Стадії технологічного процесу

Підготовка барди і приготування живильного середовища.

1. Стерилізація барди при 95-100 ⁰ С 45 - 60 хвилин. Барда звільняється від спороутворюючих мікроорганізмів і твердих домішок, періодично видаляються при чищенні апарату.

2. У випадку переробки барди з підвищеним вмістом СаО, необхідно підкислення до рН 3,5 - 3,8 і подальше відділення у відстійниках випав в осад гіпсу.

3. Охолодження барди до температури 20 - 30 ⁰ С. Для цього застосовуються пластинчасті і (рідше) трубчасті теплообмінники з водою.Використовують ставкову, річкову та артезіанську воду а так само відсепароване вторинну барду.

4. Приготування поживного середовища. Змішують барду в змішувачах з розчинами содей містять азот і фосфор.

Розмноження посівних дріжджів

Дріжджі розмножуються в апаратах чистої культури, дрожжанках і дрожжегенераторе, з якого подаються в дрожжерастітельние апарати.

Для нормального культивування кормових дріжджів необхідно періодично вводити в дрожжерастітельний апарат дріжджі чистої культури (в іншому разі накопичення біомаси зменшується і живильні речовини не використовуються належним чином). Кількість посівного матеріалу має бути 30 - 40% від суми вуглецевмісних речовин.

Посівний матеріал розмножують з чистої культури в п'ять послідовних стадій.

У лабораторній стадії культуру вирощують на гойдалці при температурі 30 ⁰ С, спочатку в колбах з 100 мл мелассного сусла, а потім у колбах з 500 мл сусла протягом 16 - 24 ч.

З двох колб по 500 мл дріжджі переносять з дотриманням правил стерильності в АЧК ємністю 15 л. Потім продовжують культивувати в АКЧ ємністю 150 і 1500 л, заповнених суслом на 2 / 3.

Молоді та енергійні дріжджі з АКЧ передають у дрожжанку ємність 8 м ³ в якій розмноження ведуть на концентрованій бардові концентрацією 5 - 6% СВ з додаванням стерилізованого мелласного сусла. Потім у дрожжанках на 30 м ³ та дрожжегенераторе на 100 м ³ дріжджі розмножуються на бардові при енергійної аерації.

Як дрожжегенераторов використовують невеликі апарати з ерліфтним аератором. При прояві бактеріальної інфекції та інших небажаних ознак середу в дрожжегенераторе замінюють. Після свого звільнення й промивання апарат та пов'язані з ним трубопроводи стерилізують парою протягом 1 год при 100 ⁰ С.

Вирощування кормових дріжджів

Для досягнення високої продуктивності дрожжерастітельного процесу потрібно безперервний рівномірний приплив живильного середовища та відбір дріжджової бражки, інтенсивна аерація, суворе дотримання температурного режиму і підтримка оптимального рН середовища: у I стадії вирощування 4,0 - 4,2 і II стадії 3,5 - 3, 8. Недотримання цих умов негативно позначиться на фізіологічної активності дріжджів, призводить до уповільнення росту, розвитку інфекції, неповного використання вуглецевмісних речовин барди і низькому виходу продукції.

Аеробне розмноження дріжджів супроводжується виділенням тепла. Якщо це тепло не відводити, то середовище нагрівається понад допустимих меж. Найбільш стійкий процес вирощування протікає при температурі 32 - 34 ⁰ С. Подальше підвищення температури призводить до зменшення накопичення біомаси та розвитку інфекції.

40% утворюється тепла несеться продувається повітрям, а решта відводиться через зовнішні стінки апаратів і змійовика.

Вирощування кормових дріжджів на мелассного бардові ведуть у високих дрожжерастітельних апаратах з ерліфтний системою аерації. Середа в ерліфних апаратах перетворюється на емульсію щільністю 0,30 - 0,35 р. / см ^3, енергійно циркулює і заповнює апарат на 80%. Дріжджові клітини розмножуються і ростуть у пінному шарі (пінний метод).

При переробці концентрованої і сильно пінливою барди циркуляція в дрожжерастітельном апараті може виявитися недостатньою. Щоб зруйнувати піну і запобігти флотацію дріжджів необхідно періодично додавати в середу піногасник, так само можна зменшити заповнення апарату і збільшити аерацію.

