головки 7, для подачи засевных дрожжей 8 и для подачи питательной среды, воды, пара, растворов диаммонийфосфата и серной кислоты 9.
Аппарат оснащен трубчатой аэрационной системой (рисунок 4, б), перфорированные трубки 2 которой крепятся к коллектору 3, соединенному с трубопроводом 1. Перфорированные трубки с помощью резьбы соединены с коллектором (лежаком) диаметром 250 мм на расстоянии 125 мм. С одной стороны коллектора расположено 25 трубок диаметром 40 мм, в которых отверстия диаметром 1,5 мм обращены вниз и расположены в три ряда через 30° (в поперечном сечении). Расположение отверстий в коллекторе и в барботажных трубках представлено на рисунке 4, в и г. В коллекторе также имеются отверстия диаметром 1,5 мм для выхода воздуха, обращенные вниз с шагом по длине коллектора 50 мм. По поперечному сечению расположено пять рядов отверстий через 23°30′. Такое расположение отверстий исключает застой жидкости в системе аэрации и создает удобства для ее мойки. Культуральная среда охлаждается при прохождении через выносной пластинчатый теплообменник с поверхностью теплообмена 100 м 2 с помощью насоса.
а — общий вид; б — схема аэрационной системы; в — расположение отверстий в коллекторе; г — расположение отверстий в барботажных трубках
Рисунок 4 – Дрожжерастильный аппарат фирмы «Пресс-индустрия»
Дрожжерастильный аппарат ПНР-200
Дрожжерастильный аппарат ПНР-200 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.
Источник
Технологическая линия производства хлебопекарных дрожжей
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевая клетка содержит в среднем 67 % воды и 33 % сухого вещества. Сухое вещество дрожжевой клетки содержит 37…50 % белков, 35…40 % углеводов, 1,2…2,5 % сырого жира и 6…10 % зольных веществ.
Качество хлебопекарных дрожжей определяется требованиями технологии хлеба. Они должны иметь плотную консистенцию, легко ломаться, обладать серым с желтоватым оттенком цветом и характерным дрожжевым запахом, пресным вкусом, содержание влаги не более 75 %, кислотность (в пересчете на уксусную кислоту) не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг спустя 12 сут. Стойкость при температуре 35 °С дрожжей, выработанных на дрожжевых заводах, не менее 60 ч, а на спиртовых – 48 ч, подъемная сила (подъем теста до 70 мм) – не более 70 мин.
Предусматривается выпуск сушеных хлебопекарных дрожжей высшего и 1 сортов в виде гранул, вермишели, крупы или порошка от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Содержание влаги в дрожжах высшего сорта – 8 %, в дрожжах 1 сорта – 10 %. Подъем теста до 70 мм для высшего сорта – 70 мин, для 1 сорта – 90 мин. Сохранность со дня выработки составляет для сушеных дрожжей не менее 12 мес для высшего сорта и 5 мес для 1 сорта.
Показатели качества дрожжей, дрожжевого молока (водной суспензии): концентрация дрожжей – не менее 450 г/л в пересчете на влажность 75 %, подъемная сила не более 75 мин, кислотность не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг через 72 ч.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Выделившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании.
Состав и концентрация питательной среды для культивирования дрожжей обусловливает скорость их размножения и конечный выход продуктов. Для конструктивного и энергетического обмена дрожжей используют сахара, азотистые соединения, зольные элементы и кислород воздуха.
Хлебопекарные дрожжи культивируют на мелассных средах, разбавленных водой. Сахар такой среды легко усваивается дрожжами. Теоретический выход биомассы дрожжей с 75%-ным влагосодержанием находится в пределах 97…117 % по отношению к массе мелассы, содержащей 46 % сахара. В заводских условиях выход дрожжей составляет лишь 68…92 %.
Дрожжи используют в хлебопечении в качестве возбудителя спиртового брожения и разрыхлителей теста. Их применяют также для получения кваса, витаминов, лекарственных препаратов и питательных сред. На дрожжевых заводах вырабатывают прессованные и сушеные дрожжи, а также дрожжевое молоко. На мелассно-спиртовых заводах получают только прессованные дрожжи. Жидкие дрожжи и хлебные закваски готовят непосредственно на хлебозаводах.
