Розділ 12

ВИКОРИСТАННЯ ПОБІЧНИХ ПРОДУКТІВ ТА ВІДХОДІВ ВИРОБНИЦТВА

ТЕХНОЛОГІЯ ХЛІБОПЕКАРСЬКИХ ДРІЖДЖІВ

На 16 мелясно-спиртових заводах України на основі виділення дріжджів Із зрілої бражки виробляють приблизно 75 тис. т хлібопекарських дріжджів на рік, Цехи хлібопекарських дріжджів при великих спиртових заводах за своєю потужні­стю не поступаються спеціалізованим дріжджовим заводам.

Питомі капітальні вкладення при організації виробництва дріжджів на спир­тових заводах майже вдвічі нижчі, ніж на спеціалізованих заводах, собівартість дріжджів нижча на 45% внаслідок значно менших питомих витрат меляси, тепло­енергетичних, трудових та інших витрат.

Технологія хлібопекарських дріжджів складається з таких технологічних ста­дій: виділення дріжджів із зрілої мелясної бражки, промивка водою й одержання дріжджового концентрату, пресування; формування та упаковка; зберігання.

ВИДІЛЕННЯ ДРІЖДЖІВ ІЗ ЗРІЛОЇ БРАЖКИ ТА ЇХ ПРОМИВКА

На спиртових заводах для виділення дріжджів Із бражки використовують п'яти- і семиступеневу, а також ступенево-кругову схеми сепарування. Вони відрі­зняються кількістю і принципом організації промивок дріжджів водою, кількістю сепараторів, витратою води, електроенергії.

Типовою вважається семиступенева схема сепарування дріжджів, яку викори­стовували на спиртових комбінатах великої потужності.

Семиступенева схема сепарування дріжджів. В основу схеми покладені ре­зультати досліджень, проведених у к. ВНДІПрБ і ВНДІХПД, та досвід роботи Лох-вицького спиртового комбінату, який вперше у к. СРСР здійснив виробництво хлі­бопекарських дріжджів. У схемі передбачені двохступеневе виділення і концентру­вання дріжджів, три протитокові промивки з ціллю вилучення спирту і двохступе-нева остаточна промивка дріжджів від залишків бражки.

Об'єм дріжджової суспензії після першого ступеня сепарування складає 20% об'єму зрілої бражки, після другого ступеня сепарування - 5% об'єму зрілої браж­ки, або 25% об'єму дріжджового концентрату після першого ступеня сепарування. На цьому закінчується виділення дріжджів із зрілої бражки і починається промивка їх артезіанською водою.

Воду подають на третю промивку (перед п'ятим ступенем сепарування). Про­мивну воду після третьої промивки використовують для другої промивки четвертим ступенем сепарування), а промивну воду після другої промивки - для першої промивки (перед третім ступенем сепарування).

284

Промивка дріжджів здійснюється в ежекторах, де завдяки великим швидко­стям забезпечується добре перемішування води із залишками бражки і промивка дріжджів.

Промивну воду після шостого і сьомого ступенів сепарування дріжджів відво­дять у каналізацію, а дріжджову суспензію після останнього ступеня сепарування спрямовують у збірник готового концентрату, де охолоджують розсолом до 2...4° С, а потім насосом подають у фільтр-прес.

Вміст біомаси дріжджів у концентраті після сьомого ступеня сепарування скла­дає 400...500 г/л. Загальна витрата води на промивку дріжджів 70... 100% до об'єму зрілої бражки, яка надходить на перший ступінь сепарування. Після фільтр-пресу дріжджі вологістю 72... 75% формують, упаковують і відправляють у холодильну камеру, де їх охолоджують і зберігають при температурі 0,..4° С.

Для вловлювання спирту застосовують дріжджові сепаратори закритого типу. При виділенні дріжджів із бражки за цією схемою досягається їх добра проми­вка; недоліки - велика кількість сепараторів, великі витрати води і електроенергії. П'ятиступеІІева схема сепарування дріжджів. На спиртових заводах вико­ристовують скорочену схему сепарування І промивки дріжджів (рис. 12.1), що має 4-5 .ступенів. Ця схема відрізняється від семиступеневої схеми тим, що виключа­ються четверта та п'ята промивки дріжджів свіжою артезіанською водою з наступ­ним скидом промивних вод у каналізацію.

