1.3 Основні розрахункові показники

Вихід дріжджів

Основним показником ефективності матеріальних витрат дріжджової промисловості є вихід дріжджів. Під виходом дріжджів розуміють кількість дріжджів, віднесену до переробленої меляси і вираженуу відсотках. Вихід дріжджів розраховують за формулою:

В = Д * 100/М,

де Д - кількість отриманих дріжджів, кг; М - кількість витраченої меляси, кг.

Вихід дріжджів на різних заводах різний і залежить від конструкції обладнання, технологічної схеми, якості сировини і матеріалів, постачання електроенергією, водою, парою і т. д.

Розрахунок витрати меляси на 1 т дріжджів

На дріжджових заводах при розрахунку витрати меляси з вмістом 46% цукру за основу беруть вихід і вироблення дріжджів, які заплановані вищестоящою організацією в залежності від технічного стану підприємства і його потужності.

Витрата меляси М по заводу, а також по кожній стадії розраховують за формулою:

М = Д * 100/В,

де Д - кількість дріжджів, кг; В - вихід дріжджів,%.

2. Сировина і допоміжні матеріали

2.1 Основна сировина

Основним джерелом поживних речовин для дріжджів є бурякова меляса, що представляє собою густу сиропоподібну рідину.

Характеристика меляси

До складу меляси входять цукри (вуглеводи), нецукри і вода. Основною частиною вуглеводів меляси є сахароза С12Н22О11, кількість якої коливається в межах 40-50% в окремих випадках 54-56%. Крім сахарози в мелясі міститься інвертний цукор і рафінозі. Інвертний цукор (суміш глюкози С6Н12О6 і фруктози С6Н12О6) меляси частково надходить з буряків, де він міститься в кількості 0,1-0,2%. Зміст інвертного цукру значно збільшується в підгниих та заморожених буряках. Значна частина инвертного цукру утворюється в результаті гідролітичного розщеплення цукру в процесі цукроваріння.

Продукти інверсії - глюкоза і фруктоза - знижують вміст сахарози і погіршують якість меляси, так як в процесі цукроваріння вони перетворюються на кислоти і барвники. Рафіноза знаходиться в буряку в кількості 0,01-0,03%. Вона стійка до високих температур і дії лугів при виробництві цукру, тому повністю переходить в мелясу і її зміст досягає іноді 2%. Рафіноза С18Н32О16 являє собою трисахариди, складається з галактози, фруктози і глюкози.

У дріжджовому виробництві вміст вуглеводів в мелясі враховують за сумою зброджуваних цукрів, яка представляє собою загальну кількість сахарози, інвертного цукру і 1/3 рафінози.

Нецукри. Нецукрові меляси складаються з органічних і неорганічних речовин. Неорганічні речовини містять вуглекислі, сірчанокислі, хлористі, азотнокислі і в малій кількості фосфорнокислі солі калію, натрію, кальцію, магнію, заліза, амонію.

Загальну кількість неорганічних речовин визначають за складом золи, яка коливається залежно від грунтових і кліматичних умов вирощування буряків.

При вирощуванні хлібопекарських дріжджів велике значення для накопичення біомаси має не тільки абсолютний вміст золи, а й співвідношення зольних речовин і цукрів. Так, у повноцінній мелясі на кожні 100 г вуглеводів має припадати не менше 15 г золи, або 8-10% по відношенню до меляси. До складу органічних нецукрів меляси входять азотовмісні і безазотисті сполуки. Азотомісткі речовини складаються з продуктів розпаду білків - амінокислот, амідів і амонійного азоту, засвоюваних дріжджами. Велика частина азоту є азотом бетаїну, який дріжджами не засвоюється.

Безазотисті речовини складаються з органічних кислот щавлевої, янтарної, глутарової та ін), летких органічних кислот (оцтової, мурашиної, масляної, пропіонової), а також з карамелей - продуктів конденсації вуглеводів, що утворилися під впливом високих температур в процесі отримання цукру.

Вода в мелясі міститься у вільному і у зв'язаному стані в кількості близько 20%. Крім того, в мелясі містяться ростові речовини - біотин, пантотенова кислота, інозит, аневрін, рибофлавін, піридоксин, нікотинова і фолієва кислоти і мікроелементи: кобальт (Со), бор (В), залізо (Ре), мідь (Сu) марганець (Мn), молібден (Мо). цинк (Zn).

Велику роль у розвитку дріжджів грає реакція (рН) меляси і наявність в ній шкідливих домішок. Повноцінною меласою вважається меляса нейтральна,(( слабощелочная)) низьколужна (рН 7,1-8,5) і слабокисла (рН 6,3-6.9). Кисла меляса (рН нижче 6,5) не придатна для тривалого зберігання. Наявність великої кількості(( фарбувальних речовин)) в мелясі гальмує зростання дріжджів і погіршує їх якість.

