книги из ГПНТБ / Технология гидролизных производств учебник

щели 6, служащие для заполнения флотатора вспененной бражкой. В конусной крышке флотатора имеется труба 7 для отбора дрож­ жевой суспензии. Последрожжевая бражка отводится со дна фло­ татора по трубопроводу 8. При выращивании дрожжей выделяется значительное количество тепла, которое отводится путем теплооб­ мена с водой через внутренний диффузор 9. Для наружного ох­ лаждения стенок аппарата устанавливают также ороситель 14. Сусло подается в аппарат по трубе 10 через кольцевой коллек­ тор 11 и сопла 12, направленные к воздухораспределителям 3. Воз­ дух подводится с помощью трубопровода 13. Аэрация произво­ дится с восьми воздухораспределителей, расположенных в кольце­ вом пространстве между стенкой аппарата и диффузором. Воздух из воздухораспределителей вырывается со скоростью 25 м/сек. Вспененная бражка поднимается вверх и перебрасывается внутрь диффузора и опускается по кольцевому зазору между флотатором и диффузором. Далее бражка проходит между нижним зазором диффузора и дном к воздухораспределителям, насыщается внизу воздухом и опять поднимается вверх. Таким образом осуществля­ ется интенсивная циркуляция воздуха и бражки. Часть циркули­ рующей вспененной бражки попадает во флотатор через щели и находится в нем 10 мин. За это время из нее полностью выде­ ляются пузырьки воздуха, извлекающие из бражки дрожжи. Они поднимаются вверх и в виде обогащенной дрожжами пены соби­ раются в конусе флотатора. Пена с дрожжами отбирается по трубе с регулирующим вентилем. Освобожденная от дрожжей после­ дрожжевая бражка отводится из флотатора через гидрозатвор в сборник. В аппарате происходит наращивание биомассы дрож­ жей до концентрации 30—35 г/л, а сгущение ее до 100—150 г/л — во встроенном флотаторе. В дрожжерастильном аппарате с вибра­ ционной системой воздухораспределения и встроенным флотато­ ром увеличивается скорость циркуляции бражки, удлиняется время нахождения пузырьков воздуха в жидкости, увеличивается поверх­ ность контакта воздуха с жидкостью. Степень утилизации кисло­ рода в этом аппарате на 40% выше, чем в других, что позволяет перерабатывать гидролизные среды с повышенным содержанием редуцирующих веществ и значительно увеличить выход биомассы. Интенсивная циркуляция и достаточная высота чана обеспечивает замену механического пеногасителя.

При выращивании дрожжей в дрожжерастильном аппарате об­ разуется пена, которую можно гасить различными методами: хи­ мическими, механическими и гидравлическими. Химические пеногасите/іи (олеиновая кислота, рыбий жир, сульфированные жиры)

вращение от электродвигателя. Гидравлический метод основан на развивании пены сильными струями жидкости, падающими сверху вниз.

280

5. СГУЩЕНИЕ, УПАРИВАНИЕ И СУШКА ДРОЖЖЕЙ

По техническим условиям, товарные кормовые дрожжи должны

чанов, сгущают, выпаривают и высушивают. Известны различные способы сгущения дрожжевой суспензии, отбираемой из дрожже­ растильных аппаратов. Наиболее рациональным способом явля­ ется флотирование и сепарирование. Флотационный способ осно­ ван на способности дрожжевых клеток концентрироваться в пене при продувании среды воздухом, т. е. флотироваться в пену из жидкости. Жидкость при этом обедняется дрожжами. Флотато­ ры применяются для сгущения дрожжевой суспензии вместо се­ параторов первой группы. Фло­ тационный метод выделения дрожжей имеет ряд преимуществ по сравнению с сепарационным:

сокращается количество дорого­ стоящих сепараторов, а следова­ тельно, и капиталовложения, со­ кращаются также эксплуатацион­ ные расходы на ремонт сепарато­ ров, затраты электроэнергии, на­ дежно обеспечивается непрерыв­ ный процесс выделения дрожжей из бражки; дрожжи, получаемые способом флотирования, имеют более высокие показатели по со­ держанию белка, по вкусу, цвету и зольности. Извлечение дрожжей из бражки и концентрирование их в пене происходит во флотаторе (рис. 64). Он представляет собой

