Сухой лед транспортируют в изотермических контейнерах

На производство 1 кг сухого льда расходуется 1,6...2,0 кг жид­кого диоксида углерода.

15. Показатели оценки сточных вод спиртовых предприятий (БПК, ХПК). Сравните механические, химические, физико-химические, биологические способы очистки сточных вод.

Вода — одно из самых ценных природных богатств. Несмотря на значительные водные ресурсы Земли, природные запасы пресной воды ограничены. Они истощаются вследствие возраста­ющего потребления воды для хозяйственных целей. Удовлетворе­ние потребностей промышленности, сельского хозяйства и насе­ления в воде — важнейшая проблема.

Используемая промышленными предприятиями и коммуналь­ными объектами чистая вода почти полностью возвращается в водоемы в виде сточных вод, содержащих различные загрязне­ния. Из-за этого ухудшается санитарное состояние поверхност­ных вод и ограничивается возможность их применения в качест­ве источников водоснабжения.

Около 30 % общего потребления воды в пищевой промыш­ленности приходится на долю спиртовых заводов. Общий расход воды на производство 1000 дал спирта из зерна составляет 1756 м³, в том числе артезианской воды — 479, речной или пру­довой — 1009, отработавшей — 268 м³. Учитывая повторное ис­пользование воды для транспортирования и мойки картофеля, расход артезианской, речной или прудовой воды на производство спирта из зерна и картофеля практически одинаков.

Удельный расход воды на получение 1000 дал спирта из ме­лассы зависит от схемы комплексной переработки сырья.

При производстве спирта, особенно из мелассы, образуется большое количество сточных вод с высокой степенью загрязне­ния. На спиртовых заводах, перерабатывающих крахмалсодержа­щее сырье, послеспиртовую барду используют для кормовых целей в нативном виде или для приготовления белково-витамин­ного продукта.

ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД

Сточные воды спиртовых заводов, перерабатывающих крах­малсодержащее сырье, подразделяют на три категории:

теплообменные;

после гидравлического транспортирования и мойки картофеля;

после замачивания зерна, дезинфекции и гидроподачи солода, мойки технологического оборудования, помещении, лютерная вода, хозяйственно-бытовые стоки.

Сточные воды мелассно-спиртовых заводов делят на четыре категории:

теплообменные;

после продувки паровых котлов и регенерирования фильтров химической водоочистки;

лютерная вода, конденсаты вторичного пара, образующегося при упаривании барды;

после мойки оборудования, промывные и фильтр-прессные воды дрожжевых цехов, хозяйственно-бытовые стоки, первичная и вторичная барда.

Степень загрязнения сточных вод определяют по физико-хи­мическим и биологическим показателям — цветности, прозрач­ности, запаху, содержанию сухого остатка, pH, биологическому потреблению кислорода (БПК), химическому потреблению кис­лорода (ХПК) и некоторым другим.

От показателя pH зависит возможность непосредственного сброса сточных вод в естественные водоемы или необходимость их предварительной нейтрализации. БПК показывает, какое количе­ство кислорода в миллиграммах необходимо затратить на биологи­ческое окисление органических веществ в 1 л стоков при темпера­туре 20 ‘С. Полное окисление этих веществ протекает очень долго, поэтому обычно ограничиваются определением 5-суточной по­требности в кислороде и обозначают ее БПК5. Окисление в тече­ние 20 сут считается полным, и потребность в кислороде для этого обозначается БПКп. Для большей части бытовых и промышлен­ных стоков БПК5 составляет 70...80 % от БПКп.

Из-за длительности определения БПК₅ в заводской практике чаще пользуются показаниями ХПК — количеством кислорода в миллиграммах, которое необходимо для окисления органических соединений в I л воды раствором бихромата или перманганата калия. Если сточные воды содержат органические вещества, стойкие к биологическому окислению, определение ХПК являет­ся более надежным методом оценки содержания органических соединений. Очевидно, что значение ХПК, как правило, выше, чем БПК.

Теплообменные воды в производственном цикле не загрязня­ются, поэтому состав их зависит от качества воды источника водоснабжения. Однако в случае неисправности технологическо­го оборудования (неплотности прокладок, коррозия теплообмен­ной поверхности) охлаждаемые жидкости, попадая в воду, за­грязняют ее.

Загрязненность стоков второй категории зерно-картофельных спиртовых заводов обусловлена нерастворимыми в воде приме­сями минерального и органического происхождения. Состав сточных вод этой же категории, образующихся на мелассно- спиртовых заводах, зависит от состава воды, которую используют для питания паровых котлов, и способа регенерирования фильт­ров для умягчения исходной воды. Эти воды загрязнены главным образом минеральными веществами.

Стоки третьей категории, образующиеся при производстве спирта из зерно-картофельного сырья и мелассы, а также сточные воды мелассно-спиртовых заводов четвертой категории содержат органические и минеральные соединения. Особенно много этих веществ в мелассной барде, количество которой составляет при­мерно половину стоков мелассно-спиртовых заводов.

По данным ВНИИПрБ, стоки второй и третьей категорий зерно-картофельных спиртовых заводов имеют показатели, при­веденные в табл. 42.