Рис. 12.1 Апаратурно-технологічна схема

п'ятиступеневого сепарування дріжджів: 1-5 - ступені сепарації.

Умовні позначення; бражка, дріжджовий концентрат, суспензія;

1а - артезіанська вода; 1п - промивна вода

285

У раніше розроблених схемах виділення дріжджів із зрілої бражки промивка дріжджів здійснювалася в ежекторах. У теперішній час встановлено, що промивка дріжджів у збірниках дріжджової суспензії більш ефективна, тому що внаслідок тривалішого контакту дріжджової клітини з водою досягається добра відмивка дрі­жджів від барвних речовин.

Як видно з рисунка, чиста артезіанська вода вводиться тільки у збірник дрі­жджового концентрату після четвертого ступеня сепарування, з якого подається у сепаратор п'ятого ступеня. На третьому і четвертому ступенях промивка дріж­джів здійснюється промивними водами, які надходять від наступних степенів се­парування.

На практиці чиста вода, окрім п'ятого ступеню, вводиться і на інші ступені промивки, так що витрати води залишаються великими, а якість промивки дріж­джів при скороченні кількості ступенів погіршується. При цьому концентрація біо­маси дріжджів на останньому ступені сепарування недостатня - лише 300-350 г/л, а вміст спирту у промивній воді складає від 1,0 до 2,5 об. %.

Перевагою цієї схеми є зменшення кількості сепараторів і витрат електроенергії.

Ступенево - кругова схема сепарування. Попередні схеми виділення дріж­джів із зрілої бражки передбачають ступеневу періодичну промивку дріжджів. Прин­ципова відміна від них ступенево-кругової схеми сепарування полягає у тому, що здійснюють безперервну промивку дріжджів з використанням кругової схеми сепа­рування.

Періодична та безперервна промивки складаються з трьох операцій; додаван­ня води до промивної суспензії, перемішування суспензії з водою і відокремлення промивної води у сепараторах. При періодичній промивці вони проводяться у зга­даній послідовності, при безперервній - одночасно. Безперервна промивка, як пра­вило, проводиться при постійному об'ємі дріжджової суспензії, що промивається.

При стуненевій промивці витрати води й електроенергії у 1,8...2,4 рази біль­ші, ніж при безперервній промивці при однаковому ступені відмивки дріжджової суспензії від залишків бражки. При безперервній промивці знижуються втрати дрі­жджів з промивною водою. Крім цього, для здійснення її потрібно значно менше сепараторів , збірників, насосів і комунікацій, ніж для ступеневої, а для розташу­вання обладнання необхідна мінімальна виробнича площа. Безперервна промивка дріжджової суспензії дозволяє зменшити витрати пари на виділення спирту із про­мивної води, тому що зменшується її об'єм і підвищується відповідно вміст спирту.

При роботі з застосуванням цієї схеми сепарування дуже важко підтримувати оптимальні умови процесу і, мабуть, тому у виробництві вона не впроваджена.

Інтенсифікація промивки дріжджів. Дріжджі, виділені із зрілої мелясної бражки, мають темний колір, що зумовлено адсорбцією на їх поверхні головним чином меланоїдинів. У слабокислому середовищі, яке підтримується у мелясному суслі, цей процес різко підсилюється при рН<4, коли меланоїдини представляють собою катіони і тому активно сорбуються на поверхні дріжджових клітин, які ма­ють від'ємний потенціал. Способи промивки дріжджів, які застосовують у проми­словості, розроблені без урахування електрокінетичних властивостей дріжджових

286

клітин і барвних речовин. Для інтенсифікації цього процесу треба створити умови, при яких меланоїдини десорбують з поверхні дріжджових клітин, тобто змінити знак заряду одного з взаємодіючих компонентів. Перезарядка дріжджових клітин неприпустима: при втраті заряду вони гинуть, і природно, непридатні для хлібови-печення. Єдиний шлях - змінити знак заряду меланоїдинів. При рН>9 меланоїдини перетворюються в аніони:

які повинні десорбувати з поверхні тепер уже однойменнозаряджених клітин. Ці теоретичні передумови способу інтенсифікації промивки дріжджів були підтвер­джені експериментально.

