Кормовые дрожжи

Из двух колб по 500 мл дрожжи переносят с соблюдением правил стерильности в АЧК емкостью 15 л. Затем продолжают культивировать в АКЧ емкостью 150 и 1500 л, заполненных суслом на 2/3.

Молодые и энергичные дрожжи из АКЧ передают в дрожжанку  емкость 8 м³ в которой размножение ведут на концентрированной барде концентрацией 5 – 6% СВ с добавлением стерилизованного мелласного сусла. Затем в дрожжанках на 30 м³ и дрожжегенераторе на 100 м³ дрожжи размножаются на барде при энергичной аэрации.

В качестве дрожжегенераторов  используют небольшие аппараты с  эрлифтным аэратором. При проявлении бактериальной инфекции и других нежелательных признаков среду  в дрожжегенераторе заменяют. После освобождения и промывки аппарат и связанные с ним трубопроводы стерилизуют паром в течение 1 ч при 100⁰С.

Выращивание кормовых дрожжей

Для достижения высокой  продуктивности дрожжерастительного  процесса требуется непрерывный  равномерный приток питательной среды и отбор дрожжевой бражки, интенсивная аэрация, строгое соблюдение температурного режима и поддержание оптимального рН среды: в I стадии выращивания 4,0 – 4,2 и II стадии 3,5 – 3,8. Несоблюдение этих условий негативно скажется на физиологической активности дрожжей, приводит к замедлению роста, развитию инфекции, неполному использованию углеродсодержащих веществ барды и низкому выходу продукции.

Аэробное размножение  дрожжей сопровождается выделением тепла. Если это тепло не отводить, то среда нагревается сверх допустимых пределов. Наиболее устойчивый процесс выращивания протекает при температуре 32 – 34⁰С. Дальнейшее повышение температуры приводит к уменьшению накопления биомассы и развитию инфекции.

40% образующегося тепла уносится продуваемым воздухом, а остальное количество отводится через наружные стенки аппаратов и змеевика.

Выращивание кормовых дрожжей  на мелассной барде ведут в  высоких дрожжерастительных аппаратах  с эрлифтной системой аэрации. Среда  в эрлифных аппаратах превращается в эмульсию плотностью 0,30 – 0,35 г./см³, энергично циркулирующую и заполняющую аппарат на 80%. Дрожжевые клетки размножаются и растут в пенном слое (пенный метод).

При переработке концентрированной  и сильно пенящейся барды циркуляция в дрожжерастительном аппарате может оказаться недостаточной. Чтобы разрушить пену и предотвратить флотацию дрожжей необходимо периодически добавлять в среду пеногаситель, так же можно уменьшить заполнение аппарата и увеличить аэрацию.

В аппаратах с перфорированным  воздухораспределением («жидкостный» метод) постоянное гашение пены химическими веществами обязательно.

Дрожжевые аппараты соединяются трубопроводами в блоки из двух аппаратов (один головной и один хвостовой) или из трех (два  параллельно действующих головных и один хвостовой). Это позволяет вести процесс параллельно и последовательно, т.е.по одно – и двухступенчатому методам. Неразбавленная барда концентрацией 8 – 9% СВ перерабатывается по двухступенчатому методу (повторное выращивание дрожжей, с добавлением в среду во второй стадии 5 – 10% свежей барды). Разбавленная барда концентрацией 5 – 6% СВ перерабатывается по одноступенчатому методу.

Деэмульгирование  спиртовой бражки и флотация дрожжей.

Во избежание излишних потерь при  сепарировании дрожжевая бражка должна быть предварительно обеспечена.

Физико-химическая сущность действия пеногасителей заключается в  вытеснении стабилизатора пены из абсорбционного слоя пузырьков более сильным  поверхностно-активным веществом. Для  этого применяют животные и растительные жиры, высшие жирные кислоты, спирты. На мелассно-спиртовых заводах при производстве кормовых дрожжей для гашения пены применяют технический жир морских зверей, олеиновую кислоту, соапсток.

Приготовляют из пеногасителя эмульсию и по мере необходимости добавляют  её в механический пеногаситель и сборник дрожжевой суспензии от первой ступени сепарирования.

На предприятиях, где дрожжи выращиваются в высоких чанах с эрлифтами  для механического разрушения пены применяют различные аппараты –  деэмульгаторы. В простейшем деэмульгаторе  пена гасится отстаиванием, орошением водой или действием механических мешалок. Лучшие результаты достигаются при разрушении пены в деэмульгаторе механическим путем. Для этих целей используют лопастные или другие виды мешалок, колесо типа центробежного насоса, разложенное на вертикальном валу. Мешалки устанавливаются в слое пены, что бы они лишь касались поверхности жидкости.