На мелассно-спиртовых заводах вырабатывают 15 % хлебопекарных дрожжей от общего их выпуска. Эти дрожжи получают в качестве отходов производства при сепарации зрелой спиртовой бражки, в 1 м 3 которой содержится 18…35 кг дрожжей. Выход прессованных дрожжей составляет до 3,5 кг на 1 дал спирта. Себестоимость хлебопекарных дрожжей, получаемых на спиртовых заводах, на 30 % ниже, чем на дрожжевых.
Стадии технологического процесса. Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:
– подготовка питательной среды;
– выделение дрожжей из бражки;
– формование и упаковывание дрожжей;
– сушка дрожжей (при необходимости).
Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:
– выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;
– промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;
– окончательное промывание и концентрирование дрожжей;
– прессование, формование и упаковка дрожжей;
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.
Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.
Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.
Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.
Завершающий комплекс оборудования линии состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.
На рис. 2.16 представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.
Устройство и принцип действия линии. Меласса поступает на заводы в железнодорожных цистернах 1. Ее сливают в промежуточный сборник 2 и перекачивают шестеренным насосом 40 в сборник 3, установленный на весах 4. Меласса через промежуточный сборник 5 перетекает в мелассохранилище 6. Через промежуточный сборник 7 меласса поступает в смеситель 8, где ее разбавляют водой, подкисляют и далее насосом 20 перекачивают в стерилизатор 9. Далее меласса поступает на охлаждение в теплообменник 10 и на очистку в кларификатор 11. Очищенная разбавленная меласса разделяется на два потока, один из которых поступает в приточный аппарат 12 питательной среды для получения дрожжей ЧК и ЕЧК, а другой – в аппарат 13 для получения двух стадий товарных дрожжей. Из сборника 14 вода, согласно, технологическому регламенту направляется в различные аппараты (15…19, 21, 22 и др.). В цехе чистых культур дрожжей питательная среда стерилизуется в стерилизаторе 15, после чего поступает в инокуляторы чистых культур: малый 16 и большой 17.
Рис. 2.16. Машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей
Чистые культуры дрожжей выращивают последовательно на двух стадиях в дрожжерастительных аппаратах. Дрожжи чистых культур ЧК-1 и ЕЧК-1 направляют в дрожжерастильный аппарат 18, а дрожжи чиста культур ЧК-2 и ЕЧК-2 – в аппарат 19. Естественно-чистая культура 1 дрожжевым насосом подается на концентрирование в сепаратор 24 и далее в промежуточный сборник 25. На второй стадии концентрирования для этих дрожжей используют сепаратор 26, сборник концентрата 27.
После охлаждения в теплообменнике 10 дрожжевое молоко поступает в дрожжерастильный аппарат 21 на первую стадию выращивания товарных дрожжей. Из этого аппарата дрожжевая масса со значительно большей концентрацией микроорганизмов через сепаратор 28, сборник концентрата товарных дрожжей 29 насосом подается в теплообменник-охладитель и далее в дрожжерастильный аппарат 22 на вторую стадию получения товарных дрожжей. Из аппарата 22 дрожжи поступают в отборочный аппарат 23. Сгущение товарных дрожжей идет последовательно на трех стадиях в сепараторах 30, 32 и 34. На первых двух стадиях дрожжевую массу промывают водой и направляют последовательно в сборники 31 и 33. Сгущенное дрожжевое молоко сборника 35 после охлаждения насосом перекачивается на вакуум-фильтр 36. Далее прессованные дрожжи из сборника 37 поступают на автоматизированные линии для формования и фасования. Воздух – важный технологический фактор в производстве хлебопекарных дрожжей. Очищенный на фильтре 38 воздух с помощью воздуходувной машины 39 возвращается обратно в технологический цикл (16…19, 21, 22). Отработанный воздух, содержащий СО2 и другие примеси, выводится из аппаратов в атмосферу. Станции питательных веществ, пеногасителей, растворов антисептиков оборудованы специальными сборниками-мерниками 41…45. Из этих мерников растворы указанных веществ направляют в аппараты 16…22.
Источник