На цьому принципі заснований спосіб інтенсифікації промивки дріжджів, за­пропонований к. КТІХПом. Після виділення і концентрування у два ступеня дріж­джі двічі у противотоку промивають артезіанською водою. Після першої промивки створюють рН 11 ...13, додаючи у дріжджову суспензію розчин гідроксиду натрію або аміаку. Після такої обробки ферментативна активність і стійкість дріжджів при зберіганні не знижується. Способом КТІХП можна при однаковому ступені вида­лення барвних речовин виділення і промивку дріжджів проводити у 4 ступеня се­парування, чим скоротити витрати води та електроенергії.

ПРЕСУВАННЯ, ФОРМУВАННЯ, УПАКОВКА ТА ЗБЕРІГАННЯ ДРІЖДЖІВ

Дріжджі з готового дріжджового концентрату виділяють пресуванням на рам­них фільтр-прссах, у які його подають вихровим насосом. Перед пресуванням дрі­жджовий концентрат охолоджують у збірнику або у теплообміннику до 4.. .6° С, що сповільнює автолітичні процеси.

Фільтр-преси мають ЗО...50 рам і плит. Пресовані дріжджі залишаються у по­рожнині рами між серветками двох сусідніх плит. Пресування триває від ЗО хв до 2 год, а іноді і більше. По закінченні пресування дріжджі вивантажують у розташо­ваний нижче металічний бункер. Продуктивність фільтр-преса за один цикл робо­ти від 200 до 1200кг. Вологість пресованих дріжджів - 71...74%.

Тривале пресування дріжджів може бути зумовлене: поганою промивкою дрі­жджової суспензії, внаслідок чого колоїдні речовини забивають пори полотен, які використовуються для фільтрування; розмноженням дріжджів при високих темпе­ратурах, які сприяють їх частковому автолізу; недостатньо старанною промивкою серветок (бельтинга); низькою концентрацією дріжджової суспензії (менше 300 г/ л); порушенням технологічного режиму пресування. При тривалому пресуванні оде­ржують дріжджі з пластичною консистенцією.

При багатотонажному виробництві дріжджів доцільно використовувати ваку­ум-фільтри. У порівнянні з фільтр-пресами вакуум-фільтри мають такі переваги: можливість здійснення безперервного пресування дріжджів, менше обслуговуючо­го персоналу, виключається важка праця, у 10 разів менші витрати фільтруючої тканини, менша виробнича площа для установки обладнання.

287

Основний недолік вакуум-фільтрів полягає у тому, що дріжджі не завжди ма­ють характерну для них консистенцію, що зумовлено надлишковим вмістом у дрі­жджах позаклітинної вологи. Для придания дріжджам, які виділені на вакуум-фільт­рах, відповідної пластичності достатньо додати до дріжджової біомаси 1,5...2% кухонної солі.

Досвіду експлуатації вакуум-фільтрів у цехах хлібопекарських дріжджів спиртових заводів недостатньо. Вони були встановлені на Лохвицькому спир-ткомбінаті, але не було досягнуто тієї ефективності, що на спеціалізованих дріжджових заводах, тому що не досягалась необхідна консистенція пресова­них дріжджів.

