Періодичне культивування

Сутність способу періодичного культивування полягає в тому, що всі технологі­чні операції проводять послідовно в одному апараті - дріжджанці. її об'єм складає 8-10 % від місткості бродильного апарата. Дріжджанки мають поверхню охолодження у вигляді змійовиків або охолоджувальної оболонки і пропелерну мішалку,

У дріжджовому відділенні доцільно встановити апарат для приготування дрі­жджового сусла, об'єм якого в 2 рази більший дріжджанки, а також один збірник для короткочасного зберігання засівних дріжджів, які відбирають із дріжджанки. Об'єм збірника біля 10 % від місткості дріжджанки.

У підготовлену (вимиту, простерилізовану і охолоджену) дріжджанку наби­рають сусло з оцукрювача при температурі 57-58° С концентрацією 17-18 % су­хих речовин, пастеризують при 80-85° С протягом ЗО хв, охолоджують до 50° С і підкисляють сірчаною кислотою до рН 3,9-4,1. Сусло після охолодження до 30° С засівають дріжджами в кількості 8-10 % від його об'єму, охолоджують до температури складки (для дріжджів раси XII - 18-22° С, для термотолерантних дріжджів - 28-30° С) і залишають на бродіння, не допускаючи підвищення тем­ператури понад 30° С для раси XII і 35-36 ° С для дріжджів Sacch. cerevisiae K-81. Мета початкового зниження температури до 18-22° С - пригнічення сторонніх мікроорганізмів, поки концентрація дріжджових клітин у суслі невелика.

Підготовку сусла для дріжджів доцільно проводити в окремо встановленому для цього апараті.

8-10%

При видимій концентрації сухих речовин виробничих дріжджів 1/3 від почат­кової концентрації сусла, дріжджі вважають дозрілими. Від них відбирають засівні дріжджі в збірник для їх зберігання, або в чергову підготовлену дріжджанку в кіль­кості 8-Ю % для їх подальшого вирощування, а дріжджі, що залишились, переда­ють у бродильний апарат. Якщо використання дріжджів затримується, то для збе­реження високої бродильної активності їх захолоджують.

146

При переробці дефектної сировини і кукурудзи сусло для дріжджів використо­вують з підвищеною на 1-2 % концентрацією сухих речовин у порівнянні з конце­нтрацією основного сусла. У нього добавляють солодове живлення, доза якого скла­дає: на кукурудзяному - 0,8 кг/дал дріжджового сусла, на картопляному - 0,4 кг/ дал, на суслі з дефектної сировини - 0,6 кг/дал. Сусло з солодовим живленням оцукрюють 2 години при температурі 57-58° С і 1 годину при температурі 65-70° С, пастеризують ЗО хв при температурі 80—85° С, охолоджують до темпера­тури 50-52° С, підкисляють сірчаною кислотою до рН 3,9-4,1 і охолоджують до 30° С. Усю підготовку дріжджового сусла можна проводити як у дріжджанці, так І в спеціальному окремому апараті. В охолоджене дріжджове сусло вносять засівні дріжджі (8-Ю % по об'єму), охолоджують до температури складки і вирощують дріжджі при температурі не вище 30° С.

У випадку підкислення дріжджового сусла молочною кислотою після пасте­ризації його охолоджують до 50-51° С і вносять підготовлену культуру молочноки­слих бактерій Lactobacillus (штам 52 або змішану культуру 70) у кількості 2-3 % по об'єму сусла. У процесі виробництва як засівну культуру молочнокислих бактерій використовують відбори сусла від попереднього циклу.

Молочнокисле бродіння проходить до підвищення кислотності до 1,7-2,0 град, на зерновому суслі і до 2,0-2,2 град, на картопляному протягом 8-10 год. Після цього відбирають молочнокислу засівну культуру для наступного циклу, а підкис­лене сусло пастеризують при 75° С протягом ЗО хв, охолоджують до 30° С, вносять засівні дріжджі з дріжджанки із зрілими дріжджами або з спеціального збірника в кількості 8-10 % по об'єму дріжджового сусла та розхолоджують до температури складки і зброджують дріжджі.

Дозрілі виробничі дріжджі повинні мати концентрацію сухих речовин 1/2-1/3 концентрації вихідного сусла, концентрацію спирту до 4,5-5 %, концентрацію дрі­жджових клітин не менше 100-120 млн./мл. Кислотність зрілих дріжджів не пови­нна перевищувати початкову, визначену при складці. Дріжджі повинні містити глі­коген, до 5 % брунькуючих, не більше 1 % мертвих клітин при повній відсутності живих сторонніх мікроорганізмів.

При наявності сторонніх мікроорганізмів виробничі дріжджі відбирають із дріжджанки в апарат чистої культури, де підкисляють їх сірчаною кислотою до рН 2,5-3,0 і витримують 30-40 хв. Після цього засівні дріжджі випускають у дріжджа-нку, де знаходиться дріжджове сусло з кислотністю на 0,1-0,2 град, нижчою в порі­внянні із звичайним. Температуру складки підвищують на 1-2° С, а кількість засі­вних дріжджів збільшують до 15 %.

Для оцукрювання розвареної маси використовують також і ферментні препа­рати мікробного походження. Сусло для дріжджів готують з додатковим введенням цих ферментних препаратів та джерел фосфорного живлення (ортофосфорну кис­лоту, діамонійфосфат) І азотного живлення (карбамід). Замість вказаних джерел можливий варіант використання кукурудзяного екстракту.

