Технология производство дрожжей из патоки. Сухие дрожжи

Одной из выгодных ниш малого бизнеса является производство различных полуфабрикатов. К ним относятся и различные виды дрожжей. Дрожжи – широко используются в виноделии, пивоварном деле, при изготовлении хлебобулочных изделий и даже спирта. Их процесс производства достаточно прост и доходен. Это позволяет окупить первоначальные вложения в течении года.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции - 10 000 000 рублей.

Насыщенность рынка - средняя.

Сложность открытия бизнеса - 8/10.

Виды дрожжей

На данный момент все существующие виды дрожжей можно разделить на 2 большие категории прессованные и сухие. Первые – содержат около 70% влаги. Это не позволяет хранить их длительное время. По этой же причине их экспорт практически не возможен. Но зато большая часть хлебопекарных цехов рассчитана на работу с ними.

Вторые – это сухие гранулы, которые перед использованием необходимо растворить в воде. На данный момент для удобства использования был изготовлен новый вид сухих дрожжей – инстантные. Перед использованием растворять их в воде нет никакой необходимости. Их сразу же добавляют в муку. Все дрожжи, производящиеся на территории России, обязательно должны иметь соответствующий сертификат соответствия.

С чего начать?

Чтобы открыть завод по производству дрожжей в России, сначала потребуется подобрать необходимое помещение. Так как этот вид деятельности относится к пищевому производству, особое внимание следует уделить соблюдению санитарных норм. Контролировать это будут соответствующие санитарно-эпидемиологические службы. Поэтому на этом этапе проще всего арендовать уже готовое помещение, предназначенное для производства пищевых продуктов.

Кроме санитарии внимание требуется уделить специфике производства. Например, технология изготовления дрожжей требует соблюдения определенного температурного режима. Поэтому теплоизоляция цеха должна быть выполнена на должном уровне. При этом не стоит забывать и о системах кондиционирования. Повышение температуры выше +40° отрицательно скажется на качестве дрожжей.

Если распределять производство по площадям выглядеть это будет следующим образом:

1. Производственная линия 280 м 2 ;
2. Помещение под насосную станцию не менее 48 м 2 ;
3. Энергетический цех 48 м 2 .

После подготовки производственного помещения нужно рассчитать необходимое количество персонала. Для небольшого производства, выпускающего около 500 кг продукции в сутки, потребуется нанять 45-50 рабочих. Большая часть из них, примерно 30-35 человек будут простыми рабочими.

Оборудование

Промышленное производство дрожжей подразумевает использование следующего оборудования:

1. Дрожжанки. Или по-другому емкости для высаживания дрожжей выращенных в лаборатории. Их количество зависит от объема производства.
2. Инокулятор или если по-простому чан для засева. В нем происходит выращивание дрожжей.
3. Флотатор. Его основное назначение отделение образующейся в процессе брожения пены.
4. Насосы для перекачивания.
5. Сепараторы. При помощи них осуществляется отделение дрожжей от браги.
6. Промывочная емкость.
7. Плазмолиз.
8. Сушилка.
9. Упаковочная линия.

Все вышеперечисленное оборудование для производства дрожжей может использоваться для изготовления прессованных, сухих или хлебопекарных дрожжей.

Технология производства

Производство хлебопекарных дрожжей осуществляется по одной и той же технологии. Различия есть только в методах их конечной обработки. Технологическая схема их производства состоит из 3 основных этапов:

1. Выращивание. Этот этап подразделяется на 2 основных процесса. Во время первого происходит взращивание маточной культуры. Во время второго взращивают товарные дрожжи.
2. Выделение из бражки. Сначала происходит процесс флотации, то есть культура дрожжей извлекается из бражки. Затем осуществляют ее сгущение на сепараторах.
3. Обезвоживание. На этом этапе дрожжи плазмолизируются и окончательно высушиваются.

В общем, производство прессованных дрожжей сводится к созданию благоприятных условий для размножения дрожжевого грибка. Под благоприятными условиями подразумевается контролируемая питательная среда, состоящая из легкоусвояемых сахаров. Основным сырьем для производства дрожжей является меласса и бражка на ее основе. В процессе взращивания дрожжевые грибки усваивают из них аминокислоты.

По мере развития они будут поглощать из нее питательные вещества, поэтому питание приходится периодически добавлять, а саму массу обогащать кислородом. После достижения определенного объема рост массы останавливают принудительно. Далее дрожжи отделяют от питательной среды, то есть сепарируют. Последним завершающим этапом в процессе изготовления является формирование готового продукта.

Традиционно производство пищевых дрожжей на территории России осуществляется методом прессования. Прессованные брикеты дрожжей – это выделенные из питательной среды дрожжевые клетки, прошедшие специальную очистку. В их составе присутствует 68% воды и 32% дрожжевых клеток.

Изготовление сухих дрожжей осуществляется схожим образом. За одним исключением – в процессе производства используются другие штаммы дрожжевых грибков с повышенной устойчивостью к сушке. Во время сушки прессованные дрожжи пропускаются через экструдер. Он формирует из них своеобразную «вермишель», которая затем нарезается на гранулы. Сами гранулы затем отправляются в сушильный аппарат, где под воздействием теплого воздуха они превращаются в сухие гранулированные дрожжи.

Производство кормовых дрожжей осуществляется схожим образом, за одним лишь исключением. Использующимся штаммам дрожжевых грибков не требуются стерильные условия. Их особенностью также является то, что они дают более высокий выход биомассы. Производство спиртовых дрожжей также имеет свои особенности. В качестве питательной среды для них используется сусло из солода.

Перспективы

Согласно статистике бизнес по производству дрожжей развивается довольно динамично. В среднем в год объемы продаж таких предприятий вырастают на 5-7 процентов. Связано это с постоянно увеличивающимся рынком сбыта.

Большинство ввозимых на территорию России импортных аналогов сухих дрожжей из-за высоких таможенных пошлин сильно поднялись в цене, что сделало их неконкурентоспособными по сравнению с продукцией отечественных производителей. Поэтому у бизнеса по производству дрожжей будущее есть.

Секреты успеха

Секрет успеха дрожжевого производства, как и любого другого вида бизнеса, кроется в качестве продукции. Также для крупных потребителей очень важна стабильность поставок. Чтобы выйти на требуемый уровень технологию нужно постоянно совершенствовать, внедряя в нее новые идеи.

Также необходимо иметь в своем штате команду высокопрофессиональных технологов, которые будут четко контролировать процесс производства и следить за качеством выпускаемой продукции.

Наши прадеды говорили: "Хлеб - Дар Божий". Но пекли они его отнюдь не на термофильных дрожжах. Эти дрожжи появились ещё до войны.

Учёные, которые занимались изучением этого вопроса, натолкнулись в Ленинской библиотеке на источники из гитлеровской Германии, где говорилось, что эти дрожжи выращивались на человеческих костях, что если Россия не погибнет в войне, то она погибнет от дрожжей. Нашим специалистам не позволили сделать ссылки на источники, скопировать их. Документы были засекречены.

Итак, если термофильные дрожжи появились недавно, то с помощью чего выпекали квасные хлеба в глубокой древности и в недавнем прошлом? Знаменитые крестьянские закваски готовили из ржаной муки, соломы, овса, ячменя, пшеницы. До сих пор в глухих деревнях сохранились рецепты приготовления хлеба без сегодняшних дрожжей. Именно такие закваски обогащали организм органическими кислотами, витаминами, минеральными веществами, ферментами, клетчаткой, пектиновыми веществами, биостимуляторами.

Выпечка хлеба в народной кухне была своеобразным ритуалом. Секрет его приготовления передавался из поколения в поколение. Практически каждая семья имела свой рецепт. Готовили хлеб примерно один раз в неделю на различных заквасках: ржаных, овсяных. Хотя хлеб получался грубее, но использование неочищенной ржаной муки способствовало сохранению в нем всех полезных веществ, которые содержатся в злаках. А при выпечке в русской печи хлеб приобретал незабываемый вкус и аромат. Такой хлеб не зачерствеет и не заплесневеет и через год.

Но вот уже несколько десятилетий хлеб пекут по-другому. И используют для этого не природные закваски, а выдуманные человеком термофильные дрожжи, сахаромицеты. Технология их приготовления - чудовищная, антиприродная. Производство пекарских дрожжей основано на размножении их в жидких питательных средах. Мелассу разбавляют водой, обрабатывают хлорной известью, подкисляют серной кислотой и т. д. Странные методы, надо признать, используются для приготовления пищевого продукта, к тому же, если учесть, что в природе существуют естественные дрожжи, хмелевые, например, солод и т.д.

Давно уже забили тревогу учёные всего мира. Раскрыты механизмы негативного воздействия термофильных дрожжей на организм. Посмотрим, что такое термофильные дрожжи- сахаромицеты, и какую роль они играют в ухудшении здоровья тех, кто употребляет в пищу продукты питания, приготовленные с их применением.

Дрожжи-сахаромицеты (термофильные дрожжи), разновидности которых употребляются в спиртовой промышленности, пивоварении и хлебопечении, в природе не встречаются. Сахаромицеты, к несчастью, являются более стойкими, чем тканевые клетки. Они не разрушаются ни в процессе приготовления, ни слюной в организме человека. Дрожжевые клетки-убийцы, клетки-киллеры убивают чувствительные, менее защищённые клетки организма путём выделения в них ядовитых веществ малого молекулярного веса.

Токсичный белок действует на плазменные мембраны, увеличивая их проницаемость для патогенных микроорганизмов и вирусов. Дрожжи попадают вначале в клетки пищеварительного тракта, а потом уже в кровяное русло. Термофильные дрожжи размножаются в организме в геометрической прогрессии и позволяют патогенной микрофлоре активно жить и размножаться, угнетая нормальную микрофлору, благодаря которой в кишечнике могут вырабатываться при правильном питании и витамины группы В, и незаменимые аминокислоты. Грубейшим образом нарушается деятельность всех органов пищеварения: желудка, поджелудочной железы, желчного пузыря, печени, кишечника.

Желудок изнутри покрыт особой слизистой оболочкой, устойчивой к действию кислоты. Однако если человек злоупотребляет дрожжевыми продуктами и кислотообразующей пищей, то желудок не может долго этому противостоять. Ожог приведёт к образованию язв, появится боль и такой распространённый симптом, как изжога.