Вміст у мелясі таких шкідливих домішок, як сірчистий ангідрид і летючі кислоти, в даний час не має настільки великого значення, як раніше, оскільки за останні роки меляси з підвищеним зміст сірчистого ангідриду практично зовсім не зустрічаються, а більша частина летючих кислот знаходиться в мелясі в зв'язаному стані у вигляді солей, значно менш шкідливих для дріжджів.

Мелясу, що надходить на дріжджові заводи, можна розділити, на три основні групи:

- меляса нормальна, відповідна встановленій нормі;

- неповноцінна меляса, що містить недостатню кількість речовин, необхідних для нормального росту дріжджів;

- дефектна меляса, що містить шкідливі домішки, які гальмують ріст дріжджів (летючі кислоти, сірчистий ангідрид, активні нітрітоутворюючі бактерії), меляса з підвищеною кольоровістю.

Нормальна меляса переробляється в дріжджовому виробництві за прийнятими технологічними режимами без нормалізації складу, тобто в основному без додавання активаторів росту і калійного живлення.

Вплив складу меляси на накопичення біомаси та якість дріжджів

При вирощуванні дріжджів на мелясі важливо знати кількість в ній азоту, засвоюваного зростаючими клітинами, кількість ростових і зольних речовин.

Азотисті речовини. Меляса, що містить недостатню кількість азотистих речовин, є неповноцінною сировиною для виробництва дріжджів. Критерієм оцінки придатності меляси для виробництва є вміст легкозасвоюваного азоту,амінокислот. У мелясі міститься 17 амінокислот, при цьому переважають аспарагінова і глютамінова, що прискорюють ріст дріжджів.

Ростові речовини (біотин). Для нормального розвитку дріжджів обов'язково потрібна наявність в середовищі речовин, що стимулюють накопичення біомаси (біотину, інозиту і пантотенової кислоти). Всі ці ростові речовини містяться у буряковій мелясі в наступних кількостях (мкг/кг): інозит 5770 000-8 000 000, пантотенова кислота 50 000-110 000, біотин 40-140. При цьому кількість інозиту і пантотенової кислоти зазвичай відповідає або трохи перевищує ту кількість, яка необхідна для швидкого накопичення біомаси з високим виходом готової продукції на одиницю сировини. Зміст же біотину навіть у мелясі хорошої якості зазвичай не досягає необхідної норми (200-250 мкг/кг). Тому при оцінці придатності бурякової меляси зміст біотину є дуже важливим показником.

Зміст біотину в мелясі, що надходить на дріжджові заводи, коливається в широких межах - від 40-140 мкг/кг і в середньому становить 83 мкг/кг, причому партії меляси з вищим вмістом біотину (115-140 мкг/кг) зустрічаються рідко. Таким чином, за змістом біотину бурякова меляса не задовольняє вимогам сучасного дріжджового виробництва.

Дріжджі, вирощені на середовищах з нестачею біотину, мають слабку ферментну систему, і тому їх зростання сповільнюється. Дріжджі, багаті біотином, підготовлені до швидкого розмноження, так як біотин полегшує засвоєння ними неорганічного азоту з середовища і цим сприяє утворенню білкових речовин в дріжджовий клітині. Такі дріжджі містять готові ферментні системи, активною групою яких є біотин.

Зольні речовини (калій). Нормалізація складу меляси в результаті додавання різних джерел біотину викликає значне прискорення зростання дріжджів. Однак при переробці деяких партій меляси спостерігається зниження стійкості готової продукції, що походить від недостатнього вмісту калію в мелясі. При цьому живлення порушується - в дріжджову клітину в процесі росту не надходять зольні елементи. А тим часом у складі золи дріжджової клітини калію міститься 23-40%.Калій може перебувати в мелясі не тільки у вільному, а й у зв'язаному стані, тому він не весь бере участь в обмінних реакціях при вирощуванні дріжджів.Присутність іонів калію в мелясному середовищі потрібна для прояву активності багатьох ферментів, які беруть участь у окислювально-відновних реакціях і активну участь у процесі росту і розмноження дріжджів.

З практики роботи дріжджових заводів відомо, що в мелясі з низьким вмістом калію ріст і розмноження дріжджових клітин відхиляється від норми: сповільнюються новоутворення клітин, з'являються дріжджові клітини з двома-трьома бруньками. При цьому знижується вироблення дріжджів і зрештою скорочується їх вихід