Перспективним є фільтрування дріжджової суспензії на автоматизованих камерних фільтр-пресах ФПАКМ. Незначна тривалість допоміжних операцій і фільтрування в оптимальному шарі при тиску 1,5 мПа дозволяє у 4...15 разів підвищити продуктивність одиниці фільтруючої поверхні. При цьому зменшу­ється витрата фільтрувальної тканини, виключаються витрати ручної праці і створюються сприятливі санітарно-гігієнічні умови для обслуговуючого персо­налу. Один оператор може обслуговувати до десяти фільтр-пресів. Пресовані дріжджі вологістю 71 ...75% і температурою 10... 15° С надходять на формуван­ня та упаковку. Якщо дріжджі надто сухі і крихкі, їх перед формуванням зволо­жують, додаючи до 10% води до маси пресованих дріжджів, для надання елас­тичності до дріжджів додають 0,1% олії. При підвищенні температури дріжджі погано пресуються.

Пресовані дріжджі у бункері формувально-пакувального автомата старанно перемішуються шнеком і через мундштук формувальної машини виходять у вигля­ді прямокутного бруска, який розрізається туго натягнутою струною на брикети масою 1000, 500, 100 або 50 г. Внутрішню поверхню мундштука покривають спе­ціальною мастикою, щоб уникнути утворення при формуванні бруска раковин, трі­щин і смужок.

При виході із формовочної машини дріжджові бруски загортають у гладкий білий папір. Упаковані бруски складають у полімерні, картонні і дощані ящики по 10... 12 кг і за допомогою транспортерів передають їх у холодильну камеру для зберігання.

При нормальних умовах живлення обмін речовин клітини знаходиться у стані рухомої рівноваги. Будучи відділеними від живильного середовища , дріжджі де­який час зберігають свою життєздатність, одержуючи енергію за рахунок викорис­тання клітинних резервних вуглеводів. Як показала В.Г. Черниш, пресовані хлібо­пекарські дріжджі при зберіганні споживають переважно трегалозу, у меншому сту­пені - глікоген і у дуже незначному - глюкан і манан. Стійкість дріжджів - один із головних показників їх якості - знаходиться у прямій залежності від вмісту у них трегалози.

Після того, як клітина використає більшу частину своїх резервних вуглеводів, наступає момент, коли стає помітним зміщення рівноваги. Стан, при якому перева­жають деструктивні процеси, називають автолізом або саморозщепленням дріж-

288

джів. При цьому розщеплюються власні білки. Клітинні колоїди втрачають здат­ність утримувати вологу, дріжджі набувають рідкої консистенції.

Присутність кислотоутворюючих бактерій не знижує стійкість дріжджів, тому що ці бактерії містять ендопротеазу; гнилісні ж, навпаки, містять дуже активну екзопротеазу і значно прискорюють псування дріжджів. Стійкість останніх знахо­диться у зворотній залежності від інтенсивності протеолізу.

За даними того ж дослідника, під час зберігання дріжджів накопичуються від­новлені сполуки, які змінюють окисно-відновний потенціал (ОВП). Із зниженням ОВП зростає активність протеаз, при його від'ємних значеннях брусок дріжджів розм'якшується.

Пресовані дріжджі при зберіганні продовжують слабо дихати або бродити. При добрій вентиляції дріжджів підсилюється дихання, а при поганій вентиляції або відсутності її дріжджі слабо дихають і сильно бродять.

Щоб загальмувати ендогенні процеси у дріжджах і випаровування вологи, у холодильних камерах підтримують температуру 0.. .4° С і відносну вологість пові­тря 82. ..96%.У цих умовах дріжджі повинні зберігатися не менше 12 діб.

У холодильній камері повинно вміщуватись не менше трьохдобового запасу дрі­жджів, камери повинні мати гарну вентиляцію. При висоті камери 3 м на 1 м² її площі розміщують приблизно 400 кг дріжджів , що складає біля 40% об'єму камери.

Для хлібозаводів у районі розташування спиртового заводу хлібопекарські дріжджі доцільно виробляти у вигляді концентрату, який містить не менше 450 г біомаси дріжджів вологістю 75% у 1 л суспензії. При цьому виключаються процеси пресування і фасування дріжджів у цехах хлібопекарських дріжджів спиртових за­водів, а також трудомісткі пронеси розгортання брикетів і приготування дріжджо­вої суспензії на хлібозаводах.