Использование в пищу продуктов, приготовленных на основе термофильных дрожжей, способствует образованию сгустков песка, а затем и камней в желчном пузыре, печени, поджелудочной железе, образованию запоров и опухолей. В кишечнике нарастают процессы гниения, развивается патогенная микрофлора, травмируется щёточная кайма. Замедляется эвакуация токсических масс из организма, образуются газовые карманы, где застаиваются каловые камни. Постепенно они врастают в слизистые и подслизистые слои кишечника. Секрет органов пищеварения утрачивает свою защитную функцию и снижает пищеварительную. Недостаточно усваиваются и синтезируются витамины, не усваиваются в должной мере микроэлементы и важнейший из них - кальций.

Ещё одно серьёзное заболевание - ацидоз, нарушение кислотно-щелочного баланса. Нарастают усталость, раздражительность, появляются быстрое физическое и умственное утомление, тошнота, горечь во рту, серый налёт на языке, гастрит, черные круги под глазами, боли в мышцах от избытка кислоты, потеря эластичности мышц. Организм борется с ацидозом, затрачивая массу энергии на восстановление кислотно-щелочного равновесия за счет самого себя, усиленно растрачивая важнейший щелочной резерв: кальций, магний, железо, калий, натрий. Изъятие щелочных минеральных элементов из костей скелета неизбежно приводит к их болезненной хрупкости, что является одной из главных причин остеопороза в любом возрасте.

И, наконец, анатомические нарушения. В норме сердце и лёгкие и нижележащие органы - желудок и печень, а также поджелудочная железа получают мощный массирующий энергетический стимул от диафрагмы, которая является главной дыхательной мышцей, взлетающей до 4-го и 5-го межрёберья. При дрожжевом брожении диафрагма не достигает нужного объёма колебательных движений, занимает вынужденную позицию, сердце располагается горизонтально, нижние доли лёгких сдавлены, все органы пищеварения зажаты чрезвычайно раздутым газами, деформированным кишечником. Часто желчный пузырь покидает своё ложе, изменяя даже форму. В норме диафрагма, совершая колебательные движения, способствует созданию присасывающего давления в грудной клетке, которое притягивает кровь от нижних и верхних конечностей и головы на очищение в легкие. При ограничении её экскурса процесс должным образом не происходит.

Всё это вместе способствует нарастанию застойных явлений в нижних конечностях, малом тазе, голове и приводит в итоге к варикозному расширению вен, тромбообразованию, трофическим язвам и к дальнейшему снижению иммунитета.

Достоин внимания опыт французского учёного Этьена Вольфа. Он в течение 37 месяцев культивировал злокачественную опухоль в пробирке с раствором, в котором находился экстракт ферментирующих дрожжей. В это же время 16 месяцев культивировалась в таких же условиях вне связи с живой тканью, опухоль кишечника. В результате эксперимента выяснилось, что в таком растворе размер опухоли удваивался и утраивался в течение одной недели. Но как только из раствора удалялся экстракт, опухоль погибала. Отсюда был сделан вывод, что в экстракте дрожжей содержится вещество, стимулирующее рост раковых опухолей (газета "Известия").

Нельзя обойти молчанием и такой вопрос. Куда исчезла мука из цельного зерна, из которой пекли хлеб наши предки? Только мука из цельного зерна содержит в себе витамины группы В, микро- и макроэлементы и зародыш, который обладает фантастическими лечебными свойствами. Рафинированная мука лишена и зародыша, и оболочки. Вместо этих, природой созданных, целебных частей зерна в муку добавляют всевозможные пищевые добавки, химическим путём созданные заменители, которые никогда не смогут выполнить то, что создано самой природой.

Рафинированная мука становится слизеобразующим продуктом, который комом ложится на дно желудка и зашлаковывает наш организм. Рафинирование - процесс дорогостоящий, затратный, при этом убивающий живую силу зерна. И нужен он только для того, чтобы как можно дольше сохранить муку от порчи. Мука цельная не может долго храниться, но этого и не требуется. Пусть хранится зерно, а из него по мере надобности можно приготавливать муку.

Чтобы восстановить здоровье нации, нужно вернуться к выпечке хлеба с помощью дрожжей, существующих в самой природе, в хмеле, солоде. Хлеб на хмелевой закваске содержит все незаменимые аминокислоты, углеводы, клетчатку, витамины Bl, B7, РР; минеральные вещества: соли натрия, калия, фосфора, железа, кальция, а также микроэлементы: золото, кобальт, медь, которые участвуют в образовании уникальных дыхательных ферментов.

Видимо, неслучайно хлебные колосья называют золотыми. Хлеб на хмелевой закваске даёт максимальный сокогонный эффект, т. е. активно извлекает из поджелудочной железы, печени, желчного пузыря ферменты и другие, необходимые для полноценного пищеварения вещества, улучшающие моторику кишечника. Человек, употребляющий такой хлеб, наполняется энергией, перестаёт болеть простудными заболеваниями, у него выправляется осанка, восстанавливается иммунитет.

Информация о вреде употребления хлебопродуктов из пекарских дрожжей медленно, но верно входит в сознание людей. Многие пекут хлеб сами. Начинают открываться мини- хлебопекарни. Этот недрожжевой хлеб пока дорог, но исчезает мгновенно. Потребности опережают предложение.

В Рязани по новой схеме начал работать хлебозавод, такое же производство имеется в Ногинске. Всё новое - хорошо забытое старое...

Альтернативные рецепты

ПРЕСНЫЙ ХЛЕБ

1. Способ приготовления пресных лепёшек (лаваш) в домашних условиях. Состав: 1 стакан воды, 2,5 стакана муки, 1,5 чайной ложки соли (или по вкусу). В воде размешать соль. Тонкой струйкой постепенно всыпать муку в солёную воду. Замешиваем тесто. Затем тесту дать постоять (отдохнуть) 20-30 минут. Раскалить сковороду. Тоненько раскатать лепёшку. Подсушиваем лепёшку несколько секунд на раскалённой сковороде. Всего получается 10-12 лепёшек. Готовые лепёшки необходимо сбрызнуть водой (можно из бытового распылителя), иначе они будут хрустящие. Хранить лепёшки лучше в целлофановом пакете в холодильнике не более 3 суток.

2. Хлеб из пророщенных зёрен пшеницы. Влажные, пророщенные зёрна пшеницы прессуют в лепёшки, затем подсушивают на открытом солнце, можно на горячем камне.

3. Пресные лепёшки и булочки на минеральной воде. Это наиболее экономичный способ, он прост и доступен каждому. Газированную воду можно приготовить в сифоне или купить любую щелочную минеральную воду. Просеять прокалённую муку. Развести минеральной водой. Сформировать лепёшки или булочки. Поместить их в предварительно разогретую печь.

4. Домашние дрожжи. Берут 100-200 грамм изюма, промывают тёплой водой, помещают в бутылку с широким горлышком, заливают тёплой водой, добавляют немного сахара, завязывают сверху марлей в 4 слоя и ставят в тёплое место. На 4-5-е сутки начнётся брожение, и можно ставит тесто. Оно должно быть душистым и некислым.

5. Дрожжи из сухого хмеля. Заливают хмель горячей водой (1:2) и кипятят в кастрюле. Если хмель всплывает, его топят в воде ложкой. Когда вода испарится настолько, что отвара останется вдвое меньше первоначального, его сцеживают. В остывшем тёплом отваре растворяют сахар (1 ст. ложка на 1 стакан отвара), смешивают с мукой (0,5 стакана муки на 1 стакан отвара). Потом дрожжи ставят в тёплое место надвое суток для брожения. Готовые дрожжи разливают в бутылки, укупоривают и хранят в прохладном месте. Для приготовления 2-3 кг хлеба необходимо 0,5 стакана дрожжей.

6. Дрожжи из свежего хмеля. В эмалированную кастрюлю плотно закладывают свежий хмель, заливают его горячей водой и варят примерно 1 час, прикрыв крышкой. Затем отвар немного охлаждают и всыпают соли, сах. песку и 2 неполных стакана пшеничной муки. Вымешивают массу до гладкости, ставят в тепло на 36 часов, потом протирают пару очищенных варёных картофелин, смешивают с дрожжами и опять дают побродить в тепле день. Готовые дрожжи наливают в бутылки и плотно закрывают пробками. Расход таких дрожжей - четверть стакана на килограмм муки.

7. Солодовые дрожжи. Не мешает напомнить, что солод - это пророщенное в тепле и влаге хлебное зерно, засушенное и крупно перемолотое. 1 стакан муки и 0,5 стакана сах. песку разводят в 5 стаканах воды, добавляют 3 стакана солода и варят примерно 1 час. Остужают, ещё тёплый раствор разливают в бутылки, неплотно прикрывают пробками и на сутки ставят в тёплое место, а потом на холод. Расход этих дрожжей на приготовление хлеба такой же, как и дрожжей из сухого хмеля.

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевая клетка содержит в среднем 67 % воды и 33 % сухого вещества. Сухое вещество дрожжевой клетки содержит 37…50 % белков, 35…40 % углеводов, 1,2…2,5 % сырого жира и 6…10 % зольных веществ.

Качество хлебопекарных дрожжей определяется требованиями технологии хлеба. Они должны иметь плотную консистенцию, легко ломаться, обладать серым с желтоватым оттенком цветом и характерным дрожжевым запахом, пресным вкусом, содержание влаги не более 75 %, кислотность (в пересчете на уксусную кислоту) не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг спустя 12 сут. Стойкость при температуре 35 °С дрожжей, выработанных на дрожжевых заводах, не менее 60 ч, а на спиртовых – 48 ч, подъемная сила (подъем теста до 70 мм) – не более 70 мин.

Предусматривается выпуск сушеных хлебопекарных дрожжей высшего и 1 сортов в виде гранул, вермишели, крупы или порошка от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Содержание влаги в дрожжах высшего сорта – 8 %, в дрожжах 1 сорта – 10 %. Подъем теста до 70 мм для высшего сорта – 70 мин, для 1 сорта – 90 мин. Сохранность со дня выработки составляет для сушеных дрожжей не менее 12 мес для высшего сорта и 5 мес для 1 сорта.