вертикальный открытый сверху стальной чан 1 емкостью 150—200 м3, внутри которого установлен цилиндр 2 меньшего размера и вы­ соты. Кольцевое пространство между стенками чана и внутреннего цилиндра разделено не доходящими до дна перегородками на пять секций. Между первой и последней секциями имеется сплошная перегородка, исключающая сообщение между ними. Дрожжевая суспензия из дрожжерастильного аппарата самотеком поступает через штуцер 3 в первую, наибольшую по длине секцию I флота­ тора, где происходит флотирование основной массы дрожжей за счет содержания в бражке воздуха. Поднимающиеся пузырьки воздуха увлекают на своей поверхности дрожжинки (флотируют их), и образующаяся пена стекает через верхний борт внутреннего

281

цилиндра 2 на его дно. Остальное количество дрожжей выделяется из бражки в других секциях II, III, IV, V, по которым она перете­ кала через отверстия между перегородками и дном. Для повыше­ ния флотационной способности дрожжей на дне последних четырех секций установлены барботеры 4, через которые вдувается воздух от воздуходувок по трубе 5. Пена, содержащая дрожжи, поднима­ ется вверх и из каждой секции сливается во внутренний цилиндр. Гашение пены осуществляется механическим пеногасителем 6, при­ водимым во вращение от электродвигателя 7. Кроме механиче­ ского пеногашения, применяют также химические пеногасители (как в дрожжерастильных чанах). Во внутренний цилиндр 2 можно подавать также воду через ороситель с целью частичного гашения

пены и промывки дрожжей. Сгущен­

божденная от дрожжей и имеющая плотность 1,01 г/см3, оттесня­ ется к центру вращения. Таким образом дрожжевая суспензия разделяется на последрожжевую бражку, лишенную дрожжей и сбрасываемую в канализацию, и сгущенную дрожжевую сус­ пензию.

Основные элементы сепаратора —- станина, вал с барабаном и тарелками, приводной механизм, приемно-распределительное уст­ ройство для дрожжевой суспензии, устройство для вывода отсепарированной бражки и сгущенной дрожжевой суспензии.

На рис. 65 представлено схематическое расположение потоков жидкости с дрожжами в сепараторе. Дрожжевая суспензия посту­ пает сверху в распределительную трубу. І и далее по дрожжевым каналам 2 в дрожжевую камеру 3. Здесь под влиянием центробеж­ ной силы, возникающей при вращении барабана, более тяжелые дрожжи отбрасываются к его наружной стенке, по которой они стекают вниз. Из дрожжевой камеры 3 концентрированная дрож­ жевая суспензия через дрожжевые трубки 4 и выпускные мунд­ штуки 5 отводится в приемный сборник. Бражка, освобожденная от значительной части дрожжей, поднимается по наклонным дрож­ жевым каналам 6. Сепаратор имеет конические тарелки, разделяю­ щие поток жидкости в направлении действия центробежной силы

282

на тонкие слои. Угол наклона тарелок составляет 55°. Дрожжевые клетки, находящиеся в межтарелочном пространстве, подвергаются воздействию двух сил. С одной стороны, они увлекаются восходя­ щим потоком бражки, а с другой — под воздействием центробеж­ ной силы отбрасываются к окружности барабана. Возникающая при этом равнодействующая сила отбрасывает дрожжевые клетки пер­ пендикулярно поверхности каналов 6 или к нижним поверхностям тарелок, по которым они сползают к окружности барабана в дрожжевую камеру 3 и выводятся через дрожжевые трубки 4. Окончательно освобожденная от дрожжей бражка поднимается кверху и через отверстия 7 выбрасывается в верхнюю камеру. Об­ щая продолжительность пребывания дрожжевой суспензии в бара­ бане сепаратора составляет 2—5 сек. Число оборотов барабанов сепараторов 4500—6000 в минуту. Производительность современных сепараторов колеблется от 25 до 100 мг бражки в час. Для уве­ личения производительности сепараторы устанавливают группами.

