Зависимость общего накопления продуктов брожения от условий сбраживания

С увеличением интенсивности аэрирования сусла в дрожжегенераторах общее содержание других метаболитов в зрелой бражке увеличивается, поэтому расход воздуха необходимо определять с учетом эффективности воздухораспределительной системы и тре­буемого количества дрожжей в бражке. Необоснованное увеличе­ние интенсивности аэрирования сусла в дрожжегенераторах кроме увеличения энергетических затрат может привести к уменьшению выхода спирта и ухудшению его качества.

При повышении температуры сбраживания с 24 до 36°С содер­жание в зрелой бражке других метаболитов уменьшается с 18 до 14 г на 1 л спирта. Повышение кислотности бражки с 0,3 до 1,6° приводит к значительному повышению содержания общего количе­ства этих метаболитов — с 12 до 24 г на 1 л спирта.

Основное количество указанных метаболитов накапливается главным образом при дрожжегенерировании. Многочисленными опытами установлено, что при понижении концентрации сухих ве­ществ в дрожжевом сусле образуется меньшее их количество.

Однопоточный способ сбраживания

На спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, применяют одно- и двухпоточное сбраживание сусла.

Однопоточный способ разработан в 1954 г. сотрудниками ВНИИПрБ и затем усовершенствован УкрНИИСПом совместно с работниками спиртовой промышленности. Предусмотрено кислот­ное асептирование и усреднение суточного запаса натуральной ме­лассы, в дрожжегенераторах применены пневмоциркуляционные аэраторы, дрожжегенераторы и бродильные аппараты соединены более совершенно, для уменьшения расхода пеногасителей прово­дят внутрибатарейное пеногашение.

Способ однопоточного сбраживания сусла рекомендуется для заводов, выпускающих спирт и хлебопекарные дрожжи, так как стойкость их при хранении выше, чем полученных двухпоточным способом.

При однопоточном сбраживании приготовляют сусло одной концентрации —22—24%, что упрощает технологию и управление процессом брожения. Мелассное сусло сначала используют для культивирования дрожжей, а затем непрерывно сбраживают ими.

Двухпоточный способ сбраживания

Способ непрерывного сбраживания мелассного сусла в промышленном масштабе впервые был применен С. В. Лебедевым Д. Н. Климовским в 1937 г. на Монастырищенском спиртовом заводе. Сущность этого способа заключалась в том, что основное сусло сбраживалось в четырех последовательно соединенных аппаратах дрожжами, выделенными из зрелой бражки посредством сепараторов. Производственные дрожжи из дрожжегенераторов (активаторов) и основное сусло поступали в нижнюю часть первого бродильного аппарата, бражка поднималась, переливалась в нижнюю часть второго аппарата, а из него — в третий. Два последних аппарат, были соединены трубой в верхней части. Зрелую бражку отводили с низу четвертого аппарата, где осаждались дрожжи, перед сепарированием ее направляли в декантатор для отделения мертвых дрожжевых клеток и осадков. Нижний слой спускали в сборник бражки, а верхний— сепарировали, направляя бражку в тот же сборник.

Сущность двухпоточного способа сохранилась до настоящего времени. Особенность его — сепарирование дрожжей и возвраще­ние их в начало бродильной батареи для многократного использо­вания, что позволяет снизить затраты сахара на синтез новой био­массы и повысить выход спирта приблизительно до 2%.

При многократном использовании дрожжей, несмотря на нали­чие высокой концентрации жизнеспособных дрожжевых клеток, бы­строе наступление главного брожения угнетает процесс дыхания и приводит к снижению почкования клеток. Прирост новых дрожже­вых клеток уравновешивается отмиранием старых; неактивные клетки восполняются молодыми, физиологически деятельными. Чем выше концентрация жизнеспособных дрожжей и чем меньше остается в сусле питательных веществ, тем слабее идет процесс почко­вания и размножения; скорость размножения обратно пропорцио­нальна концентрации дрожжевых клеток.

Многократное использование возвращаемых дрожжей ведет к сокращению и устранению лаг-фазы, даже логарифмической фазы, и приводит к повышению интенсивности брожения. Дрожжи все время находятся в стационарной фазе развития. Энергия броже­ния при 2—4-кратном их использований повышается.