В апаратах з перфорованим повітря («рідинний» метод) постійне гасіння піни хімічними речовинами обов'язково.

Дріжджові апарати з'єднуються трубопроводами в блоки з двох апаратів (один головний і один хвостовий) або з трьох (два паралельно діючих головних і один хвостовий). Це дозволяє вести процес паралельно і послідовно, т.е.по одне - і двоступінчастим методам. Нерозбавлена ​​барда концентрацією 8 - 9% СВ переробляється за двоступінчастим методом (повторне вирощування дріжджів, з додаванням в середу в другій стадії 5 - 10% свіжої барди). Розбавлена ​​барда концентрацією 5 - 6% СВ переробляється по одноступінчатому методу.

Деемульгірованіе спиртової бражки і флотація дріжджів.

Щоб уникнути зайвих втрат при сепаруванні дріжджова бражка повинна бути попередньо забезпечена.

Фізико-хімічна сутність дії піногасників полягає у витісненні стабілізатора піни з абсорбційного шару бульбашок сильнішим поверхнево-активною речовиною. Для цього застосовують тварини і рослинні жири, вищі жирні кислоти, спирти. На мелассного-спиртових заводах при виробництві кормових дріжджів для гасіння піни застосовують технічний жир морських звірів, олеїнову кислоту, соапсток.

Готують з пеногасителя емульсію і в міру необхідності додають її в механічний піногасник і збірник дріжджової суспензії від першого ступеня сепарування.

На підприємствах, де дріжджі вирощуються у високих чанах з ерліфтами для механічного руйнування піни застосовують різні апарати - деемульгатори. У найпростішому деемульгатора піна гаситься відстоюванням, зрошенням водою або дією механічних мішалок. Кращі результати досягаються при руйнуванні піни в деемульгатора механічним шляхом. Для цих цілей використовують лопатеві або інші види мішалок, колесо типу відцентрового насоса, розкладене на вертикальному валу. Мішалки встановлюються в шарі піни, що б вони лише торкалися поверхні рідини.

Вміщені в мелассного бардові мертві дріжджі Sacch. Cervisiae НЕ флотуючого, тому в цьому випадку флотація може бути використана лише при двостадійному способі культивування, коли не вимагається повне виділення біомаси з браги, що надходить на 2-у стадію вирощування. При цьому зменшується потреба в сепараторах і насосах, знижується споживання електроенергії. Горизонтальний флотатор в поєднанні з деемульгатора становить установку, призначену для виділення дріжджів з піною з браги для кращого його сепарування.

Для нормальної роботи флотатора дріжджі вирощують без додавання в дрожжерастітельние апарати хімічних піногасників, так як наявність їх у бражці сильно знижує флотационную здатність дріжджів, внаслідок чого концентрація їх у залишку значно зростає і досягає 12 - 15 р. / л проти 2 - 4 г / л при відсутності пінегасника.

Сепарація і промивання дріжджів

Найбільш ефективно харчові та кормові дріжджі виділяються сепаруванням, заснованої на використанні відцентрової сили. Дріжджові клітини, як більш щільні відкидаються до периферії барабана, а брага, як більш легка, розподіляється ближче до осі обертання.

Швидкість виділення дріжджів в сепараторах в тисячі разів перевищує їх осадження у відстійниках. Тривалість перебування бражки в барабані сепаратора 2 - 5 сек. Ступінь згущення залежить від числа мундштуків і діаметра їх вихідного отвору.

Чим більше концентрація і в'язкість бражки, тим менше фактор поділу. Інфікована бражка більш в'язка і сепарується гірше. Найгірше сепарується що піниться брага.

Сепарація дріжджів зазвичай проводять на 2 - 3 групах сепараторів. На 1-й групі сепараторів бражка поділяється на 2 потоки. Верхня струмінь, не містить дріжджів направляється на випарювання або на поля фільтрації. Нижня струмінь - дріжджова суспензія зливається в збірник 1-ї групи сепараторів і піддається 2 і 3-му сепарування. Сепаратори з'єднують зі збірниками суспензії та сепараторами таким чином, що б кожен сепаратор I-ї групи міг виконати 1, 2 і 3-є сепарування і кожну промивку.