Показатели качества дрожжей, дрожжевого молока (водной суспензии): концентрация дрожжей – не менее 450 г/л в пересчете на влажность 75 %, подъемная сила не более 75 мин, кислотность не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг через 72 ч.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Выделившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании.

Состав и концентрация питательной среды для культивирования дрожжей обусловливает скорость их размножения и конечный выход продуктов. Для конструктивного и энергетического обмена дрожжей используют сахара, азотистые соединения, зольные элементы и кислород воздуха.

Хлебопекарные дрожжи культивируют на мелассных средах, разбавленных водой. Сахар такой среды легко усваивается дрожжами. Теоретический выход биомассы дрожжей с 75%-ным влагосодержанием находится в пределах 97…117 % по отношению к массе мелассы, содержащей 46 % сахара. В заводских условиях выход дрожжей составляет лишь 68…92 %.

Дрожжи используют в хлебопечении в качестве возбудителя спиртового брожения и разрыхлителей теста. Их применяют также для получения кваса, витаминов, лекарственных препаратов и питательных сред. На дрожжевых заводах вырабатывают прессованные и сушеные дрожжи, а также дрожжевое молоко. На мелассно-спиртовых заводах получают только прессованные дрожжи. Жидкие дрожжи и хлебные закваски готовят непосредственно на хлебозаводах.

На мелассно-спиртовых заводах вырабатывают 15 % хлебопекарных дрожжей от общего их выпуска. Эти дрожжи получают в качестве отходов производства при сепарации зрелой спиртовой бражки, в 1 м 3 которой содержится 18…35 кг дрожжей. Выход прессованных дрожжей составляет до 3,5 кг на 1 дал спирта. Себестоимость хлебопекарных дрожжей, получаемых на спиртовых заводах, на 30 % ниже, чем на дрожжевых.

Стадии технологического процесса. Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:

– подготовка питательной среды;

– выращивание дрожжей;

– выделение дрожжей из бражки;

– формование и упаковывание дрожжей;

– сушка дрожжей (при необходимости).

Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:

– выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;

– промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;

– дозревание дрожжей;

– окончательное промывание и концентрирование дрожжей;

– прессование, формование и упаковка дрожжей;

– хранение.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.

Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.

Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.

На рис. 2.16 представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.

Устройство и принцип действия линии. Меласса поступает на заводы в железнодорожных цистернах 1 . Ее сливают в промежуточный сборник 2 и перекачивают шестеренным насосом 40 в сборник 3 , установленный на весах 4 . Меласса через промежуточный сборник 5 перетекает в мелассохранилище 6 . Через промежуточный сборник 7 меласса поступает в смеситель 8 , где ее разбавляют водой, подкисляют и далее насосом 20 перекачивают в стерилизатор 9 . Далее меласса посту­пает на охлаждение в теплообменник 10 и на очистку в кларификатор 11 . Очищенная разбавленная меласса разделяется на два потока, один из которых поступает в приточный аппарат 12 питательной среды для получения дрожжей ЧК и ЕЧК, а другой – в аппарат 13 для получения двух стадий товарных дрожжей. Из сборника 14 вода, согласно, технологическому регламенту направляется в различные аппараты (15 …19 , 21 , 22 и др.). В цехе чистых культур дрожжей питательная среда стерилизуется в стерилизаторе 15 , после чего поступает в инокуляторы чистых культур: малый 16 и большой 17 .

Рис. 2.16. Машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей

Чистые культуры дрожжей выращивают последовательно на двух стадиях в дрожжерастительных аппаратах. Дрожжи чистых культур ЧК-1 и ЕЧК-1 направляют в дрожжерастильный аппарат 18 , а дрожжи чиста культур ЧК-2 и ЕЧК-2 – в аппарат 19 . Естественно-чистая культура 1 дрожжевым насосом подается на концентрирование в сепаратор 24 и далее в промежуточный сборник 25 . На второй стадии концентрирования для этих дрожжей используют сепаратор 26 , сборник концентрата 27 .

После охлаждения в теплообменнике 10 дрожжевое молоко поступает в дрожжерастильный аппарат 21 на первую стадию выращивания товарных дрожжей. Из этого аппарата дрожжевая масса со значительно большей концентрацией микроорганизмов через сепаратор 28 , сборник концентрата товарных дрожжей 29 насосом подается в теплообменник-охладитель и далее в дрожжерастильный аппарат 22 на вторую стадию получения товарных дрожжей. Из аппарата 22 дрожжи поступают в отборочный аппарат 23 . Сгущение товарных дрожжей идет последовательно на трех стадиях в сепараторах 30 , 32 и 34 . На первых двух стадиях дрожжевую массу промывают водой и направляют последовательно в сборники 31 и 33 . Сгущенное дрожжевое молоко сборника 35 после охлаждения насосом перекачивается на вакуум-фильтр 36 . Далее прессованные дрожжи из сборника 37 поступают на автоматизированные линии для формования и фасования. Воздух – важный технологический фактор в производстве хлебопекарных дрожжей. Очищенный на фильтре 38 воздух с помощью воздуходувной машины 39 возвращается обратно в технологический цикл (16 …19 , 21 , 22 ). Отработанный воздух, содержащий СО 2 и другие примеси, выводится из аппаратов в атмосферу. Станции питательных веществ, пеногасителей, растворов антисептиков оборудованы специальными сборниками-мерниками 41 …45 . Из этих мерников растворы указанных веществ направляют в аппараты 16 …22 .

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

1.3 Основные рассчитываемые показатели

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

2.2 Вспомогательные материалы

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

3.1 Приготовление раствора мелассы

3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества

4. ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ ЧИСТОЙ И ЕСТЕСТВЕННО-ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ

4.1 Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа

4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей

4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах

5.2 Процесс дозревания дрожжей

5.3 Выделение дрожжей

5.4 Формовка, упаковка и транспортировка дрожжей

5.5 Хранение дрожжей

5.6 Сушка дрожжей

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

Технологический процесс выращивания дрожжей складывается из отдельных основных этапов: приготовление питательной среды, выращивание дрожжей, выделение, формовка и упаковка прессованных дрожжей, сушка и упаковка сушеной продукции.

Приготовление питательной среды.

Под питательной средой понимают растворы мелассы, а также растворы азот- и фосфорсодержащих солей. Густую мелассу из мелассохранилищ передают в сборник 1, где хранится суточный запас ее. Из сборника 1 мелассу направляют на весы 2, откуда после взвешивания передают в сборник для разбавления мелассы 3, где ее разводят водой. Этот процесс называют разбавлением. Затем раствор мелассы подают на кларификаторы 4, где происходит освобождение ее от механических примесей - этот процесс называют осветлением. Осветленную мелассу насосом перекачивают в приточные сборники для мелассы 7, откуда ее подают в дрожжерастильные аппараты.

Азот- и фосфорсодержащие соли растворяют отдельно в специальных емкостях водой и используют для питания дрожжей в виде растворов, которые подают в дрожжерастильные аппараты из приточных сборников для солей 5, 6. Для каждой соли используют отдельные резервуары как для растворения ее, так и для притока.

Выращивание дрожжей.

Этот этап является основным в производстве хлебопекарных дрожжей. Выращиванием дрожжей называют процесс размножения клеток дрожжей, когда из небольшого количества засеваемых в питательную среду клеток постепенно, путем ряда последовательных стадий получают большое количество дрожжей, используемых в ряде отраслей промышленности, и прежде всего в хлебопекарной.

Процесс выращивания дрожжей складывается из двух этапов: получения маточных итоварных дрожжей. Маточные дрожжи сначала получают в лаборатории завода, а затем в цехе чистых культур, для чего используют дрожжерастильные аппараты 8 и 9. Прежде всего получают дрожжи чистой культуры (ЧК), а из них - дрожжи естественно-чистой культуры (ЕЧК). Чистой культурой называют дрожжи, выращенные из одной клетки, без примеси посторонних микроорганизмов. Первые стадии размножения дрожжей ЧК проходят в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и, наконец, в производственном дрожжерастильном аппарате, предназначенном для выведения чистой и естественно-чистой культуры. Естественно-чистой культурой называют дрожжи, содержащие незначительное количество посторонних микроорганизмов и используемые в качестве засевного материала для выращивания товарных дрожжей.

Товарные дрожжи на отечественных дрожжевых заводах получают в две стадии: стадия Б -засевные дрожжи, которые выращивают в аппарате 10 и стадия В - товарные дрожжи, которые выращивают в аппарате 11 с дозреванием в аппарате 12.

Выделение дрожжей.

Выросшие маточные и товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500-600 г/л на специальных машинах - сепараторах 13, 15. Для промывки дрожжей используют специальные бачки 14. Сгущенные дрожжи называют дрожжевым молоком. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Дрожжевое молоко маточных дрожжей помещают в сборники 23, а товарных дрожжей - в сборники 24. при сепарировании отделяется до 80% жидкости.

Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами (16), в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины.

Формовка и упаковка дрожжей.

Пластины дрожжей от вакуум-фильтров или фильтр-прессов транспортером подают в бункер 17 формовочно-упаковочного автомата 18, где они формуются в бруски различной массы и упаковываются в специальную этикеточную бумагу.

Сушка и упаковка сушеной продукции.

На некоторых дрожжевых заводах прессованные дрожжи, минуя формовку, направляют в сушильные агрегаты (сушилки), где им придают форму вермишели, измельчают и затем высушивают. Сушеные дрожжи имеют форму гранул.

Высушенные дрожжи упаковывают вручную в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем, либо в ящики с подпергаментной бумагой или расфасовывают на специальных машинах в герметичную упаковку – жестяные банки.

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

При выращивании дрожжей применяют способы, различающиеся режимом подачи питательных веществ, воздуха и длительностью процесса. При этом различают бесприточный, воздушно-приточный воздушно-проточный способы.

Бесприточный способ культивирования применяется при получении маточных дрожжей. По этому способу все питательные вещества в воду подают сразу при загрузке аппарата. Воздух при этом либо не подают совсем, либо подают периодически, либо небольшое количество на протяжении всего периода культивирования.

Воздушно-приточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и постепенным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат. Такой режим называется периодическим. Его обычно используют пи получении последних стадий маточный дрожжей, а также товарных дрожжей.

