Продуктивність бродильної батареї
У головному бродильному апараті концентрація біомаси дріжджів є величиною сталою Кількість дріжджових клітин збільшується до 5-го апарата і досягає 90-140 млн/мл. Закономірності швидкості розмноження дріжджів описані вище.
Для потоку сусла, оцукрюваного солодом, у 1-му апараті батареї = 0,78, D = 0,074
для потоку сусла, оцукрюваного пліснявими грибами, у першому
апараті =0,105 ,D = 0,111
Питома швидкість розмноження дріжджів у перших бродильних апаратах при різних потоках становила 0,078-0,105, що у 1,5-2 рази більше, ніжу решті апаратів, де значення знаходилось у межах 0,06...0,042
У головному апараті батареї тривалість однієї генерації дріжджів 6,6...8,9 год, урешті чотирьох - від 13,7 до 16,9 год.
Процес зброджування цукрів підпорядковується закону мономолекулярної реакції. Як при кожній такій реакції, процес зброджування цукрів може характеризуватися періодом напіврозпаду, тобто часом, при якому вихідна кількість вуглеводів зменшується вдвічі. (Ц = де
і Ц - концентрація зброджуваних вуглеводів з початку бродіння і через час t. Визначивши цей показник, наприклад, 2 год, можна приблизно розрахувати тривалість зброджування середовища при вихідних показниках
і залишкових у зрілій бражці (Ц = 0,3%), Вона приблизно становить 12 год.
Бродильну активність дріжджів виражають у грамах збродженого цукру у 100 мл середовища за 1 год на 1 г біомаси дріжджів, і вона може бути визначена так:
де х - концентрація біомаси дріжджів у апараті.
1 млрд дріжджових клітин важить 70 мг, або 10 млн клітин 0,7 мг, отже, 1г біомаси дріжджів у 1 л відповідає 14,3 млн дріжджових клітин у 1 мл.
При середній бродильній активності дріжджів ефективність одиниці їх біомаси у головному апараті (q = 0,16-0,24) у два рази вища, ніж у 5-му (q = 0,076-0,14), хоча кількість дріжджових клітин збільшується у протилежному напряму - від 1-го до 5-го апарата. У кінцевих апаратах життєдіяльність дріжджових клітин пригнічується продуктами метаболізму і нестачею живильного субстрату. Тому доцільно збільшувати кількість дріжджових клітин тільки у головному апараті.
Економічний коефіцієнт - відношення середнього приросту біомаси до кількості збродженого цукру.
Час заповнення бродильного апарата при середній швидкості розведення D = 0,128 становить:
Тривалість бродіння при початковій концентрації сусла С0 = 16% і дійсній концентрації у зрілій бражці Ск = 3,5%,
При загальній тривалості бродіння у батареї 52 год кількість бродильних апаратів складає 52/7,8 = 7. Із врахуванням часу на дезинфекцію і стерилізацію апаратів їх приймаємо 8. Фактичний час перебування зброджуваного середовища у апараті буде 52:8 = 6,5 год.
Якщо шляхом рециркуляції бражки і створенням розрідження 3,95-4,9 КПа у одному з бродильних апаратів рециркуляційного контуру видалити з неї 75% продуктів метаболізму дріжджів, то бродіння прискорюється, вміст сухих речовин у бражці головного апарата буде 7% (при вихідному 16%), у 4-му - 2%. Загальна тривалість бродіння становить 24-32 год. У цих умовах активуються дооцукрову-вання декстринів, гідроліз білків, покращується живлення дріжджів та більш повно зброджуються вуглеводи.
Для подовження міжстерилізаційного періоду Є.І.Квасніков запропонував продуценти Actinomyces штам 135(1), а у ВНДІПрБ була розроблена технологія антибіотика лактоциду.
Лактоцид уводять у дріжджове сусло й основне сусло, яке надходить у головний апарат бродильної батареї. На Мічуринському експериментальному спиртовому заводі при приготуванні посівних дріжджів у сусло вводили 0,2% лактоциду, розброджувача - 0,06 %. Якість дріжджів була відмінною, концентрація їх була 132 млн/мл, мертвих - 1%, видимий вміст сухих речовин і кислотність - нижче нормативних.
Концентрація сухих речовин основного сусла становила 15,6%, оцукрюючий матеріал Asp.batatae 61, активність якого (од/мл) така: амілолітична 96, декстрино-логічна 1936, глюкоамізна 148, температура бродіння 29-30° С . Міжстерилізацій-ний період при додаванні до сусла 0,02% препарату лактоциду триває 5 діб, через 130 год у полі зору були одиничні (2-3) палички. Бродіння проходило без наростання кислотності бражки.
Процес бродіння інтенсифікується на 25 %, основна частина вуглеводів (75%) зброджується у головних апаратах, середня кількість незброджених цукрів у браж-
ці становила 0,25-0,30 г/100 мл; на 0,5-0,6% підвищився вихід спирту із 1 т крохмалю, скоротилися витрати пари і електроенергії на стерилізацію дріжджового сусла і бродильних апаратів .
З різних причин (головна - втрата культурою продуценту антимікробної активності та ін.) лактоцид не виробляється.