Стерилізація меляси

Швидкість загибелі мікроорганізмів при летальній температурі описується кі­нетичним рівнянням хімічної реакції пер­шого порядку: N = N₀ e^Kt

де N - кількість мікроорганізмів через час t у хв; N₀ - початкова кількість мікроорга­нізмів; е - основа натуральних логарифмів; К - константа швидкості відмирання мік­роорганізмів.

Рис. 3.1 Змішувач меляси з кислотою,

антисептиком і живильними

речовинами

Спорові мікроорганізми більш термо-резистентні, ніж вегетативні форми. Мо­лоді клітини гинуть швидше старих.

Через те, що при підвищенні летальної температури різко знижується тривалість її дії на мікроорганізми, то найбільш ефективна

короткочасна стерилізація при температурі до 140° С. Щоб загальмувати швидкість інверсії цукрози і розкладу інвертного цукру, рН мелясного розчину підтримують не нижче 6. Для досягнення більшого ефекту відмирання мікроорганізмів концентрацію меляси знижують до 60...65%.

Теплову обробку меляси за способом Alvo - therm на установці "Alfa - Javal" проводять таким чином.

Меляса із збірника 1 (рис. 3.2) і вода із збірника 2 змішуються у насосі 3 до концентрації сухих речовин 45...50 %, суміш подають у збірник 4 , а з нього насо­сом 5 у кларифікатор 6. Завдяки надлишковому тиску на виході з кларифікатору освітлений розчин надходить у збірник 7, з якого насосом 8 передається у теплооб­мінник 9. У ньому розчин нагрівається у дві стадії: у першій - екстрапарою з випа-рувальної камери 11, у другій - гострою парою і при температурі 85. ..90° С насосом 12 подається в стерилізатор 10, де нагрівається гострою парою до температури стерилізації 140° С. Після витримки протягом біля 4 с розчин над-

48

Рис. 3.2 Апаратурно-технологічна схема розведення, кларифікації та стерилізації меляси за способом Albo-therm

ходить у випаровувальну камеру - 11, де створене слабке розрідження. Тут відбува­ється миттєве охолодження розчину до 85° С, яке супроводжується виділенням вто­ринної пари, яку направляють у теплообмінник-9. Насосом- 13 розчин подають у пластинчатий теплообмінник - 14 для охолодження водою. Відпрацьовану воду використовують для розведення меляси.

Національним державним університетом харчових технологій (к. КТІХП) ре­комендовано проводити стерилізацію інфікованої меляси при концентрації сухих речовин 50 %, температурі 120... 130° С протягом 1 хв в установці, яка складається Із парової контактної головки (стерилізатора), витримувача, випаровувальної каме­ри, конденсатора і вакуум-насоса. Висока ефективність такого способу стериліза­ції меляси встановлена також співробітниками ВНДІ харчової біотехнології.

Збагачення меляси живильними речовинами для дріжджів

Для кращого харчування дріжджів при бродінні до меляси у змішувачі дода­ють ортофосфорну кислоту, сечовину, інколи дІамонійфосфат. Як антисептики до­дають розведену сірчану або соляну кислоту, а також інші речовини, які забезпечу­ють біологічну чистоту бродіння.

Витрати 70 %-ної ортофосфорної кислоти G_p (кг на 1000 дал спирту):

де F - вміст у зрілій бражці дріжджів вологістю 75 %, т; Р - вміст Р₂0₅ у дріжджах, % (біля 1%); 0,3 - коефіцієнт, що враховує 30%-ні витрати Р₂О₅ на обмінні реакції; М-витрати меляси, т; - вміст Р₂О₅ в мелясі, %; 1,97 -коефіцієнт перерахунку Р₂0₅ на 70 %-ну ортофосфорну кислоту, яка містить 50,7 % Р₂О₅ (100:50,7).

Формулою можна користуватися для розрахунку витрат будь-якого джерела фосфору, змінивши відповідно значення коефіцієнта 1,97.

49

Норма витрати 70 %-ної ортофосфорної кислоти на виробництво спирту ста­новить 13 кг на 1000 дал, на виробництво хлібопекарських дріжджів - 5 кг/т. Для підвищення виходу дріжджів рекомендується встановити єдину (загальну) витрату ортофосфорної кислоти - 0,06 % до маси меляси, або 21,5 кг на 1000 дал спирту.

При дефіциті у мелясі засвоюваного азоту вносять сульфат амонію або сечо­вину. Діамоній фосфат, який містить азот і фосфор, використовують досить рідко. У сечовині азоту міститься у 2,2 рази більше, ніж у сульфаті амонію, відповідно менші і її витрати. При засвоєнні дріжджами азоту сечовини не звільнюється кис­лотний залишок, внаслідок чого рН зброджуваного сусла не знижується.

Витрати речовин, які містять азот, (кг на 1000 дал спирту):

де n₁ - вміст азоту у дріжджах 75 %-ної вологості, % (звичайно біля 2 %); 0,07 -коефіцієнт, що враховує 7 %-ну втрату азоту на обмінні реакції; N₂ - вміст засвою­ваного азоту у мелясі, %; К - коефіцієнт перерахунку азоту на джерело азотистого живлення.

Нормальна витрата сульфату амонію 40 кг, сечовини 9-20 кг на 1000 дал спирту. Застосовують їх у вигляді декантованих розчинів з п'яти - шестикратною кількістю води.

Живильні речовини і кислоту змішують з мелясою у змішувачі, аналогічному зображеному на рис. 3.1.

Співробітниками Воронезького об'єднання спиртової промисловості запропо­нована установка для безперервного підкислювання, асептування меляси і збага­чення її живильними солями. Установка складається із чотирьох чи більше цилінд­ричних посудин з конічним дном, які з'єднані переточними трубами. Загальна міс­ткість усіх цистерн розрахована на добовий запас меляси.

Перша посудина розташована на 0,6... 1 м вище наступних і призначена для змішування меляси з розчинами соляної чи сірчаної кислоти, антисептиків і живи­льних солей. У нижній частині збірника знаходиться повітряний барботер для пе­ремішування, аерування і видалення легких органічних кислот з меляси, Для кра­щого перемішування і підвищення ступеня використання повітря на внутрішні поверхні циліндричної частини змішувача закріплено п'ять - шість гвинтоподіб­них направляючих із листової сталі, що має товщину 5...6 мм і ширину 200...250 мм. У другому збірнику - відстоювані - осідають гіпс та інші нерозчинені домішки. На внутрішній поверхні наступних (не менше двох) посудин - витримуваній під кутом 40...45° приварені дві такі ж гвинтоподібні пластини, як і у змішувачі. Вони придають обертальний рух мелясі, що сприяє усуненню застоїв біля стінок. Для розділення меляси на кінцях перетокових труб встановлені розсікані.

Меляса з вагів надходить у змішувач, куди одночасно дозуються кислота та інші допоміжні речовини. Змішуючись з ними, меляса послідовно проходить по перетокових трубах у відстоювач і витримувані, потім подасться у напірний збір­ник асептованої меляси. Осади виводять із відстоювача при дезінфікації обладнан­ня. Установка дозволяє покращити асептування меляси і впровадити автоматиза­цію на цій ділянці.

50