Воздушно-проточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и одновременным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат и оттоком культуральной среды с дрожжами в отборочный. При этом в течение 6-7 часов дрожжи накапливаются в дрожжерастильном аппарате – этот период называется накопительным. Через 6-7 часов начинается отток среды с дрожжами из дрожжерастильного аппарата в отборочный аппарат – отточный период, или отборочный, который длится 20-30 часов и более – удлиненный или непрерывный режим.

Накопительный период протекает в основном в дрожжерастильном аппарате, куда непрерывно подается питательная среда и воздух. При этом дрожжевые клетки так же, как и при периодическом способе, проходят лагфазу и фазу логарифмического роста, которая длится непрерывно. В первые часы наблюдается синхронное отпочковывание дочерних клеток с невысоким коэффициентом часового прироста (1,08-1,10), затем прирост увеличивается и к 5-му и 6-му часу коэффициент часового прироста достигает величины прироста достигает величины 1,20-1,25. в культуральной среде пи этом накапливается максимально возможное количество дрожжей, так называемая «рабочая биомасса», после чего начинается период непрерывного размножения, или отборочный период.

В этот период в основном дрожжерастильном аппарате клетки находятся в стадии логарифмического роста и устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Количество крупных клеток составляет 20%, средних 55% и мелких не более 25-30%. Отборочный период может длиться бесконечно долго при соблюдении следующих условий:

Обеспечение дрожжевых клеток необходимыми питательными и ростовыми веществами, а также кислородом в достаточном количестве;

Непрерывный вывод из дрожжерастильного аппарата продуктов обмена (метаболизма) клеток, тормозящих их рост и размножение;

Непрерывный отбор из основного дрожжерастильного аппарата прирастающей биомассы.

Стационарная фаза развития дрожжей в непрерывном процессе наступает лишь в отборочном аппарате, куда питательные вещества не поступают и откуда непрерывно отбирается прирастающая биомасса.

Таким образом, выращиваемые в основном аппарате дрожжи характеризуются активностью ферментных систем, т.е. способностью к активному росту и размножению с постоянной, установленной для данного аппарата и перерабатываемого сырья скоростью. От правильного ведения этого процесса в отборочном аппарате засвистит в основном качество дрожжей.

1.3 Основные рассчитываемые показатели

Выход дрожжей

Основным показателем эффективности материальных затрат и дрожжевой промышленности является выход дрожжей. Под выходом дрожжей понимают количество дрожжей, отнесенное к переработанной мелассе и выраженное в процентах. Выход дрожжей В рассчитывают по формуле:

В=Д*100/М

где Д - количество полученных дрожжей, кг; М - количество израсходованной мелассы, кг.

Выход дрожжей на разных заводах различен и зависит от конструкции оборудования, технологической схемы, качества сырья и материалов, снабжения электроэнергией, водой, паром и т. д.

Расчет расхода мелассы на 1 т дрожжей

На дрожжевых заводах при расчете расхода мелассы с содержанием 46% сахара за основу берут выход и выработку дрожжей, которые запланированы вышестоящей организацией в зависимости от технического состояния предприятия и его мощности.

Расход мелассы М по заводу, а также по каждой стадии рассчитывают по формуле

М=Д*100/В

где Д - количество дрожжей, кг; В - выход дрожжей, %.

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

Основным источником питательных веществ для дрожжей является свекловичная меласса, представляющая собой густую сиропообразную жидкость.

Характеристика мелассы

В состав мелассы входят сахара (углеводы), несахара и вода. Основной частью углеводов мелассы является сахароза С12Н22О11, количество которой колеблется в пределах 40-50% в отдельных случаях 54-56%. Кроме сахарозы в мелассе содержится инвертный сахар и раффиноза. Инвертный сахар (смесь глюкозы С6Н12О6 и фруктозы С6Н12О6) мелассы частично поступает из свеклы, где он содержится в количестве 0,1-0,2%. Содержание инвертного сахара значительно увеличивается в подгнившее и замороженной свекле. Значительна я часть инвертного сахара образуется в результате гидролитического расщепления сахара в процессе сахароварения.

Продукты инверсии – глюкоза и фруктоза – снижают содержание сахарозы и ухудшают качество мелассы, так как в процессе сахароварения они превращаются в кислоты и красящие вещества. Рафиноза находится в свекле в количестве 0,01-0,03%. Она устойчива к высоким температурам и действию щелочей при производстве сахара, поэтому полностью переходит в мелассу и ее содержание достигает иногда 2%. Рафиноза С18Н32О16 представляет собой трисахарид, состоящий из галактозы, фруктозы и глюкозы.

В дрожжевом производстве содержание углеводов в мелассе учитывают по сумме сбраживаемых сахаров, которая представляет собой общее количество сахарозы, инвертного сахара и 1/3 рафинозы.

Общее количество неорганических веществ определяют по составу золы, которое колеблется в зависимости от почвенных и климатических условий выращивания свеклы.

При выращивании хлебопекарных дрожжей большое значение для накопления биомассы имеет не только абсолютное содержание золы, но и соотношение зольных веществ и сахаров. Так, в полноценной мелассе на каждые 100 г углеводов должно приходиться не менее 15 г золы, или 8-10% по отношению к мелассе.

В состав органических несахаров мелассы входят азотсодержащие и безазотистые соединения. Азотсодержащие вещества состоят из продуктов распада белков - аминокислот, амидов и аммонийного азота, усваиваемых дрожжами. Большая часть азота является азотом бетаина, который дрожжами не усваивается.

Безазотистые вещества состоят из органических кислот щавелевой, янтарной, глутаровой и др.), летучих органических кислот (уксусной, муравьиной, масляной, пропионовой), а также из карамелей - продуктов конденсации углеводов, образовавшихся под воздействием высоких температур в процессе получения сахара.

Вода в мелассе содержится в свободном и в связанном состоянии в количестве около 20%. Кроме того, в мелассе имеются ростовые вещества - биотин, пантотеновая кислота, инозит, аневрин, рибофлавин, пиридоксин, никотиновая и фолиевая кислоты и микроэлементы: кобальт (Со), бор (В), железо (Ре), мед (Сu) марганец (Мn), молибден (Мо). цинк (Zn).

Большую роль в развитии дрожжей играет реакция (рН) мелассы и наличие в ней вредных примесей. Полноценной мелассой считается меласса нейтральная, слабощелочная (рН 7,1-8,5) и слабокислая (рН 6,3-6.9). Кислая меласса (рН ниже 6,5) не пригодна для длительного хранения. Наличие большого количества красящих веществ в мелассе тормозит рост дрожжей и ухудшает их качество.

Содержание в мелассе таких вредных примесей, как сернистый ангидрид и летучие кислоты, в настоящее время не имеет столь большого значения, как раньше, поскольку за последние годы мелассы с повышенным содержание сернистого ангидрида практически совсем не встречаются, а большая часть летучих кислот находится в мелассе в связанном состоянии в виде солей, значительно менее вредных для дрожжей.

Мелассу, поступающую на дрожжевые заводы, можно разделить, на три основные группы:

Меласса нормальная, соответствующая установленной норме;

Неполноценная меласса, содержащая недостаточное количество веществ, необходимых для нормального роста дрожжей;

Дефектная меласса, содержания вредные примеси, тормозящие рост дрожжей (летучие кислоты, сернистый ангидрид, активные нитритообразующие бактерии), меласса с повышенной цветностью.

Нормальная меласса перерабатывается в дрожжевом производстве по принятым технологическим режимам без нормализации состава, т. е. в основном без добавления активаторов роста и калийного питания.

Влияние состава мелассы на накопление биомассы и качество дрожжей

При выращивании дрожжей на мелассе важно знать количество в ней азота, усваиваемого растущими клетками количество ростовых и зольных веществ.

Азотистые вещества. Меласса, содержащая недостаточное количество азотистых веществ, является неполноценным сырьем для производства дрожжей критерием оценки пригодности мелассы для производства является содержание легкоусваиваемого азота аминокислот. В мелассе содержится 17 аминокислот, при этом преобладают аспарагиновая и глютаминовая, ускоряющие рост дрожжей.

Ростовые вещества (биотин). Для нормального развития дрожжей обязательно требуется наличие в среде веществ, стимулирующих накопление биомассы (биотина, инозита и пантотеновой кислоты). Все эти ростовые вещества содержатся в свекловичной мелассе в следующих количествах (мкг/кг): инозит 5 770 000-8 000 000, пантотеновая кислота 50 000-110 000, биотин 40-140. При этом количество инозита и пантотеновой кислоты обычно соответствует или несколько превышает то количество, которое необходимо для быстрого накопления биомассы с высоким выходом готовой продукции на единицу сырья. Содержание же биотина даже в мелассах.хорошего качества обычно не достигает требуемой нормы (200-250 мкг/ кг). Поэтому при оценке пригодности свекловичной мелассы содержание биотина является очень важным показателем.

Содержание биотина в мелассе, поступающей на дрожжевые заводы, колеблется в широких пределах - от 40-140 мкг/кг и в среднем составляет 83 мкг/кг, причем партии мелассы с более высоким содержанием биотина (115-140 мкг/кг) встречаются редко. Таким образом, по содержанию биотина свекловичная меласса не удовлетворяет требованиям современного дрожжевого производства.

Дрожжи, выращенные на средах с недостатком биотина, обладают слабой ферментной системой, и поэтому их рост замедляется. Дрожжи, богатые биотином, подготовлены к быстрому размножению, так как биотин облегчает усвоение ими неорганического азота из среды и этим содействует образованию белковых веществ в дрожжевой клетке. Такие дрожжи содержат готовые ферментные системы, активной группой которых является биотин.

Зольные вещества (калий). Нормализация состава мелассы в результате добавления различных источников биотина взывает значительное ускорение роста дрожжей. Однако при переработке некоторых партий мелассы наблюдается понижение стойкости готовой продукции, что происходит от недостаточного содержания калия в мелассе. При этом питание нарушается - в дрожжевую клетку в процессе роста не поступают зольные элементы. А между тем в составе золы дрожжевой клетки калия содержится 23-40%.

Калий может находиться в мелассе не только в свободном, но и в связанном состоянии, поэтому он не весь участвует в обменных реакциях при выращивании дрожжей.

Присутствие ионов калия в мелассной среде требуется для проявления активности многих ферментов, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и принимают активное участие в процессе роста и размножения дрожжей.