Відмивання дріжджів від залишків бражки досягається додаванням до збірки води або конденсату з випарної установки. Триразове сепарування з двома промивками дає чисту біомасу, при висушуванні якої виходить доброякісний продукт.

Промивання набагато покращує сепарування і сушіння. Бражка і суспензія подаються на сепаратор вихровими насосами відповідноїпродуктивності.

Сепарація дріжджів з промиванням збільшує кількість обтяжливих для заводу стоків і знецінює внаслідок розбавлення післядріжджова барду.Тому на практиці застосовують скорочене сепарування з частковою відмиванням дріжджів при витраті води 5 - 7%. Сепарація проводиться на 2-х групах сепараторів, причому сепаратор другої групи працює по замкнутому циклу. З сепараторів першої групи, що працюють безупинно, дріжджова суспензія надходить до збірки, куди зливається суспензія та з сепаратора другої групи, що працює по замкнутому контуру. Як тільки досягається бажана концентрація суспензії, замкнутий контур на короткий час переривається і суспензія з сепаратора другої групи направляється до збірника.

При нормальній роботі сепараторів загальні втрати дріжджів при сепаруванні бражки і промивки суспензії не повинні перевищувати 7%.

Опромінення дріжджів

При вирощуванні Cand. Tropicalis СК - 4 на мелассного бардові зміст ергостерину в сухих дріжджах коливається в межах 0,3 - 0,6%.Ергостерину під впливом ультрафіолетових променів перетворюється у вітамін D _2. Наявність цього вітаміну в раціоні молодняку ​​тварин охороняє його від захворювання на рахіт, яке відбувається переважно у зимовий період.

Перетворення ергостерину в вітамін відбувається через кілька ізомерних ізомерних продуктів., І при надмірному і нерівномірному опроміненні можуть утворитися шкідливі сполуки.

Безпечніше опромінення кварцовими лампами рідких дріжджів (суспензії). Тонкий шар суспензії стікає по похилих площинах або прокачується по кварцовим трубкам. Найбільш ефективні опромінювачі каскадного або поличного типу (кварцові лампи знаходяться поблизу суспензії, опромінюють і нагрівають її). Для вирівнювання опромінення доводиться застосовувати багатократну рециркуляцію суспензії, чим пояснюється найбільша продуктивність трубчастих опромінювачів.

Ультрафіолетові промені проникають в рідкі дріжджі тим краще, ніж ці дріжджі світліше. Тому дріжджова суспензія повинна бути досить відмита від забарвлених продуктів середовища.

У сухому порошкоподібному стані дріжджі опромінюють при русі їх на транспортерної стрічки. Висушується на вальцьових сушарках дріжджі перед опроміненням потрібно подрібнити в порошок.

З огляду на труднощі, що виникають при дозуванні концентрованих за вмістом вітаміну дріжджів, не слід прагнути до отримання їх з високим вмістом цього вітаміну.

Термоліз дріжджів

При тривалому витримуванні дріжджової суспензії (20 - 25 ⁰ С) відбувається слабке бродіння, що викликається не тільки дріжджовими клітинами але і посиленим розвитком бактерій. Для усунення цього, дріжджову суспензію, що містить в 1 л 400 - 500 р. біомаси перед висушуванням перед висушуванням піддають термолізу шляхом витримування при 75 ⁰ С протягом 45 хв. При цьому дріжджові клітини і супутня їм мікрофлора повинні бути вбиті. Це перш за все необхідно тому, що живі дріжджі погано засвоюються організмом тварини і можуть довгий час жити в його травному тракті.

При згодовуванні свиням нетермолізованних рідких і сухих дріжджів в роті та інших органах знайдені живі клітини цих грибів. При згодовуванні термолізованних дріжджів, помітних змін в організмі не спостерігалося.

У процесі термолізу:

1. збільшується в 1,5 - 2 рази кислотність дріжджів і зміст РВ (через часткового гідролізу білків і переходу в розчин вмісту убитих клітин -вуглеводів, органічних кислот, амінокислот);

2. зменшується в'язкість суспензії і з неї віддаляється повітря і бульбашки вуглекислого газу (так вона рівномірно подається насосом на розпилювальний диск сушарки);

3. зменшується втрата біомаси на підтримку життя клітин під час перебування їх у збірці суспензії.