Для улучшения качества кормовых дрожжей по вкусу, цвету и содержанию в них белка дрожжевую суспензию промывают водой. Эта операция осуществляется при помощи водоструйного насоса эжектора, который устанавливается между двумя группами сепа­ раторов. Вода под давлением 3—4 кгс/см2 поступает в корпус во­ доструйного насоса, а из него — в сопло, сечение которого регули­ руется иглой. На выходе из сопла вода приобретает большую скорость, в результате чего в камере получается разрежение, спо­ собствующее засасыванию дрожжевой суспензии в насос, смеше­ нию ее с водой и поступлению смешанного потока через диффузор

воды, подаваемой на промывку, регулируется вентилем, установ­ ленным на> трубопроводе перед водоструйным насосом. Промывка дрожжей происходит непрерывно.

Для снижения расхода пара на сушку дрожжей концентрация сгущенной на сепараторах дрожжевой суспензии может быть по­ вышена на вакуум-фильтрах или вакуум-выпарных установках.

Вакуум-фильтр представляет собой горизонтальный ситчатый ба­ рабан, медленно вращающийся вокруг горизонтальной оси. Ниж­ няя часть барабана опущена в ванну, куда непрерывно поступает дрожжевая суспензия. Внутренность барабана разделена радиаль­ ными перегородками на несколько секций, в которых поочередно создается вакуум. Под влиянием вакуума жидкость фильтруется через слой полотна, покрывающий поверхность барабана, и попа­ дает внутрь его, а оттуда в канализацию. Образующийся на по­ верхности барабана слой дрожжей снимается ножами в горизон­ тальный лоток, на дне которого уложена трубка, обогреваемая паром. Пастообразная масса дрожжей, попадая в лоток, разжижа­ ется, становится подвижной и стекает в сборник. На вакуум-филь­ трах дрожжевая суспензия сгущается до 20—22% сухих веществ. Более производительным, простым и удобным является способ упа­ ривания дрожжевой суспензии в системе выпарных аппаратов.

283

На рис. 66 представлена двухкорпусная вакуум-выпарная уста­ новка, работающая по непрерывному способу с принудительной циркуляцией. Принцип работы выпарных аппаратов с принудитель­ ной циркуляцией обеспечивает лучшие условия и большие скорости циркуляции упариваемой жидкости, а следовательно, и более вы­ сокий коэффициент теплопередачи. Для снижения затрат пара вы­ парная установка сооружается двухкорпусной, вакуумной. Уста­ новка состоит из выпарных аппаратов с выносными трубчатыми подогревателями (калоризаторами), испарителей (сепараторов), связанных между собой соединительной и циркуляционной трубами,

Дрожжевая

суспензия

Рис. -66. Двухкорпусная вакуум-выпарная установка

барометрического конденсатора, вакуум-насоса для создания ва­ куума в выпарной системе и насосов для принудительной цирку­ ляции дрожжевой суспензии. Аппараты с выносными подогревате­ лями легкодоступны для чистки или ремонта.

Дрожжевая суспензия из напорного бака 1 подается в первый корпус 2 выпарной установки, где она упаривается за счет тепла, поступающего с греющим паром низкого давления (105° С). Соковый (вторичный) пар, образующийся при упаривании дрожжевой сус­ пензии, отделяется от нее в испарителе и, пройдя ловушку 3, по­ ступает в греющую камеру подогревателя второго корпуса 4 вы­ парной установки. Частично упаренная дрожжевая суспензия непрерывно передается по трубе из первого аппарата во второй. Во втором корпусе при дальнейшем упаривании суспензии также образуется пар, который отводится через ловушку в барометриче­ ский конденсатор 5, где и конденсируется. Барометрический кон­ денсатор представляет собой многополочный аппарат, в котором

284

вода, стекая сверху, поглощает соковый пар и сливаемся через ба­ рометрическую трубу и барометрический ящик 6 в канализацию. Неконденсирующиеся газы из конденсатора отсасываются вакуумнасосом, поддерживающим во всей системе необходимую степень разрежения в соответствии с температурами кипения в выпарных корпусах: в первом 80—83° С, во втором 55—60° С.

Упаренная суспензия, так называемый дрожжевой концентрат, непрерывно отбирается из второго корпуса насосом 7 в сборник 8. Для естественного перетока упаренной суспензии в сборник выпар­ ные аппараты, работающие под вакуумом, располагают на высо­ ких отметках.