Норми витрат у розрахунку на 1 м³ сусла: 1) карбамід - 0,34 кг та діамонійфос­фат - 0,15 кг; 2) кукурудзяний екстракт - 4 кг; 3) карбамід - 0,4 кг та Н₃РО₄ - 0,13 кг.

147

У сусло підживлення по першому і другому варіантах вносять перед його па­стеризацією. Витрати глюкоамілази на оцукрювання сусла з кукурудзи - 0,8 оди­ниць активності, сусла з пшениці, ячменю та інших культур - 0,6 одиниць на 1 г крохмалю. Суміш витримують при температурі 55-56° С до 3 годин, підкислюють сірчаною кислотою до рН 3,9-4,1, охолоджують до 30° С і засівають дріжджами. Дріжджі культивують так само, як і при використанні для оцукрювання солоду.

0,13

По третьому варіанту підживлення сусла на кожний 1 м³ сусла додають по 0,4 кг карбаміду, потім проводять технологічні операції, аналогічні попереднім варіан­там, до закінчення витримування сусла з ферментами. Після цього в сусло вносять ОДЗ кг ортофосфорної кислоти, підкислюють сірчаною кислотою до рН 3,9-4,1 і закінчують підготовку сусла до вирощування.

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЧИХ ДРІЖДЖІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ОБРОБКИ ПОЖИВНИХ СЕРЕДОВИЩ

Сусло для дріжджів за класичною технологією додатково оцукрюють, пасте­ризують і підкисляють сірчаною або молочною кислотою до рН 3,9-4,1. При такій технології інактивуються ферменти сусла, які складають біля 10 % від загальноїїх кількості, введеної в виробництво, внаслідок чого частина крохмалю сировини не дооцукрюється і не зброджується дріжджами. На підкислення сусла витрачають дорогу і небезпечну в роботі сірчану кислоту, а на його пастеризацію й охолоджен­ня - значну кількість пари і води.

Розроблено технологію виробничих дріжджів (В.О.Маринченко, А.М.Фіщенко), яка передбачає використання сусла дріжджів після його електрохімічної обробки. Апаратурно-технологічна схема установки електрохімічної обробки сусла (рис. 8.2.) складається з діафрагменного електролізера 3, в якому катод 4 і анод 8 розділені діафрагмою 5. Електролізер має прямокутну форму. Блок електродів складається з розташованих вертикально перфорованих катодів з діаметром отворів сту-

пінь перфорації 30-35 %. На поверхню катодів, звернену до аноду, наклеєна діаф­рагма, виготовлена з тканини "белтинг". Поміж пари катодів розміщений анод. Від­стань між анодом і катодами 10-15 мм. їх величина і кількість залежить від потуж­ності електролізера.

Сусло із оцукрювача насосом 2 безперервно подають в анодні камери 7 елект­ролізера 3, де воно перебуває в безперервному потоці 6-7 хв. і його рН знижується до 3,5-3,2. У катодні камери 6 подають воду, Із катодних камер католіт поступає в збірник і може бути використаний для приготування замісу. Аноліт (сусло) Із анод­них камер 7 поступає в збірник 9. Електрооброблене сусло подають у дріжджанки насосом 2.

Оптимальна густина струму для електрохімічної обробки сусла - 130-150 А/м². Витрати електроенергії - 4,5-5,5 кВт-год/м³ сусла, тривалість обробки сусла -6-7 хв.

148

У суслі для дріжджів, обробленому електрохімі­чним способом до рН 3,5-3,2, ферменти зберігають­ся в активному стані, вміст амінного азоту збільшуєть­ся на 8-10%, амінокислот - на 30%. Таке сусло має антисептичні властивості і тому виключається процес його пастеризації і підкис­лення кислотою. Питома швидкість розмноження дріжджів збільшується на 40-65 % і технологічний процес одержання вироб­ничих дріжджів скорочу­ється на 15-20%.

Концентрація клітин у виробничих дріжджах у 1,7-2,5 рази більша в по­рівнянні з класичною тех­нологією, де передбачено підкислення сусла кисло­тою.

Рис. 8.2 Апаратурно-технологічна схема установки електрохімічної обробки сусла

Технологія виробни­чих дріжджів з викорис­танням електрохімічної обробки сусла випробува­на на Вузлівському спиртовому заводі.

Запропоновано вирощувати виробничі дріжджі на обробленій електрохіміч­ним способом барді, рН якої становить 3,2-3,5. У такій барді вміст амінокислот збільшується на 45 % в порівнянні з вихідною бардою, підкисленою сірчаною кис­лотою до рН 3,9. Електрохімічне оброблена барда має антисептичні властивості і не змінює рН протягом 72 год.

Для збагачення барди мінеральними поживними речовинами в оброблену до рН 3,5 барду додають карбамід і ортофосфорну кислоту в кількості 0,1 % до пере­робленого зерна. Виробничі дріжджі, вирощені на такому поживному середовищі, мали 160-185 млн./мл дріжджових клітин.

Приготування виробничих дріжджів на електрохімічне обробленій барді до­зволяє зекономити 50-70 кг зерна при виробництві 1000 дал спирту.

149