Содержащиеся в мелассной барде  мертвые дрожжи Sacch. Cervisiae не флотируются, поэтому в этом случае флотация может быть использована лишь при двухстадийном способе культивирования, когда не требуется полное выделение биомассы из бражки, поступающей на 2-ю стадию выращивания. При этом уменьшается потребность в сепараторах и насосах, снижается потребление электроэнергии. Горизонтальный флотатор в сочетании с деэмульгатором составляет установку, предназначенную для выделения дрожжей с пеной из бражки для лучшего его сепарирования.

Для нормальной работы флотатора  дрожжи выращивают без добавления в  дрожжерастительные аппараты химических пеногасителей, так как наличие  их в бражке сильно снижает флотационную способность дрожжей, в результате чего концентрация их в остатке значительно  возрастает и достигает 12 – 15 г./л против 2 – 4 г/л при отсутствии пеногасителя.

Сепарирование и промывка дрожжей

Наиболее эффективно пищевые и кормовые дрожжи выделяются сепарированием, основанной на использовании  центробежной силы. Дрожжевые клетки, как более плотные отбрасываются к периферии барабана, а бражка, как более легкая, распределяется ближе к оси вращения.

Скорость выделения  дрожжей в сепараторах в тысячи раз превышает их осаждение в  отстойниках. Продолжительность пребывания бражки в барабане сепаратора 2 – 5 сек. Степень сгущения зависит от числа мундштуков и диаметра их выходного отверстия.

Чем больше концентрация и вязкость бражки, тем меньше фактор разделения. Инфицированная бражка более  вязкая и сепарируется хуже. Хуже всего  сепарируется пенящаяся бражка.

Сепарирование дрожжей  обычно проводят на 2 – 3 группах сепараторов. На 1-й группе сепараторов бражка разделяется на 2 потока. Верхняя струя, не содержащая дрожжей направляется на выпаривание или на поля фильтрации. Нижняя струя – дрожжевая суспензия сливается в сборник 1-й группы сепараторов и подвергается 2 и 3-му сепарированию. Сепараторы соединяют со сборниками суспензии и сепараторами таким образом, что бы каждый сепаратор I-й группы мог выполнить 1, 2 и 3-е сепарирование и каждую промывку.

Отмывка дрожжей от остатков бражки достигается добавлением  в сборник воды или конденсата из выпарной установки. Трехкратное  сепарирование с двумя промывками дает чистую биомассу, при высушивании  которой получается доброкачественный  продукт.

Промывка намного улучшает сепарирование и сушку. Бражка и суспензия подаются на сепаратор вихревыми насосами соответствующей производительности.

Сепарирование дрожжей  с промывкой увеличивает количество обременительных для завода стоков и обесценивает вследствие разбавления последрожжевую барду. Поэтому на практике применяют сокращенное сепарирование с частичной отмывкой дрожжей при расходе воды 5 – 7%. Сепарирование проводится на 2-х группах сепараторов, причем сепаратор второй группы работает по замкнутому циклу. Из сепараторов первой группы, работающих непрерывно, дрожжевая суспензия поступает в сборник, куда сливается суспензия и из сепаратора второй группы, работающего по замкнутому контуру. Как только достигается желательная концентрация суспензии, замкнутый контур на короткое время прерывается и суспензия из сепаратора второй группы направляется в сборник.

При нормальной работе сепараторов  общие потери дрожжей при сепарировании  бражки и промывки суспензии не должны превышать 7%.

Облучение дрожжей

При выращивании Cand. Tropicalis СК – 4 на мелассной барде содержание эргостерина в сухих дрожжах колеблется в пределах 0,3 – 0,6%. Эргостерин под влиянием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D₂. Наличие этого витамина в рационе молодняка животных предохраняет его от заболевания рахитом, которое происходит чаще всего в зимний период.

Превращение эргостерина  в витамин происходит через несколько  изомерных изомерных продуктов., и при чрезмерном и неравномерном  облучении могут образоваться вредные  соединения.

Более безопасно облучение кварцевыми лампами жидких дрожжей (суспензии). Тонкий слой суспензии стекает по наклонным плоскостям или прокачивается по кварцевым трубкам. Наиболее эффективны облучатели каскадного или полочного типа (кварцевые лампы находятся вблизи суспензии, облучают и нагревают её). Для выравнивания облучения приходится применять многократную рециркуляцию суспензии, чем объясняется наибольшая производительность трубчатых облучателей.