Для получения сухих дрожжей, пригодных к длительному хра­ нению и перевозкам, применяются различные способы сушки. На

исходить в условиях, в которых не раз­ рушались бы содержащиеся в дрожжевых клетках аминокислоты, витамины и другие ценные вещества.

На рис. 67 представлена схема двухвальцовой сушилки, состоя­ щей из двух стальных полых горизонтально расположенных бара­ банов 1. Между барабанами имеется ванна, образованная клиньями 2, в которую непрерывно поступает дрожжевой концен­ трат. Барабаны вращаются навстречу друг другу. Высушиваемая дрожжевая масса намазывается тонким, ровным слоем на гладкую поверхность барабанов, нагретую глухим паром до 150— 160° С. Благодаря этому влага, содержащаяся в дрожжевой массе, быстро испаряется. Высушенные дрожжи снимаются с поверхности бара­ банов специальными ножами 3 и ссыпаются в шнеки 4. Время от нанесения дрожжевой массы на поверхность барабанов до снятия ее в сухом виде составляет 7— 10 сек. Дрожжи, высушенные на вальцовых сушилках, имеют вид тонких, хрупких, полупрозрачных листочков желтого или коричневого цвета. В таком виде они имеют небольшую объемную массу, что затрудняет их упаковку. Поэтому сухие дрожжи подают в мельницу, измельчающую их до состоя­ ния муки. Недостатком вальцовых сушилок является также то, что дрожжи в процессе сушки на поверхности барабана подверга­ ются действию температуры 150— 160° С, что приводит к частич­ ному разложению белка, аминокислот и витаминов.

В производстве кормовых дрожжей наибольшее распростране­ ние получили распылительные сушилки, представленные на рис. 68. Процесс сушки основан на тонком распылении дрожжевого

285

концентрата в камере, заполненной горячим воздухом. Мелкие капли дрожжевого концентрата в этих условиях быстро высыхают и в виде светло-желтого порошка падают на дно сушилки.

Распылительная сушилка состоит из вертикального цилиндра 1, переходящего в конус 2. В верхней, закрытой, части цилиндра на­ ходится распылитель 3 дрожжевого концентрата, поступающего под давлением по трубе питания 4. Распылитель представляет со­ бой турбинку или диск с боковыми отверстиями, вращающийся на вертикальном валу со скоростью 12 000— 15000 об/мин. Благодаря

последний проходит последовательно две группы циклонов, после чего выбрасывается через трубу в атмосферу. Осевшие в циклонах дрожжи направляют на упаковку. Основная масса высушенных дрожжей оседает на стенках конуса и под влиянием собственного веса или за счет встряхивания от ударов по стене вибромолотков сбрасывается к нижнему отверстию. Сухие дрожжи непрерывно поступают через затвор 8 в трубопровод 9, по которому они отса­ сываются в циклоны, а из последних — в бункер и на упаковку.

В некоторых сушилках дрожжевой концентрат распыляется при помощи форсунок. В распылительных сушилках белок и аминокис­ лоты лучше сохраняются от термического разложения, и выход белка возрастает на 5% по сравнению с выходом при сушке на

Для упаковки сухих кормовых дрожжей применяют клапанные или открытые бумажные мешки. Открытые мешки после загрузки зашивают на строчной машине или завязывают, а для клапанных эта операция исключается. В бумажные мешки загружают 2 0 -

286

30 кг дрожжей. На заводах малой производительности упаковка дрожжей происходит следующим образом. Дрожжи шнеком или элеватором подаются в бункер. Он внизу имеет течку, на которой ставится затвор. Течка делается круглой по размеру бумажного мешка. Надетый на выпускное отверстие бункера бумажный ме­ шок прижимается кольцевым захватом. Загруженные мешки взве­ шивают, зашивают и отправляют транспортером на склад.

На заводах большой мощности применяют автоматические упа- ковочно-взвешивающие машины для дрожжей производительно­ стью до 2 т/ч. Они устанавливаются под бункерами. Для загрузки бумажный мешок клапанным отверстием надевается вручную на носок упаковочной машины. При ее включении мешок наполняется

клапан закрыл клапанное отверстие. Транспортером или автопо­ грузчиком мешки с сухими дрожжами передаются на склад для укладки в штабеля.