Из практики работы дрожжевых заводов известно, что на мелассах с низким содержанием калия рост и размножение дрожжевых клеток отклоняется от нормы: замедляются новообразования клеток, появляются дрожжевые клетки с двумя-тремя почками. При этом понижается выработка дрожжей и в конечном итоге сокращается их выход.

2.2 Вспомогательные материалы

В культуральную среду для активного роста дрожжей необходимо добавлять азот, фосфор, калий, магний, ростовые вещества, а также питьевую воду и воздух.

Серная кислота H 2 SO 4 применяется для подкрепления мелассного раствора при осветлении, для регулирования рН культуральной среды в процессе выращивания дрожжей и для очистки от бактериальной инфекции засевных дрожжей. В дрожжевом производстве применяют серную кислоту техническую контактную улучшенную (ГОСТ 2184-67) и аккумуляторную (ГОСТ 667-73) с содержанием моногидрата 92,5-94,0%, мышьяка не более 0,0001%.

Пеногасители применяются для гашения пены, которая образуется в процессе выращивания дрожжей в дрожжерастильных аппаратах. В дрожжевом производстве обычно для гашения пены применяют техническую олеиновую кислоту марок А и Б (ГОСТ 7580-55), которая содержит не менее 95% жирных кислот в безводном продукте, не более 0,5% влаги и имеет температуру застывания не более 10-16°С.

Дезинфицирующие вещества: хлорная известь, натр едкий технический, сода кальцинированная, формалин, молочная кислота, кислота борная, перекись водорода, фурацилин, сульфанол и т.д.

Борная кислота Н3ВО3 в виде бесцветных блестящих кристаллов или кристаллического порошка белого цвета, полностью растворимых в воде, содержит не менее 99,0-99,8% борной кислоты (ГОСТ 9656-75). Применяется вместе с молочной кислотой для обработки засевных дрожжей и для подавления микрофлоры мелассного раствора, так как смесь указанных кислот обладает большей антибактериальной активностью, чем при использовании каждой кислоты в отдельности.

Перекись водорода (водный раствор Н 2 О,) - бесцветная прозрачная жидкость с содержанием 27,5-40% перекиси водорода (ГОСТ 177-71). Обладает антибактериальной активностью и применяется для подавления роста бактерий в засевных дрожжах.

Воздух. В дрожжевом производстве для аэрации бродящей жидкости используется большое количество воздуха, который может содержать значительное количество микроорганизмов (до нескольких тысяч в 1 м 3). В связи с этим забор воздуха должен производиться выше конька крыши завода. Воздух необходимо очищать фильтрами и охлаждать. Недостаточная очистка воздуха, подаваемого на производство, может явиться причиной увеличения численности бактерий в культуральной жидкости.

Воздух производственных помещений, обычно обсемененный бактериями и дрожжевыми клетками, служит причиной попадания микроорганизмов в производственные среды и готовую продукцию.

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

3.1 Приготовление раствора мелассы

Процесс приготовления раствора мелассы состоит из разбавления и осветления ее. Осветляют мелассу с целью удаления грубых взвешенных частиц, коллоидов, микроорганизмов и других примесей.

Существует несколько способов осветления мелассы в дрожжевом производстве. Выбор того или иного способа обычно обусловлен устройством подготовительного отделения.

Механический способ. В настоящее время на большинстве дрожжевых заводов мелассу осветляют с помощью кларификаторов, где взвешенные частицы отделяются под действием центробежной силы. Указанный способ осветления позволяет экономить мелассу, вспомогательные материалы, пар, кроме того, сокращается время на осветление.

Перед пуском на кларификатор мелассу взвешивают и разбавляют водой до определенной концентрации (кратность разбавления 1-3), добавляют хлорную известь из расчета 2- 3 кг (при содержании 33% активного хлора) на 1 т ее. После перемешивания раствора с хлорной известью дают получасовую «хлорную выдержку», затем добавляют серную кислоту до получения рН 4,5 - 5,0 и направляют на кларификатор.

На некоторых предприятиях применяют стерилизацию мелассы. При этом ее разбавляют горячей водой температурой 80-90°С и направляют в стерилизатор. Стерилизацию проводят при температуре 105-125°С в течении 15 - 60 с, после раствор мелассы охлаждают до 80-85°С и подают на кларификатор.

Отстойный кислотохолодный способ. Этот способ применяют на дрожжевых производствах небольших мощностей (5-10 т/сут) и при отсутствии кларификаторов. В заторный чан набирают воду и мелассу (на 1 т мелассы около 0,75 м 3 воды). После размешивания в аппарат засыпают хлорную известь из расчета 0,6-0,9кг активного хлора, затем размешивают еще 30 мин и оставляют затор в состоянии покоя в течение 30 мин. За это время микробы - вредители дрожжевого производства - под действием хлора становятся неактивными и постепенно гибнут.

После выдержки включают мешалку, добавляют серную кислоту до получения рН 5,0, размешивают 30 мин и добавляют воду до содержания сухих веществ в мелассе 20-40% (в зависимости от принятой на заводе концентрации) и дают затору отстояться в течение 10-12 часов (пока меласса не станет порзрачной).

Дозировка раствора мелассы осуществляется по программе с помощью автоматических устройств или вручную.

При осветлении мелассы отстойным кислотохолодным способом потери мелассы составляют 1.8-1,4% от исходного объема.

Для снижения потерь мелассы при осветлении в дрожжевом производстве в основном перешли с отстойного метода m механический (с помощью кларификаторов), что снижает потери ее до 0,14%.

3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества

Современная технология производства дрожжей предъявляет к составу мелассы требования, обусловленные необходимостью повысить выход дрожжей в товарной стадии до 80-90°/о в расчете на сырье и максимально увеличить выработку дрожжей с каждой линии дрожжерастильных аппаратов.

В мелассе с повышенным содержанием углеводов (более 50%) мало необходимых для построения дрожжевых клеток несахаров: золы, азота и биотипа. В связи с этим значительно понижается отношение массы перечисленных веществ к массе сахаров, и избыток сахара расходуется не на накопление биомассы, а сбраживается с образованием спирта.

Нормализация состава неполноценной мелассы

При переработке меласс, содержащих недостаточное количество азотистых, ростовых и зольных веществ, необходимо добавлять недостающие компоненты. Нормализация состава питательной среды приводит к стабилизации выхода дрожжей, и к улучшению качества готовой продукции.

При выращивании дрожжей по периодическим схемам питательную среду нормализуют путем добавления источников биотипа (кукурузного экстракта или дестпобиотина), калийных и магниевых солей в начале процесса выращивания. Полноценный кукурузный экстракт подают из расчета 6%, а калийные соли из расчета 3,5% калия в мелассе, содержащей 46% сахара.

Нормализация питательной среды при выращивании дрожжей по непрерывной (например, суточной) схеме осуществляется следующим образом: кукурузный экстракт подают во время загрузки (складки) дрожжерастильного аппарата из расчета 6%, а калийные соли 3,5% (К2О) к мелассе, расходуемой в накопительном периоде. Второй раз кукурузный экстракт и калийные соли добавляют в начале периода оттока среды из расчета на мелассу, перерабатываемую в течение 6 ч. В дальнейшем недостающие ингредиенты добавляют по истечении 6 ч оттока среды из расчета на мелассу, перерабатываемую в течение следующих 6 ч.

4. ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ ЧИСТОЙ И ЕСТЕСТВЕННО-ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ

Производство дрожжей начинают с получения чистой культуры дрожжей. На большинстве отечественных предприятий чистую культуру дрожжей (маточные дрожжи) получают по режиму ВНИИХПа.

4.1 Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа

Питательные среды. Дрожжи чистой и естественно чистой культуры должны обладать высокой энергией размножения, поэтому для их выращивания используют питательные среды, богатые органическим азотом, ростовыми и минеральными веществами и микроэлементами. К числу таких питательных сред относится солодовое сусло, поэтому оно и является основой питательной средой, используемой для размножения дрожжей в лабораторных стадиях. В лаборатории завода дрожжи получают в четыре стадии.

В первых трех лабораторных стадиях дрожжи выращивают на витаминизированной среде, которую готовят следующим образом. К 2000 мл солодового сусла с концентрацией 16- 18% СВ добавляют 450 мл томатного или морковного сока,50 г глюкозы, 50 г мальтозы и 50 мл автолизата дрожжей (2%). Общую концентрацию среды доводят водой до I2-14% СВ, а рН до 4,8-5,0.

Вместо солодового сусла для приготовления питательной среды можно использовать солодовый экстракт. Томатный или морковный сок можно заменить виноградным, однако при этом глюкозу не добавляют, так как в этом соке она содержится в достаточном количестве для размножения дрожжей.

Питательную среду разливают в стерильную посуду: в четыре пробирки по 5 мл витаминизированного сусла, в четыре маленькие колбы - по 50 мл, в четыре большие колбы-по 500 мл. Среду стерилизуют в автоклаве в соответствии с общими правилами микробиологической техники (0,05 МПа в течение 30 мин). Среду, которая не содержит сахаров (например, дрожжевую воду), стерилизуют при давлении 0,1 МПа в течение 60 мин.

Простерилизованную среду проверяют на стерильность, для чего помещают ее в термостат при температуре 30 с С на 72 ч. Ее считают стерильной и используют для получения ЧК в том случае, если она за это время не помутнеет. Стеклянную посуду и фильтры стерилизуют сухим паром в сушильном шкафу при 160 С в течение 60 мин.

В последней лабораторной стадии дрожжи выращивают на смешанной среде. Для ее приготовления берут 10 л солодового сусла или витаминизированной среды плотностью 12-14% СВ, добавляют 5 л раствора мелассы, содержащей 30-32 СВ, 25 г диаммонийфосфата и 5 л воды. Среду разливают по 7 л в две колбы. Карлсберга и стерилизуют в автоклаве при 0.05 МПа в течение 6.0 мин.

В цехе чистых культур и в производственной стадии дрожжи ЧК и ЕЧК выращивают на растворе мелассы с добавлением азотного и фосфорного питания, ростовых веществ и. минеральных солей.

Выращивание дрожжей ЧК в лабораторных условиях. Размножение чистой культуры начинают из чистой культуры дрожжей, получаемой в пробирках из ВНИПХПа, или из музейной культуры дрожжевого завода. Дрожжи ЧК можно также получать из сушеных дрожжей, что в настоящее время имеет место на ряде отечественных заводов, выпускающих сушеные дрожжи.

