2. Сбраживание мелассного сусла

Для сбраживания мелассного сусла используют дрожжи рас В и гибридные Г. Чистую культуру дрожжей выращивают в лаборатории из пробирки до объема 3 дм³ при температуре 30 ºС в три стадии. Продолжительность каждой стадии 24 часа. На первой стадии используют солодовое сусло, на последующих - мелассно-солодовое сусло.

Затем выращивание проводят в аппаратах чистой культуры (АЧК) в дрожжевом отделении. На этих стадиях используют мелассное сусло, температура выращивания 28-30 ºС.

АЧК-1 - объем 20 дм³, продолжительность сбраживания 24 часа.

АЧК-2 - объем 100 дм³, продолжительность сбраживания 44-45 час.

АЧК-3 - объем 5000 дм³, продолжительность сбраживания 18 час.

Брожение в аппаратах чистой культуры ведут таким образом, чтобы при передаче дрожжей в следующий аппарат содержание спирта в бражке не превышало 3 % об.

Брожение проводят непрерывнымодно- или двухпоточным способом. Оборудование для приемки мелассы, подготовки сусла и брожения в обеих схемах одинаково. Разница заключается в том, что при однопоточной схеме выращивание дрожжей и сбраживание сусла идет в среде с одинаковым содержанием сухих веществ (20-22 %). По двухпоточной схеме размножение дрожжей осуществляют на менее концентрированном сусле (12 % сухих веществ).

Во всех случаях сусло соответствующей концентрации поступает в дрожжегенератор, куда задают дрожжи из АЧК-3. Процесс накопления биомассы ведут до концентрации дрожжевых клеток 150-200 млн/см³ при температуре 28-30 ºС в течение 6-10 час.

Из дрожжегенератора дрожжи одновременно с мелассным суслом (концентрацией 20-22 % сухих веществ по однопоточной схеме и 32 % сухих веществ в соотношении 1:1 при двухпоточной схеме) непрерывно поступают в первый аппарат бродильной батареи. Продолжительность брожения 18-20 час при температуре 28-30 ºС. Крепость зрелой бражки 9,0-9,5 % об.

На перегонку бражка непрерывно отводится из последнего аппарата, который после мойки и стерилизации становится головным. При двухпоточном способе дрожжи из последнего бродильного аппарата сепарируют и направляют в головной аппарат. В результате такого многократного использования дрожжей снижаются затраты сахара на синтез новой биомассы и увеличивается выход спирта.

Процесс осветлениясусла осуществляется двумя основными способами: отстаиванием и сепарированием.

Отстаивание - взвеси оседают под действием силы тяжести. Используют отстойный аппарат - цилиндрический резервуар с наклонным дном. Одновременно сусло в аппарате охлаждается до 60 ºС в течение 1,5-2,0 час за счет имеющегося внутри змеевика, куда подается холодная вода. Так как отстойник не является герметично закрытым сосудом, то сусло насыщается кислородом воздуха. Недостатки данного способа осветления - длительность процесса, возможность инфицирования сусла, потери сусла в осадке.

Седиментация взвесей под действием центробежной силы происходит в сепараторах, однако они достаточно энергоемки. В настоящее время для осветления используют гидроциклонные аппараты, представляющие собой цилиндрический сосуд с плоским наклонным днищем. Отделение взвесей происходит за счет центростремительных сил, так как сусло вводится тангенциально под углом 36º к обечайке аппарата со скоростью 15-20 м/с, что вызывает вращение сусла. В результате взвеси оседают в центре аппарата в виде конусообразного осадка. За счет высокой температуры (90 ºС) сусло стерильное, длительность процесса 20-40 мин. Основной недостаток - отсутствует насыщение кислородом воздуха.

Сусло охлаждают, в основном, в пластинчатых теплообменниках до температуры 6-7 ºС при низовом брожении и до 14-16 ºС при верховом.

Для нормальной жизнедеятельности дрожжам необходим кислород в количестве 6-8 мг/дм³. Насыщение кислородом происходит путем физического растворения и химическим путем (за счет потребления его на окислительные процессы). Физическое растворение начинается при температуре ниже 40 ºС. В основном, кислород связывается химическим путем. В результате окислительных процессов снижается хмелевая горечь и аромат, сусло темнеет.

После осветления сусла остается отход - белковый отстой. Он может идти на корм рыбам, на получение белковых гидролизатов, которые используют для выращивания хлебопекарных дрожжей.