Термоліз проводять у безперервно-чинному апараті, що складається з нагрівача і видержівателя. Дріжджова суспензія рівномірно надходить із сепараторів в нагрівач, в якому постійно підтримується температура 75 ⁰ С за рахунок подачі пари в змійовик. Нагріта суспензія безперервно переходить у видержіватель, ємність якого забезпечує тривалість перебування в ньому протягом 45 хв.

Сушіння дріжджів

Для висушування дріжджів застосовуються сушарки з контактним (волога випаровується за чіт тепла гарячих поверхонь при безпосередньому зіткненні з ними висушуваного продукту) і конвективним (для випаровування використовується тепло повітря, нагрітого газами горіння, або суміші гарячих газів з повітрям) способом випаровування вологи. Процес висушування відбувається моментально, тому білок не денатурируется і продукт не темніє. Перевага віддається розпилювальних сушарок (легко піддаються автоматизації і вимагають менше праці на обслуговування).

1.Сушіння розпиленням. Розпилювальні сушарки розраховані на висушування дріжджової суспензії містить 15% сухих речовин. У разі висушування упаренного продукту продуктивність сушарки збільшується в 2 рази. Процес сушіння повинен бути безперервним. Будь-яке відхилення від режиму сушіння (припинення подачі палива, продукту, теплоносія, зміна параметрів теплоносія, несправність обладнання тощо) розглядається як аварійний. Сушіння може виробляється гарячим топковим газом в суміші з холодним повітрям, так само повітрям, нагрітим втеплообміннику димовими газами при спалюванні мазуту. При температурі теплоносія 300 ⁰ С дріжджі нагріваються до температури не вище 90 - 95⁰ С, що забезпечує їх високі якості як по структурі і кольору, так і за змістом засвоюваного білка. Продуктивність розпилювальної сушарки збільшується при підвищенні температури теплоносія до 350 ⁰ С, але при цьому необхідно регулювати вміст кисню в повітрі, що викликає загоряння дріжджів.

Висушені дріжджі відбирають переважно в нижній частині конуса, а частково - разом з вихідними газами несуться по трубі в циклони, де і уловлюються.

2.Висушування на вальцьових сушарках. Сушіння відбувається на поверхні обертових барабанів, що обігріваються всередині парою. Зниження тиску зменшує різницю температур між гріючою парою і висушуємо продуктом, внаслідок чого продуктивність сушарки по испаряемой волозі падає, так само важливий безперервне відведення з барабанів парового концентрату.

Ступінь відмивання дріжджів від речовин середовища так само впливає на роботу сушарки. Якщо в дріжджової суспензії є колоїди і суспензії нерозчинних речовин, поверхня барабанів замазується клейкою масою, повільно висихає і погано знімається ножами. Зазвичай сушарка працює 21 - 22 години. Решту часу використовується на очищення її ножами. Ножі замінюють кожну зміну (важлива правильна установка і заточування ножів).Гладка і рівна поверхня барабанів є основною умовою нормальної роботи сушарки, тому дуже важливо своєчасно усувати помічені дефекти.

Пакування, складування та зберігання дріжджів

Сухі кормові дріжджі упаковують в паперові крафт-мішки (з клапанами або відкриті). Більш досконала упаковка дріжджів в паперові мішки завтоматичним зважуванням на вагах з зашивкою спеціальною машиною.

Висушені на вальцьовий сушарці дріжджі подрібнюють додатково на дискових або шнекових дробарках що збільшує насипну масу їх на 15 - 20%.

Хімічний і вітамінний склад кормових дріжджів вологістю 8 - 10% при зберіганні в паперових мішках непросочених протягом 6 - 12 місяців змінюється незначно. Необхідна стабільність дріжджів досягається при зниженій температурі і відносній вологості повітря не більше 65%.