Выращивание дрожжей в цехе ЧК. Осуществляют его в три следующие стадии - стадия малого инокулятора (МИН), стадия большого инокулятора (БИН), стадия ЧК-1. Объемы этих аппаратов от стадии к стадии увеличиваются, возрастает и количество дрожжевой массы.

Все стадии цеха ЧК являются бесприточными, т. е. все питательные вещества и воду подают в начале процесса выращивания (при загрузке).

Выращивание дрожжей ЧК в производстве (стадия ЧК-II). В отличие от предыдущих стадий в производстве дрожжи выращивают по воздушно-приточному способу. Основные питательные вещества (раствор мелассы, азот, фосфорсодержащие соли) и воду в аппарат подают непрерывно, а ростовые и минеральные вещества (хлористый калий, сернокислый магний и др.) - во время загрузки аппарата. Эта стадия обычно проходит в аппарате общим объемом 30 или 50 м 3 . Активную кислотность (рН) регулируют при помощи раствора аммиака, подаваемого взамен сернокислого аммония в равноценном по азоту количестве, поддерживая ее в пределах 4,5-5,0.

Получение дрожжей ЕЧК. Дрожжи чистой культуры служат засевным материалом для выращивания дрожжей естественно-чистой культуры.

Раньше дрожжи ЕЧК получали в три стадии, из которых две первые вели по бесприточному режиму, а последнюю - по воздушно-приточному. В настоящее время рекомендован более перспективный способ получения дрожжей ЕЧК в две стадии. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с прежним. При этом способе сокращается длительность цикла, снижается вероятность инфицирования культуры, сокращается количество рабочих, высвобождаются емкости, улучшается качество культуры (ее ферментативная и генеративная активность, а также стойкость к хранению).

При современном двухстадийном получении дрожжей на первой стадии их выращивают в цехе ЧК по бесприточному режиму, на второй - в производственном отделении по воздушно-приточному способу.

Стадия ЕЧК-1. Известно, что выращивание дрожжей на инфицированной культуре понижает экономический эффект использования сырья и качество готовой продукции. Для очистки засеваемых в дрожжерастильный аппарат дрожжей от бактериальной инфекции маточные дрожжи подвергают кислотной обработке серной пли молочной кислотой. Кислотную обработку производят в специальной емкости, снабженной мешалкой, куда помещают 100 л дрожжевого молока (50 кг дрожжей с 25% СВ) и при непрерывной работе мешалки добавляют либо 0,6-1,0 л предварительно разведенной (1:4) концентрированной серной кислоты (плотность 1,84). чтобы кислотная баня составляла 25-30%, либо 2.5 л 40%-ной молочной кислоты. Среду выдерживают в течение 40-60 мин при непрерывном перемешивании, после чего засевают в дрожжерастильный аппарат, который предварительно был загружен питательной средой.

В аппарат вместимостью 7,5 м 3 при загрузке набирают около 4 м 3 воды и добавляют 600 кг стерильной мелассы в виде раствора плотностью 35-40% СВ; 8.3 кг сернокислого аммония; 4.3 кг диаммонийфосфата; 1,5 кг хлористого калия; 0,5 кг сернокислого магния и 0,12 г дестиобиотина. Содержимое аппарата хорошо перемешивают, добавляют воду с таким расчетом, чтобы после засева дрожжей начальная плотность культуральной среды составила 10% СВ, а объем 5,6 м 3 .

Стадия ЕЧКII. Ее проводят в аппарате вместимостью 30 или 50 м 3 при температуре 28-3ОºС; рН среды поддерживают на уровне 4,5 и регулируют при помощи раствора аммиака, подаваемого вместо сернокислого аммония. В течение всего процесса среду аэрируют воздухом.

4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей

Дрожжи ЧК по окончании дозревания направляют на сепарирование. Выделение дрожжей проводят на отдельных сепараторах по двухступенчатой схеме. Отсепарированные на первом сепараторе дрожжи непрерывно без задержки передают па второй сепаратор для сгущения. Холодную воду для промывания дрожжей подают в промежуточный сборник после первого сепарирования и на второй сепаратор. Промытые и пущенные до концентрации 400-600 г/л дрожжи, называемые; дрожжевым молоком, направляют в сборник, в котором они хранятся при температуре не выше 6°С.

Дальнейшее сгущение дрожжевого молока производят ни вакуум-фильтрах.

Дрожжи ЕЧК хранят обычно в прессованном виде либо в виде дрожжевого молока (взвеси дрожжей в воде), а также в высушенном состоянии при оптимальной температуре 2-4°С.

В последнее время метод хранения дрожжей Ч и ЕЧК в виде дрожжевого молока нашел широкое признание в промышленности. Он является наиболее перспективным, так как позволяет сохранить ценные для маточных дрожжей свойства - генеративную активность и чистоту культуры.

Генеративная активность маточных дрожжей, сохраняемых в прессованном виде, стабильна лишь в течение первых 10 сут, при дальнейшем хранении она ухудшается. Например, если величина генеративной активности в исходных маточных дрожжах составляла 0.233, то через 10 сут хранения в прессованном виде она увеличилась до 0,237, а через 20 сут понизилась до 0,230 и через 30 сут - до 0,226. При хранении же дрожжей в виде дрожжевого молока генеративная активность дрожжей в течение всего периода храпения улучшается и через 10 сут увеличивается до 0,238, через 20 сут-до 0,248 и через 30 сут - до 0,250.

При хранении маточных дрожжей в виде дрожжевого молока сохраняется лучше также ферментативная активность и чистота культуры, в то время как при хранении дрожжей в прессованном виде наряду с понижением генеративной активности наблюдается и постепенное нарастание бактериальной микрофлоры дрожжей, которая достигает иногда 50% (по соотношению колоний при высеве на чашки Петри). Посторонняя микрофлора в основном состоит из молочнокислых бактерий и плесневых грибов.

4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК

Маточные дрожжи должны представлять собой чистую культуру сахаромицетов без примеси посторонних дрожжевых грибов и бактерий, особенно гнилостных.

При микрокопировании видны крупные округлые и овальные клетки равномерной величины. При посеве их на жидкую среду, содержащую уксуснокислый натрий, через 5 сут не должна появляться пленка (признак наличия несахаромицетов), а на твердых средах - не должны появляться колонии дрожжеподобных грибов и бактерий.

Дрожжи ЧК должны содержать 1,3% фосфора и 2,5% азота, а дрожжи ЕЧК - 1.0% фосфора и 2,0% азота и обладать высокой генеративной активностью. Скорость роста активных маточных дрожжей составляет 0,200-0,350. Генеративная активность дрожжей ЧК зависит от способа их культивирования. Дрожжи дыхательного типа (аэробные, полученные по воздушно-приточному способу) обладают более высокой способностью к размножению и росту по сравнению с дрожжами бродильного типа (анаэробными, полученными при небольшой аэрации среды). При этом формируются клетки, содержащие различное количество биотина, метахроматина, РНК (рибонуклеиновой кислоты), ДНК (дезокенрибонуклеиновой кислоты), полифосфатов и различающиеся по составу. Активные маточные дрожжи должны иметь следующие показатели:

Дрожжи ЧК - подъемная сила 35 - 40 мин, мальтазная активность 70 - 90 мин, осмочувствительность не более 20 мин,

Дрожжи ЕЧК - подъемная сила 40-50 мин, мальтазная активность 70 - 100 мин, осмочувствительность не более 10 мин.

Стойкость хороших маточных дрожжей обычно превышает 72 ч.

Кроме того, дрожжи чистой и естественно-чистой культуры должны содержать не менее 10% крупных клеток, не более 25% мелких клеток, не более 10 % почкующихся клеток.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах

На отечественных заводах товарные хлебопекарные дрожжи выращивают обычно по схеме ВНИИХПа в две стадии(засевная стадия Б и товарная В) при кратности разбавления сырья 17. При этом для заводов с отечественным оборудованием применяют несколько иной режим выращивания дрожжей, чем для заводов, где установлено оборудование из Польской Народной Республики. Это связано с сепарированием засевных дрожжей стадии Б на этих заводах.

Выращивание дрожжей на заводах с отечественным оборудованием

Стадия Б. Засевные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах общим объемом 30 м 3 . Загрузку аппарата осуществляют в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний; затем подают 215 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. По окончании засева подают ростовые вещества, хлористый калин и начинают подачу питательных.

В процессе выращивания дрожжей температуру поддерживают на уровне 30ºС, количество воздуха - 80 м 3 /ч на 1 м 3 среды в аппарате. В этой стадии за 11 ч накапливают 1100 кг дрожжей. Дозревание дрожжей в стадии Б не предусматривается.

Стадия В. Товарные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах вместимостью 100 м 3 . Засевным материалом служит все содержимое аппарата Б.

Дрожжи получают по технологической схеме с 20 или 12-часовым периодом размножения. В дрожжерастильном аппарате В в течение первых 7 ч по воздушно-приточному способу накапливают «рабочую» биомассу (накопительный период). 3атем начинают непрерывный отток ее в отборочный аппарат (период отборов), где дрожжи в условиях небольшой аэрации и без добавления питательных веществ дозревают в течение 1 ч, после чего поступают на сепараторы для выделения.

Одновременно с оттоком в дрожжерастильный аппарат по программе поступают питательные вещества (растворы мелассы, солей и вода). В необходимых случаях подают ростовые вещества, соли калия и магния. Количество среды, отбираемой ежечасно, соответствует количеству жидкости, поступающей в дрожжерастильный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным. Количество дрожжей в основном дрожжерастильном аппарате должно быть также постоянным (прирост дрожжей отбирают в отборочный аппарат).

В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м 3 набирают соду, осветленный раствор мелассы, раствор сернокислого аммония, после чего передают все содержимое аппарата Б; одновременно подают воздух. После этого в аппарат подают ростовые вещества и хлористый калий и начинают приток мелассы и солей. Расход воздуха в аппарате составляет 100 м 3 /ч на 1 м 3 среды. В начале процесса рН среды устанавливают 4,5, в конце 5,5-5,8. К концу накопительного периода накапливается 3400 кг дрожжей и заполняется весь полезный объем аппарата стадии В.