В настоящее время большое внимание уделяется вопросу витами­ низации кормовых дрожжей, так как эффективность их примене­

нами приведены на стр. 236. Основным способом обогащения их витамином D2 в производственных условиях является облучение живых дрожжей ультрафиолетовыми лучами перед сушкой. Благо­ даря облучению'содержащийся в дрожжах провитамин эргостерин превращается в витамин D2. Облучение происходит в витаминизаторах или облучателях различной конструкции через стенки квар­ цевых трубок, по которым циркулирует дрожжевая суспензия, или прямым воздействием на дрожжи ультрафиолетовых лучей. Вита-

бранные в пакеты, помещены в прямоугольный металлический

вых ламп, генерирующих ультрафиолетовые лучи и непрерывно облучающих дрожжи. Для повышения степени витаминизации при­ меняется многократная циркуляция облучаемой дрожжевой сус­ пензии с помощью специального насоса. На внутренних поверхно­ стях трубок образуется дрожжевая пленка, что препятствует про­ хождению ультрафиолетовых лучей. Поэтому необходимо каждую смену промывать трубки горячей водой. Для этого около облуча­ теля устанавливают бачок, в котором готовят горячую воду путем подогрева паром. Воду через трубки прокачивают циркуляцион­ ным насосом. Производительность облучателя составляет 2000— 5000 л дрожжевой суспензии в час.

287

которого центробежным насосом 2 подается в дрожжерастильный аппарат 3. Для разбавления сусла до концентрации ре­ дуцирующих веществ, равной 1,8—2,0%, в продуктовую ли­ нию перед дрожжерастильным аппаратом подается последрожже-

организмов и подается в дрожжерастильный аппарат. В этот же аппарат поступает аммиачная вода для поддержания оптималь­

концентрации их. Процесс выращивания дрожжей происходит в дрожжерастильном аппарате 3, например, емкостью 1300 м3 с эр­ лифтной многозонной системой воздухораспределения. Непрерыв­ ный процесс дает возможнотсь поддерживать постоянные условия культивирования и отбора биомассы. Производительность аппа­ рата 12 г в сутки товарных дрожжей. Дрожжерастильный аппа­ рат представляет собой вертикальный стальной цилиндр. Внутри аппарата установлено четыре диффузора 6, которые создают че­ тыре циркулирующих потока. Через коллектор сжатый воздух по­ дается в вертикальные трубы каждого диффузора. Внизу эти трубы оканчиваются конусом и кюветой 7. Удельный расход воз­ духа на 1 кг товарных дрожжей составляет 32 кг. В кювету по трубе меньшего диаметра подается разбавленное сусло. Сусло, переливаясь через край кюветы, смешивается с мелкораспылен­ ным воздухом, выходящим через щели под кюветой. Образовав­ шаяся пена поднимается вверх по диффузору и, разрушаясь, сте­ кает вниз. Таким образом достигается многократная циркуляция жидкости в аппарате. Выращивание дрожжей происходит при ин­ тенсивной подаче воздуха, в пенной среде, способствующей их бы­ строму размножению и росту. При работе дрожжерастильного ап­ парата температура жидкости в нем поддерживается в пределах 34—37° С. При выращивании дрожжей выделяется значительное количество тепла, составляющее от 2500 до 3200 кал на 1 кг абс. сухих дрожжей, и температура среды может подняться выше до­ пустимой. Отводят тепло путем подачи воды в змеевик двухстен­ ного диффузора и орошения водой наружной поверхности аппа­ рата.

Полученная дрожжевая суспензия с концентрацией 30—35 г/л прессованных дрожжей непрерывно самотеком отводится из ниж­ ней части дрожжерастильного аппарата в одноступенчатый флота­ тор 8. В последнем методом флотации осуществляется выделение дрожжей из бражки и их сгущение до концентрации 100— 150 г/л. Частично сгущенная дрожжевая суспензия через газоотделител^ 9 насосом 10 откачивается в сборник 11. Последрожжевая бражка передается из флотатора насосом 12 в сборник 13, откуда частично направляется на разбавление сусла, а остальная часть — на сепа­ раторы исчерпывания 14 для улавливания уносимых дрожжей. На сепараторах полностью извлекаются дрожжи и происходит их

290