Характеристика сырья, основных и вспомогательных материалов дрожжевого производства
Сырье:
Основное сырье для производства дрожжей – меласса.
Состав мелассы непостоянен, и не всякая меласса пригодна для производства дрожжей. Качество мелассы складывается под влиянием факторов: метеорологических и климатических условий вегетации свеклы, применяемых удобрений, зрелости свеклы и времени уборки (незрелая свекла даёт сильно пенящиеся мелассы неполноценного химического состава), условий хранения и состояния свеклы (меласса, полученная после переработки мёрзлой и гнилой свеклы, непригодна для производства дрожжей), технологии сахара (поставщиками мелассы для дрожжевого производства должны быть заводы, работающие по двухпродуктовой схеме; трёхпродуктовые схемы дают дефектные мелассы), соблюдения технологической и особенно санитарной дисциплины на сахарном заводе (последнее резко сказывается микрообсеменённости мелассы), периода сахароварения (полноценными являются мелассы осенней переработки – октябрь, ноябрь; по мере удлинения сезона качество меласс снижается), условий хранения и транспортировки мелассы (чистота хранилищ трубопроводов и транспортных средств, защита от попадения атмосферных осадков).
Химический состав мелассы:
Сахара мелассы – при переработке здоровой свеклы и соблюдении технологии сахара меласса содержит 45 – 50% сахарозы, 0,1 – 0,5% инвертного сахара и около 0,2% раффинозы.
Несахара мелассы делят на органические (безазотистые (из углеводов (кроме сахарозы) и большого набора карбоновых кислот, в том числе и летучих, тормозящих рост дрожжей) и азотсодержащие органические соединения) и неогранические (зольные вещества).
Вредные примеси – красящие вещества, диоксид серы (сернистый ангидрид), нитриты и летучие кислоты.
Ростовые вещества мелассы – комплекс термоустойчивых витаминов, накопленных свеклой в период вегетации, полностью переходит в мелассу.
Зола мелассы. Зольные вещества свеклы частично извлекаются при производстве сахара и переходят в мелассу. Полноценными считают мелассы, содержащие не менее 7% золы. Очень важно также соотношение золы и сахара: на каждые 100 г. сахара должно быть не менее 15 г. золы.
Свойства мелассы:
Буферность – способность растворов препятствовать изменению реакции среды при добавлении кислот и щелочей. При добавлении сильной кислоты происходят обменные реакции с вытеснением органических кислот из их солей и образованием нейтральных солей сильных оснований и сильных кислот. Освобождающиеся органические кислоты слабо диссоциируют и только в незначительной степени влияют на рН среды. Буферные вещества мелассы – органические кислоты и их соли, а также органические основания. Буферное действие каждого из них ограничено определёнными пределами рН. Комплекс буферных веществ мелассы проявляет своё действие в кислой среде. В дрожжерастительном процессе состав несахаров мелассы действуют как регулятор реакции среды. Малобуферные мелассы оказывают слабое регулирующие действие. При этом возможны резкие изменения рН в кислую среду. Чем выше разбавление мелассы, тем слабее буферная способность раствора.
Реакция мелассы или рН. Нормальные мелассы должны иметь щелочную или нейтральную реакцию (рН 6,5 – 8,5). Кислая реакция свидетельствует о сильной заражённости мелассы осмофильными бактериями.
Пенообразующая способность обусловлена наличием в мелассе сапонина, растворимых белков, коллоидов и пектиновых веществэ Основной пенообразователь – сапонин, дающий прочные плёнки; наибольшее количество сапонина в недозревшей свекле.
Микрофлора мелассы. Микрообсеменённость – один из главных показателей оценки пригодности мелассы для производства хлебопекарных дрожжей.
Таблица 1 – Оценка пригодности мелассы для производства по показанию микрообсеменённости
Содержание микроорганизмов в 1 г. |
Характер обсеменённости |
Оценка мелассы |
До 2000 |
Нет преобладания отдельных видов |
Вполне пригодна |
От 2000 до 10 000 |
Нет преобладания отдельных видов |
Пригодна, требует специальной обработки |
Свыше 10 000 |
С преобладанием отдельных видов |
Дефектная |
Основные материалы:
Сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) – бесцветные прозрачные кристаллы (или белый порошок) без запаха, источник азота.
Аммиак водный (NH4ОН) – прозрачная жидкость (иногда с желтоватым оттенком), которая имеет резкий запах нашатырного спирта, источник азота, регулятор кислотности.
Диаммоний фосфат технический ((NH₄)₂HPO₄) – источник азота и фосфора.
Ортофосфорная кислота (H₃PO₄) - твердое вещество, хорошо растворимое в воде и гигроскопичное, источник фосфора.
Хлорид калия (KCl) - белое кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде, источник калия.
Поташ (K₂CO₃) – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, источник калия и регулятор рН бродящей жидкостию.