С 8-го часа начинают постепенный отбор культуральной среды в отборочный аппарат по 11 м 3 /ч где аэрация среды понижена (расход воздуха составляет 40-50 м 3 /ч на 1 м 3 среды). В период отбора в основной дрожжерастильный аппарат ежечасно подают в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний, диаммонийфосфат. Период отборов длится 12 при 20-ти часовом периоде размножения дрожжей и 4 часа – при 12-ти часовом периоде.

При работе завода по режиму с 20-ти часовым периодом размножения с одного аппарата получают 9300 кг дрожжей.

Выращивание дрожжей на заводах с оборудованием производства ПНР.

На заводах установлены дрожжерастильные вместимостью 100 м 3 . Дрожжи выращивают по 12-часовой схеме с четырьмя отборами.

Товарные дрожжи выращивают также в две стадии.

Стадия Б. Дрожжи выращивают в аппарате общим объемом 100 м 3 . Аппарат загружают в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний. Затем подают 620 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. Затем добавляют ростовые вещества, хлористый калий и начинают приток питательных растворов. Хлористый калий и сернокислый магний расходуют в зависимости от содержания этих веществ в мелассе и воде и добавляют в начале процесса выращивания дрожжей.

Дрожжи стадии Б сепарируют на отдельных сепараторах и хранят в сборниках дрожжевого молока.

Стадия В.накопительный период товарной стадии длится 7 часов. За это время накапливают 4000 кг дрожжей как при работе завода по 12-, так и 20-ти часовой схеме.

В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м 3 набирают воду и подают в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний и 1200 кг дрожжей стадии Б в виде дрожжевого молока.

С 7-го часа начинают период отбора среды, который продолжается 4 ч при работе по схеме с 12-часовым периодом размножения и 12 ч - с 20-часовым периодом. Ежечасно в отборочный аппарат отбирают 11 м 3 среды. В дрожжерастильный аппарат подают и виде растворов мелассу, сернокислый аммоний и воду. Ростовые вещества и КС1 подают на 6-ом и 12-ом часу брожения (20-часовой период). Всего получают 6000 кг товарных дрожжей при работе по схеме с 12-часовым периодом размножения и 10 000 кг дрожжей по схеме с 20-часовым периодом.

5.2 Процесс дозревания дрожжей

Процесс выращивания дрожжей заканчивается их дозреванием. От стадии дозревания в большой степени зависит качество хлебопекарных дрожжей. Во время этого процесса происходит перестройка ферментных систем с активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие лишь нормальные функции клетки.

К концу процесса выращивания дрожжей, когда подача питательных веществ прекращена, в дрожжерастильном аппарате находятся дрожжевые клетки, разные по возрасту, с различной биологической активностью (старые, уже давшие несколько поколений дочерних клеток, и молодые, только что отпочковавшиеся, а также зрелые клетки). Соотношение их может быть различным, и это в большой степени от режима ведения технологического процесса и активности исходной культуры. Дочерние клетки находятся в стадии формирования ферментных систем. Молодые клетки обладают активной ферментной системой, направленной на синтез белка. В период почкования они отличаются пониженной стойкостью. Для синтеза они используют питательные вещества, содержащиеся в бражке. В созревших клетках ферментные системы уравновешены. Такие клетки при определенных условиях могут долго сохранять присущие им свойства, поэтому процесс дозревания должен обеспечить максимальное число зрелых клеток (почкование должно завершиться).

Особенно большое значение режим дозревания дрожжей приобретает при работе по воздушно-проточному способу, так как в отборочный аппарат все время поступают клетки с активной ферментной системой, направленной на синтез биомассы.

В процессе дозревания клетки потребляют остаточные питательные вещества. Завершается процесс почкования. Отпочковавшиеся клетки вырастают, и биомасса увеличивается в основном за счет роста клеток.

5.3 Выделение дрожжей

По окончании процесса выращивания и дозревания дрожжи выделяют из культуральной среды сначала на сепараторах, затем несколько раз промывают холодной водой, сгущают и получают дрожжевое молоко с концентрацией дрожжей 300-700 г/л. Далее его направляют на вакуум-фильтры для окончательного выделения дрожжей.

Сепарирование. Известно несколько способов выделения и промывания дрожжей.

Промывание дрожжей в одном промывном аппарате с непрерывной подачей воды и непрерывным отделением промывной воды на сепараторах ведут до пор, пока дрожжи не будут отмыты от бражки. Затем подача воды в промывной аппарат прекращают, отмытое дрожжевое молоко сгущают и подают сначала в сборники молока, а затем на окончательное выделение.

Промывание в двух промывных аппаратах. Дрожжевое молоко, полученное после отделения бражки от дрожжей, промывают сначала в одном, потом в другом промывном аппарате, после чего сгущают на тех же сепараторах и направляют в сборники дрожжевого молока, а оттуда уже на фильтр-прессы для окончательного отделения дрожжей от промывной воды.

Двухступенчатое сепарирование. Дрожжи сепарируют и сгущают на разных сепараторах. Культуральную среду дрожжей дрожжерастильного аппарата подают на первую ступень сепараторов. Отсепарированные дрожжи через промежуточную емкость, в которую подают холодную воду для промывания, перекачивают на вторую ступень, где происходит дополнительная промывка и сгущение дрожжей. Промытые и сгущенные дрожжи направляют в сборники дрожжевого молока, в которых его хранят при температуре, не превышающей 6ºС (оптимальная температура составляет 2 - 4 С).

Трехступенчатое сепарирование. Отделение дрожжей от среды, промывание и сгущение дрожжевого молока происходят на разных сепараторах. На первой ступени происходит отделение дрожжей от бражки. Непромытые дрожжи через промежуточную емкость, в которую одновременно поступает холодная вода для промывки, подают на вторую ступень сепараторов, где дрожжи отделяют от промывной воды. Затем они поступают во вторую промежуточную емкость, в которую также подают холодную воду. Здесь происходит повторная промывка дрожжей, после чего вместе с промывной водой они насосом подаются на третью ступень сепараторов, где происходит сгущение дрожжей до концентрации 450-700 г/л.

Наиболее эффективными по сравнению с первыми двумя являются ступенчатые схемы сепарирования, при которых обеспечивается лучшее промывание, сгущение и высокое качество готовых дрожжей.

5.4 Формовка, упаковка и транспортировка дрожжей

Отпрессованные на вакуум-фильтре или фильтр-прессе дрожжи поступают в формовочную машину, где их при необходимости увлажняют для придания требуемой консистенции дрожжевой массы.

Дрожжи направляют в упаковочно-расфасовочные автоматы, формующие дрожжевую массу в виде прямоугольных брусков 1000. 500. 100 и 50 г.

5.5 Хранение дрожжей

На отечественных дрожжевых заводах хлебопекарные дрожжи в основном хранят в холодильных камерах, завернутые в специальную бумагу, при температуре 1-4ºС и относительной влажности воздуха 82-96%.

5.6 Сушка дрожжей

Сушеные хлебопекарные дрожжи получают из прессованных дрожжей. Высушивание дрожжей является одним из эффективных способов сохранения их ферментных систем, поскольку они не могут сохраняться длительное время в прессованных дрожжах.

Сущность процесса сушки дрожжей заключается и удалении воды из прессованных дрожжей. При этом влажность их снижается с 72 до 8-10%.

Основной задачей процесса сушки является удаление только свободной влаги. Если удалить из клетки химически связанную влагу, то нарушится структура протоплазмы и клетка погибнет.

Химически связанная влага п является той остаточной влагой сушеных дрожжей (7-8%), которая не удаляется при сушке.

Известен ряд способов сушки дрожжей: в малоподвижном слое, во взвешенном состоянии, распылением, сублимацией, в условиях остаточного давления.

Во всех сушильных устройствах сушка дрожжей происходит нагретым воздухом. Однако температура воздуха различна, что обусловливается конструкцией сушилок. Например, в вакуум-сушилке температура дрожжей ЗО°С в первом периоде сушки сохраняется при нагреве сушильного воздуха до 60°С за счет сильного испарения влаги. В камерной и ленточной сушилках испарение происходит медленнее, чем в вакуумной, поэтому поддерживать в дрожжах температуру 30°С можно при нагреве поступающего в сушилку воздуха только до температуры 45-48С. В распылительной сушилке вследствие очень быстрой сушки дрожжей перегрева ид не наблюдается даже при температуре входящего воздуха 140°С.

Процесс сушки дрожжей состоит из следующих операции подачи прессованных дрожжей в формовочную машину, формовки их в виде гранул, подачи гранул дрожжей в сушилку, процесса высушивания, подачи сушеных дрожжей в " бункер для остывания, упаковки готовой продукции

6. ПРИЛОЖЕНИЕ

Технологическая схема дрожжевого производства с использованием бражки: 1 - сборники для мелассы: 2 - весы; 3 - сборник для разбавления мелассы;4 - кларификатор: 5 - сборник для раствора диаммонийфосфата; 6 - сборник для раствора сернокислого аммония; 7 - приточные сборники для осветленной мелассы; 8 - отделение чистой культуры дрожжей; 9 - дрожжерастильный аппарат дрожжей ЧК и ЕЧК; 10 - дрожжерастильный аппарат I стадии товарных дрожжей: 11 - дрожжерастильный аппарат II стадии товарных дрожжей; 12 - отборочный аппарат; 13, 15 - дрожжевой сепаратор; 14 - промывные бачки: 16 - фильтр-пресс или вакуум-фильтр: 17 - бункер: 18 - формовочно-упаковочный автомат: 19 - песчаный фильтр; 20 - сборник для бражки, направляемой в оборот; 21 - аппарат СВЧ для стерилизации бражки, направляемой в оборот; 22 - мерник для бражки; 23 - сборник дрожжевого молока маточных дрожжей; 24 - сборник дрожжевого молока товарных дрожжей.

12. ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Дрожжевая отрасль республики представлена одним из старейших предприятий – ОАО «Дрожжевой комбинат», в состав которого входят Минский дрожжевой комбинат и Ошмянский дрожжевой завод. Основным видом деятельности ОАО «Дрожжевой комбинат» является производство дрожжей хлебопекарных (прессованных и сухих) на мелассе. Мощность предприятия – 20 300 т дрожжей в год.