Небажані зміни властивостей дріжджів при зберіганні викликаються їх зволоженням. У неопалюваних і не вентильованих складах, коли температура повітря змінюється від -10 ⁰ С до +30 ⁰ С, а відносна вологість повітря - от60% до 90% вміст вологи збільшується на 50%. Якщо вологість дріжджів зменшується, вони стають темнішими і набувають різкий запах.

У несприятливих умовах зберігання в масі дріжджів, найчастіше в кормах, розмножуються бактерії та цвілеві гриби, що є причиною распда білка та накопичення метаболітів, шкідливих для тварин.

При зберіганні в паперових мішках у сухому складі кількість мікроорганізмів зазвичай знижується протягом перших 2-3-х місяців, а потім стає стабільним.

У кожній партії, що відвантажується дріжджів місткість мішків повинна бути однаковою. На кожному мішку повинна бути етикетка, в якій вказується: найменування, місцезнаходження і підпорядкованість заводу - виробника; найменування (походження) Оста.

В основу схеми виробництва покладено двох стадійний спосіб вирощування дріжджів на нерозбавленою бардові, без попереднього виділення з неї мертвих дріжджів - сахароміцетів.

Для швидкого вирощування посівних дріжджів як дріжджів генератора прийнятий апарат з ерліфтним аератором об'ємом 100 м ^3. на рис. 5.зображена апаратурно-технологічна схема виробництва кормових дріжджів стосовно спиртовому заводу потужністю 2500 - 3000 дал спирту на добу.Для заводів іншої потужності застосовна та ж схема, але зі зміною числа і розмірів дрожжерастітельних апаратів, сепараторів, сушильних камер і повітродувних машин.

Соляна і ортофосфорна кислота із залізничних цистерн перекачується насосом 2 в зовнішні футеровані всередині резервуари 3 і 5, забезпечені пастками для конденсується газів. Із зовнішнього резервуару 3 соляна кислота через мірник або дозуючими насосами 7 через пастку 4 подається в дрожжерастітельние апарати 26 і 27, дрожжегенератор 67 і велику дрожжанку 73. при подачі кислоти в кожен апарат окремим дозуючим насосом рН середовища підтримується рівномірно: у першій стадії вирощування 4,0 - 4,2, і в другій 3,5 - 3,8.

Ортофосфорну кислоту з зовнішнього резервуару насосом 6 подають один раз на зміну в чан-декантатор 12, призначений для приготування розчинів солей.

Діамонійфосфат і карбамід вивантажують з вагонів пересувним транспортером на склад. З ваг 14 з допомогою монорейки з тельфером 15 солі з 5-6-кратною кількістю лютерной води або конденсату з випарної установки завантажують в чан-декантатор 12, забезпечений мішалкою, і розчиняють у кількості, розрахованому на добову потребу. З чана-декантатора освітлений розчин солей насосом 13 перекачують в мірник 18; з нього він самопливом безперервно надходить в чани-змішувачі 19 і 21.

Піногасники з залізничні цистерни зливають або перекачують насосом 8 у зовнішній резервуар 1, і тим же насосом - в підігрівач 10 і емульсор 9. Готову емульсію з емульсора насосом І подають в мірник-дозатор 66 ', а з нього - в механічні піногасники 30 і 32.

Гаряча барда (95-98 ° С), з тримає дріжджі-сахароміцети, після виходу з бражний колони по U-про-різної трубі зливається в збірку-стерилізатор 16, з якого насосом 17 безперервно подається через фільтр 69 на пластинчасті теплообмінники 68 для охолодження до 20-25 ° С. Вхідна втеплообмінник вода проходить через водяний фільтр 69. Напрямок протоки через фільтри барди і води змінюється через кожні 2-3 дні. Охолоджена до 20-25 ° С барда з теплообмінників надходить в чан-змішувач (Суслової чан) 19, в якому змішується з розчинами солей.

Повітряний барда (живильне середовище) з чана-змішувача насосом 20 подається через колектор 22 періодично у велику дрожжанку 73 і дрожжегене-ратор 67 і безперервно - в дрожжерастільний апарат 26.

Дріжджі чистої культури розмножуються на стерилізованому мелассного суслі. Меляса через ваги надходить з основного виробництва в апарати чистої культури (АЧК). У АЧК 70 і 71, малої дрожжанке 72 і великий дрожжанке 73 середу аерується за допомогою повітродувки 23.