Сульфат магния (MgSO₄) – белый порошок, образует несколько кристаллогидратов, источник магния.
Хлорид магния (MgCl₂) – бесцветные кристаллы, источник магния.
Дестибиотин – источник биотин, биотин образует игольчатые кристаллы.
Кукурузный экстракт – упаренную жидкость, которая остается после вымочки кукурузных зерен при производстве кукурузного крахмала и глюкозы из кукурузного крахмала, в качестве источника биотина.
Вспомогательные материалы:
Серная кислота (H₂SO₄) – бесцветная маслянистая жидкость без запаха, нелетучая, кристаллизующаяся при. , тяжелая, активно поглощает пары воды, сильный окислитель, регулятор кислотности (для подкисления), очистка засевных дрожжей.
Пеногасители – используется для гашения пены в ферментёрах.
Дезинфицирующие вещества – для дезинфекции
Хлорная известь (Ca(Cl)OCl) – сложный комплекс Ca(OCl)2, CaCl2, Ca(OH)2 и кристаллизационной воды, дезинфицирующее средство.
Гидроокись натрия (NaOH) – белый, гигроскопичный, регулировании pH.
Сода кальцинированная (Na2CO3) – Бесцветные кристаллы или белый порошок, хорошо растворимый в воде, моющее средство.
Молочная кислота (C₃H₆O₃, CH₃CH(OH)COOH) – в виде водного раствора, консервант и подкислитель, очищения засевных дрожжей.
Формалин технический (HCHO) – бесцветная прозрачная жидкость, регулятор, источник формальдегида.
Борная кислота (H₃BO₃, B(OH)₃) – жирные на ощупь, чешуйчатые, бесцветные кристаллы, микроудобрение, очистка засевных дрожжей.
Перекись водорода (H₂O₂) – очистка засевных дрожжей, почти бесцветная (бледно-голубая) вязкая жидкость, дезинфицирующее средство.
Фурацилин (C6H6O4N4) – жёлтый или зеленовато-желтый кристаллический порошок, без запаха, горький на вкус, противомикробное средство.
Фуразолидон (O2NC4H2OCH=NCH(CH2)2COO) – очистка засевных дрожжей, противомикробное средство, очищения засевных дрожжей.
Сульфонол (CnH2n+1C₆H₄NaO₃S) – сыпучий гранулированный порошок от жёлтого до светло-коричневого цвета, без запаха или со слабым запахом керосина, смачивающие, моющие и эмульгирующие вещества.
Катапин – может быть твёрдым, жидким или газообразным, катионное поверхностно-активное вещество - коричневая жидкость или мазеобразные вещества, хорошо растворимые в воде.
Биомицин (C₂₂H₂₃ClN₂O₈) – Кристаллический порошок золотисто-желтого цвета, горького вкуса, растворим в воде, антибиотик.
Микроудобрения – удобрительные вещества, содержащие различные микроэлементы, необходимые для успешного роста и развития.
Производственная вода (H₂O) – жидкая прозрачная, для приготовления растворов, разбавлений.
Технологическая и аппаратурная схемы производства дрожжей
Схема 1 - Технологическая схема производства хлебопекарных дрожжей
Ферментёр
Отборочный аппарат
Сепаратор
Вакуум - фильтр
Прессовочный аппарат
Упаковочная линия
Схема 2 – Аппаратурная схема производства хлебопекарных дрожжей
Основное и вспомогательное оборудование товарной стадии дрожжей
Основное оборудование:
Дрожжерастительные аппараты – предназначен для выращивания дрожжей с сохранением их достаточной подъёмной силы. Аппарат представляет собой изготовленный из нержавеющей стали вертикальный цилиндрический резервуар, снабженный воздухораспределительной (аэрирующей) системой, охлаждающим устройством (пластинчатый теплообменник) и моющими механизмами. В зависимости от конструкции и давления, создаваемого воздуходувками, они бывают высотой от 5 до 11 м. Общая вместимость, 110; Рабочая вместимость, 75; Удельный расход воздуха, /(м*ч) 60; Коэффициент массопередачи кислорода, кг/(м*ч) 2,5; Часовой съем дрожжей, кг/ч 200; Энергозатраты на аэрацию сухих дрожжей, кВт/кг 0,4.
Современные дрожжерастительные аппараты должны быть герметичными, легко доступными для мойки и дезинфекции внутренних устройств и стенок
Вспомогательное оборудование:
Воздуходувные машины - машина, предназначенная для сжатия воздуха или газа и подачи его в металлургический агрегат. В настоящее время воздуходувные машины достигли колоссальных размеров (до 2000 м3 воздуха в минуту для печей и до 12000 м3 для проветривания рудников). Двигателем для них служит пар - непосредственно (пароструйные воздуходувные машины) или в паровых машинах - и газ - в газомоторах.