18.Оборудование для солодоращения, получение ферментных препаратов и спиртового брожения

Оборудование для солодоращения и получения ферментных препаратов.

Солодоращение – это процесс проращивания зерна различных злаковых культур (ячменя, просо, овса, кукурузы) специально создаваемых и регулируемых условиях, с целью накопления в них ферментов (α – амилазы, β – амилазы, декстриназы), способных осахаривать крахмал.

Ферментные препараты – это продукты культивирования продуцентов на поверхности твердых тел, или в глубине жидких сред. Для получения ферментных препаратов используют различные виды микроорганизмов, которые в процессе роста и развития могут осуществлять направленный синтез тех или иных групп ферментов. В качестве продуцентов используются бактерии, дрожжи, аминокислоты, и мицелярные грибы (миксомицеты).

Солодорастильные установки.

Целью проращивания солода является синтез и активация неактивных ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается растворение всех резервных веществ зерна. В проращиваемом зерне происходит все те же биохимические и физиологические изменения, что и при проращивании его в почве. Переход зародыша от состояния покоя к активной жизнедеятельности возможно только при наличии достаточной влажности, кислорода и оптимальной температуры.

Ящичные солодовни. Замоченное зерно проращивают в пневматических солодовнях, соблюдая определенный температурный режим 10..14°C, и относительной влажности 100%. При этом проводится аэрация и отводится теплота, которая выделяется при дыхательных окислительно-энергетических процессах, протекающих в солоде. Согревание солода происходит за счет интенсивного дыхания зерна, проявляющегося в окислении крахмала и жиров. Удельное тепловыделение при этом процессе составляет от 17 до 39 МДж/кг. Знание количества окисленного вещества позволяет определить количество теплоты, выделившейся при солодоращении и соответственно рассчитать параметры и расход воздуха на аэрацию.

Солодовни с передвижной грядкой. В этих солодовнях осуществлен поточный способ солодоращения, при котором проращиваемое зерно периодически перебрасывается ковшовым солодоворошителем вдоль ящика, от места загрузки к месту выгрузки. Как правило, солодовни с передвижной грядкой представляют собой длинный ящик подситовое пространство которого разделено в поперечном направлении на несколько отделений, число которых равно или кратно числу суток ращения. На продольных стенках ящика уложены рельсы, по которым вдоль ящика передвигается периодически ковшовый ворошитель при помощи тележки. При рабочем ходе ворошитель перебрасывает проращиваемое зерно, чем достигается не только его перемешивание, но и перемещение вдоль ящика, т к рабочий ход имеет направление от места выгрузки к месту загрузки.

Статические солодовни. Работают по принципу совмещения процессов замачивания и проращивания зерна, а также сушке солода в одном аппарате.

Солодорастильные барабаны. Представляют собой барабан с плоским ситом, расположенный горизонтально. Барабан вращается после заполнения зерна, а проращивание зерна происходит в неподвижном барабане в состоянии покоя, при этом слой зерна продувается кондиционированным воздухом. Степень заполнения барабана составляет 50-60%.

Дрожжевые и дрожжерастительные аппараты.

В дрожжевых аппаратах происходит периодическое культивирование дрожжей, в спиртовом производстве. Это, как правило, геометрически закрытый цилиндроконический аппарат, снабженный двумя змеевиками. Один змеевик предназначен для стерилизации среды паром, второй – для охлаждения среды, и поддержания постоянной температуры при размешивании дрожжей.

В аппарате размещена мешалка, которая может быть с верхним боковым приводом. Суть способа культивирования дрожжей состоит в том, что все операции: подготовка сусла, ввод посевных дрожжей, выращивание, ввод дрожжей, промывка стенок и их стерилизация, охлаждение и повторение наполнения осуществляются последовательно. Перемешенная дрожжевая масса может быть осуществлено также сжатым воздухом, подаваемым через барботер. Причем воздух должен быть предварительно очищен в биологическом фильтре.

Дрожерастильные аппараты предназначены для размножения дрожжей в производстве хлебопекарных дрожжей при сохранении их подъемной силы. Процесс длится 20-36 часов, а выход составляет 70-85% от мелассы. При этом в дрожжевом производстве стремятся погасить процесс брожения и активизировать процессы размножения дрожжей. Поэтому используется значительное разбавление суспензии дрожжей, хорошая аэрация. Определенная температура, и строго определенная концентрация питательных веществ во время размножения дрожжей.

Ферментаторы и биореакторы.

Ферментаторы – это аппараты для проведения ферментативных процессов. Биореакторы для создания благоприятных условий жизнедеятельности микроорганизмов. Оборудование, предназначенное для культивирования микроорганизмов, называют растильными установками.

Вибрационные растильные установки основаны на динамическом методе выращивания культур грибов в непрерывно движущемся вибрационном слое. Сущность способа заключается в том, что в стерильную питательную среду, смешанную с посевной культурой, в процессе выращивания подвергают вибрационным колебаниям, с непрерывном перемещением в непрерывном потоке под действие высокочастотных колебаний в пределах 10÷17,5 Гц. Применение вибраций позволяет интенсифицировать процессы массы и теплообмена, микробиологического синтеза, механизировать все технологические операции, повысить активность культуры и организовать высокоэффективный процесс. Установка может быть как горизонтальной, так и вертикальной.

Ферментаторы с пневматическим перемешиванием и внутренним циркуляционным контуром.

Среди них наибольшее распространение получили эрлифторые грушерастильные аппараты, с внутренним циркуляционным контуром. Воздух в аппарат проходит по центральной трубе в кювету, где подготовленного сусла и жидкости, содержащийся в нижней части аппарата образуется газожидкостная смесь, которая движется по внутреннему диффузору, причем часть воздуха отделяется от пены и выводится в атмосферу через отверстия в крышке аппарата. Другая часть опускается вместе с пеной по кольцевому зазору между диффузором и стенкой. При движении вниз пена гасится. Промышленные аппараты имеют в высоту 12-15 метров. Пена подымается до высоты 10-12 метров.