Посівні дріжджі з АЧК 70 і 71 переміщуються тиском повітря у малу дрожжанку 72, з неї - у велику дрожжанку 73, з якої перекачуються насосом 74 у дрожжегенератор 67.

Живильним середовищем у дрожжанках і дрожжегенера-лихо служить кондиціонованих барда. Для підтримки оптимального рН середовища в дрожжегенератор подається з мірника або дозуючим насосом соляна чи сірчана кислота.

Розмноження дріжджів чистої культури роду Candida та інших у АЧК, дрожжанке і дрожжегенера-лихо проводиться поперемінно в залежності від потреби в тій чи іншій культурі. Культуральна середовище в кожному дрожжерастільном апараті аерується від окремих повітродувок 24 і 25 відповідної потужності (60 м ³ / м3-ч).

Дріжджова бражка від I стадії вирощування з нижньої частини дрожжерастільного апарату 26 безупинно перетікає в піногасник 28, з верхньої частини якого відокремилася піна надходить в механічний піногасник 30. Зріджений в ньому піна, що містить в I л 80-120 р. біомаси, самопливом надходить до збірки суспензії 34. Звільнена від піни брага з пеноотделітелем 28 подається насосом 29 через сітчастий фільтр 65 на I групу сепараторів 63. Відтік від них і розчин солей направляється в чан-змішувач 21, а з нього - в дрожжерастільний апарат 27 для повторного вирощування дріжджів.

Дріжджова суспензія від I групи сепараторів зливається в той же збірник 34 і насосом 35 подається на II групу сепараторів 62. Суспензія від них з концентрацією біомаси 180-250 р. / л у збірнику 36 промивається теплою водою, згущується на тих же сепараторах по круговому циклу до 400-500 р. / л і передається в термолізатор безперервної дії 43.

Одержуваний при згущенні відтік направляють в той же чан-змішувач 21. У разі підвищених втрат відтік від II групи сепараторів на час направляють до збірки суспензії від I групи сепараторів.

Дріжджі, вирощені в II стадії, виділяють по тому ж режиму, з використанням пеноотделітелем 31, механічного пеногасителя 32, двох груп сепараторів 60 і 59, з'єднаних зі збірниками 38 і 40 і насосами 39 і 41. Отримувані відтоки направляють на випарки, а дріжджову суспензію (400-500 р. / л) - на термолізатор 43.

При одностадійному вирощуванні в резерві залишаються пеноотделітелем 31 із піногасником 32 і сепаратори 60 і 59 зі збірниками 38 і 40.Сепарація дріжджів на заводах невеликої потужності здійснюється із включенням у роботу напірного збірника 75.

Для попередження забруднення сепараторів на лінії води і дріжджової бражки є фільтри 57, 61 і 65. До ванні для миття 58 сепаратори подаються за монорельсу тельфером 64.

У термолізаторе суспензія безперервно нагрівається до 75 ° С і витримується 45 хв. Термолізірованние дріжджі рівномірно і з високою точністю дозування подаються насосом 42 на розпилювальний диск сушильної камери 46.

Зовнішнє повітря, що нагнітається вентилятором 44, нагрівається в теплогенераторі 45, в якому спалюється природний газ, до 280-300 ° С і надходить у верхню частину сушильної камери через димохід і виходить з конічної її частини по пневматичної трубі, з'єднаної з батареєю циклонів 48. Відпрацьований теплоносій разом з парою викидається димососом 50 в атмосферу. Газохід захищений сорочкою, через яку пропускається зовнішнє повітря, що подається вентилятором 47.

Висушені дріжджі, пройшовши магнітний сепаратор 49, у вигляді порошку відбираються в основному в самій нижній частині конуса і через циклон-елімінатор 55. Виділяється з цього циклону дріжджова пил вентилятором 56 повертається в батарею циклонів 48.

З бункера 54 сухі дріжджі переміщаються на автоматичні ваги 53, а з них - в крафт-мішки з клапанами. При упаковці у відкриті мішки їх зашивають на мішкозашивочні машині. За допомогою транспортера 51 і електронавантажувача 52 мішки з дріжджами на піддонах розміщуються в штабелі на складі.