Термином «хлебопекарные дрожжи» или просто «дрожжи» обычно обозначают микроорганизмы, которые относятся к классу низших грибов – Saccharomyces cerevisiae .

Дрожжи используют в хлебопечении как возбудители спиртового брожения и разрыхлители теста за счет выделяющегося диоксида углерода. Кроме того, дрожжи содержат глутатион, который влияет на структуру глутенина, расщепляя в нем внутримолекулярные дисульфидные связи. Глутенин – это основной белок пшеничной муки, структурой которого определяется структура и текстура теста. В результате протекания микробиологических процессов и, прежде всего, спиртового брожения, накапливаются соединения, оказывающие существенное влияние на вкус и аромат хлеба и в некоторой степени повышающие его питательную ценность.

В витаминной промышленности хлебопекарные дрожжи служат источником витаминов группы В и D, в фармацевтической промышленности из них получают нуклеиновые кислоты, ферменты, ряд лекарственных препаратов. Дрожжи применяют в биотехнологии для приготовления питательных сред.

Saccharomyces cerevisiae – факультативные анаэробы. В среде, лишенной кислорода, они размножаются слабо, но быстро сбраживают сахара с образованием этанола и диоксида углерода с выделением небольшого количества тепла:

С6 Н12 О6 = 2С2 Н5 ОН + 2СО2 + Этот процесс спиртового брожения и является основным при

брожении теста в хлебопечении.

В присутствии кислорода дрожжи ассимилируют углеводы с выделением большого количества энергии

С6 Н12 О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2 О + Выделяющаяся энергия используется дрожжами на синтез кле-

точного вещества и поддержание обменных процессов, поэтому в условиях аэрации происходит интенсивное накопление биомассы дрож-

жей. На скорость размножения дрожжей и выход биомассы влияет ряд факторов: температура, значение рН, состав питательной среды.

Saccharomyces cerevisiae – мезофилы с температурным оптимумом 29–30 С. При более низких и более высоких температурах жизнедеятельность дрожжей замедляется и выход конечного продукта уменьшается. Кроме того, при повышении температуры возрастает вероятность развития в питательной среде посторонних микроорганизмов, что ухудшает качество продукта.

Оптимальное значение рН питательной среды для размножения дрожжей – 4,5–5,5. В этих условиях высока активность ферментных систем, быстро протекают процессы синтеза белков, витаминов, высокая скорость роста дрожжевых клеток.

Питательная среда для выращивания дрожжей должна содержать легкоусвояемые формы углеводов (моно- и дисахара), источники азота (растворимые органические и неорганические соединения азота), фосфора, макро- и микроэлементы, витамины, стимуляторы роста.

Технологический процесс производства хлебопекарных дрожжей представленный на рис. 40, включает операции приготовления питательной среды и накопления посевного материала, выращивания дрожжей, выделения их из культуральной жидкости и получение конечного продукта (прессованных или сухих дрожжей).

Приготовление питательной среды

– разбавление мелассы

– асептирование

– осветление

– обогащение питательными солями

Получение посевного материала

– получение маточных дрожжей

– получение засевных дрожжей

Получение товарных дрожжей

Выделение дрожжей

– сепарирование

– вакуум-фильтрование (прессование)

Рис. 40. Технологическая схема производства хлебопекарных дрожжей

Приготовление питательной среды. Основным источником питательных веществ в среде для выращивания дрожжей является отход свеклосахарного производства – меласса. Вместе с тем, кроме полезных для дрожжей веществ меласса содержит и нежелательные примеси: коллоидные и взвешенные вещества, которые, сорбируясь на поверхности дрожжевых клеток, нарушают нормальный обмен веществ, и вещества, ингибирующие рост и размножение дрожжей. Поэтому проводят подготовку мелассы, которая включает следующие операции:

– разбавление мелассы водой (в соотношении от 1: 1 до 1: 3 в зависимости от состава мелассы и уровня ее обсемененности микроорганизмами);

– асептирование мелассы холодным или горячим способом. В первом случае в мелассу вводят хлорную известь и подкисляют серной кислотой до значения рН 4,5–5,0, во втором – кипятят или стерилизуют в пластинчатых теплообменниках;

– удаление взвешенных частиц под действием центробежной силы на сепараторах-кларификаторах;

– добавление минеральных солей и стимуляторов роста (сульфат аммония, карбамид, аммиачная вода, диаммонийфосфат, ортофосфорная кислота, соли калия, магния, кукурузный экстракт, дрожжевой автолизат или другие источники биотина – гидролизат молочной сыворотки, дестиобиотин и др.).

Получение посевного материала. Существует несколько тех-

нологических схем выращивания дрожжей, которые отличаются между собой количеством стадий, периодичностью или непрерывностью, кратностью разбавления мелассы. Наиболее распространена технологическая схема, по которой посевной материал получают периодическим способом в виде маточных и засевных дрожжей. Товарные дрожжи получают в две стадии: сначала в периодических условиях (накопительная культура), затем – в непрерывных.

В свою очередь чистую культуру маточных дрожжей получают

в несколько стадий. В лаборатории дрожжи наращивают в пробирках, затем в колбах в условиях асептики (отсутствия посторонних микроорганизмов) на солодовом витаминизированном сусле, только на последней стадии добавляя в среду мелассный раствор. Далее дрожжи размножают в отделении чистой культуры последовательно в малом, большом инокуляторе и аппарате чистой культуры (ЧК-1). Здесь также поддерживаются асептические условия, для аэрации подается воз-

дух. Средой для размножения дрожжей служит мелассное сусло, в которое вносят питательные соли и стимуляторы роста. Заканчивается процесс получения чистой культуры маточных дрожжей (ЧК-II) в производственных условиях в дрожжерастильных аппаратах по воз- душно-приточному способу. Воздух в аппарат подают постоянно, а раствор мелассы добавляют по мере накопления биомассы дрожжей. На всех стадиях получения маточных дрожжей поддерживают температуру 26–30 С, значение рН 4,5–5,0, длительность выращивания на каждой из лабораторных стадий – 16–24 ч, на каждой стадии в отделении чистой культуры – 10–14 ч.

Чистую культуру маточных дрожжей получают один раз в тричетыре недели. Для лучшей ее сохранности дрожжи сепарируют, промывают холодной водой, сгущают до концентрации 400–600 г/л и хранят в охлаждаемых сборниках при температуре не выше 6 С.

Засевные дрожжи получают в две стадии (ЕЧК-I и ЕЧК-II) по технологическому режиму естественно-чистой культуры, когда строгие условия асептики не поддерживают, но в значительной мере предотвращается развитие посторонних микроорганизмов. Это обеспечивается подготовкой мелассы (см. выше) и обработкой маточных дрожжей, которые используют для засева, молочной или серной кислотой. Первую стадию выращивания осуществляют периодическим способом, вторую – воздушно-приточным. Условия выращивания (температура, рН, длительность) такие же, как при получении маточных дрожжей. Дрожжи ЕЧК готовят по мере необходимости, обычно один раз в сутки и используют для засева при выращивании товарных дрожжей. Выделяют и хранят их так же, как и маточные дрожжи.

Получение товарных дрожжей. Товарные дрожжи выращива-

ют в две стадии. В первом дрожжерастильном аппарате процесс ведут по воздушно-приточному способу, засевными служат дрожжи ЕЧК-II. Для второй стадии засевными служат дрожжи из первого аппарата, выращивание здесь осуществляют по непрерывному способу, т. е. постоянно подают питательную среду и производят отбор культуральной жидкости в отборочный аппарат. Выращивание на обеих стадиях проводят при температуре 30 С и значении рН 4,5–5,0.

В отборочном аппарате дрожжи дозревают при аэрировании. Дрожжевые клетки используют оставшиеся питательные вещества, завершают процесс почкования и роста, такие клетки долго сохраняют присущие им свойства.

Выделение дрожжей. Дозревшие дрожжи необходимо выделить из культуральной жидкости как можно быстрее во избежание ухудшения их свойств. Выделение дрожжей проводят в две стадии: путем сепарирования получают дрожжевое молоко, затем фильтрованием или прессованием получают пастообразную массу влажностью 75%.

Наилучшее качество дрожжей обеспечивается при трехступенчатом сепарировании. При этом после первой и второй ступеней сепарирования дрожжевой концентрат промывают холодной водой с температурой не более 2 С для удаления остатков питательной среды. После третьей ступени сепарирования дрожжевое молоко, имеющее концентрацию 450–700 г/дм3 , окончательно охлаждают в пластинчатом теплообменнике до температуры 4–8 С.

Окончательное выделение дрожжей из дрожжевого молока происходит на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах. Вакуум-фильтры имеют большую производительность, обеспечивают лучшие санитарные условия, требуют меньших затрат ручного труда.

Формование и упаковка прессованных дрожжей. Упаковочно-

фасовочные автоматы придают прессованной дрожжевой массе вид прямоугольных брусков и заворачивают их в этикеточную бумагу. Фасованную продукцию укладывают в ящики. Хранят дрожжи при температуре 1–4 С и относительной влажности воздуха 82–96%, срок хранения – 12 суток. Однократно замороженные дрожжи могут сохранять активность долгое время, однако при оттаивании и повторном замораживании дрожжи погибают.

Сушка дрожжей. Значительно повысить срок хранения дрожжей (до 6 и более месяцев) позволяет их сушка. На сушку следует направлять дрожжи высокого качества, без примеси посторонних микроорганизмов, осмо- и термоустойчивые.

Качество сушеных дрожжей тем выше, чем быстрее проходит процесс высушивания. Поскольку дрожжи должны сохранить свою жизнеспособность и восстанавливать свои жизненные функции при благоприятных условиях, высокие температуры сушки применять нельзя.

Перед высушиванием дрожжи проходят гранулятор, где им придают форму вермишели или гранул. Используют сушилки разных конструкций, более прогрессивной является высушивание дрожжей во взвешенном состоянии нагретым воздухом. При этом температура воздуха постепенно снижается с 50 до 30 С во избежание перегрева

дрожжей, когда межклеточная влага удалена и начинается медленное удаление внутриклеточной влаги. Конечная влажность дрожжей составляет не более 8% для высшего сорта и не более 10% для дрожжей I сорта. Сушеные дрожжи упаковывают в жестяные банки или полиэтиленовые пакеты и хранят при температуре не выше 15 С.