Ультрафиолетовые лучи проникают в жидкие дрожжи тем  лучше, чем эти дрожжи светлее. Поэтому дрожжевая суспензия должна быть достаточно отмыта от окрашенных продуктов среды.

В сухом порошкообразном  состоянии дрожжи облучают при движении их на транспортерной ленте. Высушиваемые на вальцовых сушилках дрожжи перед  облучением нужно измельчить в порошок.

Учитывая трудности, возникающие  при дозировании концентрированных  по содержанию витамина дрожжей, не следует  стремиться к получению их с высоким  содержанием этого витамина.

Термолиз  дрожжей

При длительном выдерживании дрожжевой суспензии (20 – 25⁰С) происходит слабое брожение, вызываемое не только дрожжевыми клетками но и усиленным развитием бактерий. Для устранения этого, дрожжевую суспензию, содержащую в 1 л 400 – 500 г. биомассы перед высушиванием перед высушиванием подвергают термолизу путем выдерживания при 75⁰С в течение 45 мин. При этом дрожжевые клетки и сопутствующая им микрофлора должны быть убиты. Это прежде всего необходимо потому, что живые дрожжи плохо усваиваются организмом животного и могут долгое время жить в его пищеварительном тракте.

При скармливании свиньям  нетермолизованных жидких и сухих  дрожжей во рту и других органах  найдены живые клетки этих грибов. При скармливании термолизованных  дрожжей, заметных изменений в организме  не наблюдалось.

В процессе термолиза:

1. увеличивается в  1,5 – 2 раза кислотность дрожжей  и содержание РВ (из-за частичного  гидролиза белков и перехода  в раствор содержимого убитых  клеток – углеводов, органических  кислот, аминокислот);

2. уменьшается вязкость  суспензии и из нее удаляется  воздух и пузырьки углекислого газа (так она равномерно подается насосом на распылительный диск сушилки);

3. уменьшается потеря  биомассы на поддержание жизни клеток во время пребывания их в сборнике суспензии.

Термолиз проводят в  непрерывно-действующем аппарате, состоящем из нагревателя и выдерживателя. Дрожжевая суспензия равномерно поступает из сепараторов в нагреватель, в котором постоянно поддерживается температура 75⁰С за счет подачи пара в змеевик. Нагретая суспензия непрерывно переходит в выдерживатель, емкость которого обеспечивает длительность пребывания в нем в течении 45 мин.

Сушка дрожжей

Для высушивания дрожжей  применяются сушилки с контактным (влага испаряется за чет тепла  горячих поверхностей при непосредственном соприкосновении с ними высушиваемого продукта) и конвективным (для испарения используется тепло воздуха, нагретого газами горения, или смеси горячих газов с воздухом) способом испарения влаги. Процесс высушивания происходит моментально, поэтому белок не денатурируется и продукт не темнеет. Предпочтение отдаётся распылительным сушилкам (легко поддаются автоматизации и требуют меньше труда на обслуживание).

1. Сушка распылением. Распылительные сушилки рассчитаны на высушивание дрожжевой суспензии содержащей 15% сухих веществ. В случае высушивания упаренного продукта производительность сушилки увеличивается в 2 раза. Процесс сушки должен быть непрерывным. Всякое отклонение от режима сушки (прекращение подачи топлива, продукта, теплоносителя, изменение параметров теплоносителя, неисправность оборудования и пр.) рассматривается как аварийное. Сушка может производится горячим топочным газом в смеси с холодным воздухом, так же воздухом, нагретым в теплообменнике дымовыми газами при сжигании мазута. При температуре теплоносителя 300⁰С дрожжи нагреваются до температуры не выше 90 – 95⁰С, что обеспечивает их высокие качества как по структуре и цвету, так и по содержанию усвояемого белка. Производительность распылительной сушилки увеличивается при повышении температуры теплоносителя до 350⁰С, но при этом необходимо регулировать содержание кислорода в воздухе, вызывающего загорание дрожжей.

Высушенные дрожжи отбирают в основном в нижней части конуса, а частично – вместе с выходящими газами уносятся по трубе в циклоны, где и улавливаются.

2. Высушивание на  вальцовых сушилках. Сушка происходит на поверхности вращающихся барабанов, обогреваемых внутри паром. Снижение давления уменьшает разность температур между греющим паром и высушиваем продуктом, вследствие чего производительность сушилки по испаряемой влаге падает, так же важен непрерывный отвод из барабанов парового концентрата.