42. Характеристика сточных вод от зерно-картофельных спиртовых заводов Сточные воды Темпе­ ратура, pH Содержание взвешенных веществ, мг/л БПК5, мг Ог/л БПКЛ, мг Оз/л хпк, мгОг/л Транспорггно-мосч- ные 9,0 После замачивания зерна и транспорти­рования его в соло­довню 6,1 От промывки и дез­инфекции солода 6,1 От гидротранспорта свежепроросшего солода От мойки: 6,1 сит и солодорас- тильных ящиков 6,5 оборудования цеха разварива­ния сырья 6,5 дрожжевых аппа- плтлв 6,8 Ud luD взбраживателей 6,8 бродильных аппа­ратов 5,8 Лютерные 4,8.„8,5 От мойки полов 6,5 Из душевых 6,5 Хозяйственно-быто­ вые 7,0 От продувки паро­вых КОТТЛОВ 11,0 От взрыхления и промывки фильтров химводоочистки 7,4

Как видно из табл. 42, сточные воды спиртовых заводов, перерабатывающих зерно и картофель, загрязнены незначитель­но —- БПК₅ не превышает 1000 мг 0₂/л.

Характеристика сточных вод спиртовых заводов, перерабаты­вающих мелассу, приведена в табл. 43.

43. Показатели сточных вод по категориям Показатель I Температура, "С 30. ..60 20.. .100 80.. .100 20...90 Запах, баллы 0. ..3 3. ..5 4. ..7 3...5 pH 7. ..8 8.. .12 4,4. ..6,4 5,5...6,2 Прозрачность, см 12. ..30 10. ..20 15. ..25 0...2 Сухой остаток, мг/л БПК5, мг Ог/л 359. ..500 300. ..600 1300. ..2000 450...10 000 1. .10 2. .40 100.. .2500 600...3700 БПКп, мг Ог/л 5.. .12 5. .80 180.. .3000 950...4500 ХПК, мг Ог/л 5.. .40 10. .100 250.. .4000 1000...5500

Наиболее загрязнена послеспиртовая и последрожжевая барда (табл. 44). Органические вещества послеспиртовой мелассной барды представлены глицерином, аминокислотами, бетаином, редуцирующими веществами, органическими кислотами, колло­идами, минеральными веществами — хлоридами и сульфатами калия, натрия и кальция. В состав органических веществ послед- рожжевой барды входят главным образом глицерин, бетаин, пир- ролидонкарбоновая кислота, редуцирующие и жироподобные ве­щества.

Барда

44. Характеристика мелассной барды

Показатель

послеспиртовая

последрожжевая

pH

Плотный остаток, мг/л Взвешенные вещества, мг/л Азот, мг/л

Летучие кислоты, мг/л БПКз, мг Ch/л БПК_п, мг Ог/л ХПК, мг Ог/л

4,6...5,2 62 040...81 220

5300.. .7850

2500.. .3860

2300.. .3900 29 000...48 000 44 000 ..59 000

4900.. .66 900

4,4...5,0 35 200...51 885

970.. .5610

940.. .2500

300.. . 720

15 500...29 900 18 000...42 000 20 000...48 000

Стоки 1-й и 2-й категорий являются условно чистыми и могут направляться в естественные водоемы после предварительного охлаждения и насыщения кислородом в градирнях или брызгаль- ных установках. Сильно загрязненные сточные воды 3-й и 4-й категорий необходимо подвергать специальной биохимической обработке.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ сточных вод

В настоящее время применяют механические, химические, физико-химические и биологические способы очистки сточных вод. Выбор способа очистки зависит от количества стоков, кон­центрации и вида загрязнений, требуемой степени очистки, раз­мера водоема, в который сбрасывают сточные воды, а также от влияния их на состояние водоема.

Самыми эффективными современными методами можно очистить сточные воды от органических загрязнений на

85.. .95 %. В них остается лишь некоторое количество поверх­ностно-активных веществ, растворимых минеральных солей и других соединений.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

Первый этап очистки сТочных вод — механическое удаление из них взвешенных и плавающих частиц. Для этого применяют решетки, сита, песколовушки, отстойники, жироловушки.

Решетки предназначены для очистки сточных вод от крупных примесей, которые могут вызвать порчу оборудования очистных станций. В пищевой промышленности чаще всего используют стационарные решетки с просветом между прутьями не более 40 мм. Мелкие взвешенные частицы размером более 1 мм удаля­ют с помощью стационарных или вращающихся штампованных сит.

Для удаления нерастворимых минеральных соединений сточ­ные воды пропускают через песколовушки. Скорость осаждения взвешенных частиц под действием силы тяжести рассчитывают по формуле Стокса. В зависимости от направления движения сточных вод различают горизонтальные и вертикальные песколо­вушки. Взвешенные частицы будут осаждаться на дно песколо- вушки, если соблюдаются следующие условия направления дви­жения стоков:

при вертикальном

v > vi;

при горизонтальном

v >viH/L,

где v — скорость осаждения частицы в неподвижной жидкости, мм/с; V] — ско­рость течения жидкости, мм/с; Я — высота слоя жидкости в песколовушке или отстойнике, м; L — длина песколовушки или отстойника, м.

На этом же принципе основано выделение мелких взвесей в отстойниках. Длительность пребывания сточных вод в отстойни­ках не должна превышать 2 ч во избежание гнилостного разло­жения органических веществ. Применяют отстойники периоди­ческого и непрерывного действия. В зависимости от направле­ния движения стоков различают также горизонтальные и вертикальные непрерывнодействующие отстойники.

Для очистки сточных вод от загрязнений, не растворяющихся в воде и имеющих меньшую плотность (масло, нефть, жир), используют жироловушки, которыми могут служить сборники, обеспечивающие небольшую скорость течения сточных вод. Для очистки стоков от высокодисперсных жиров применяют жироло­вушки с внутренними перегородками. Всплыванию жировых за­грязнений способствует аэрирование жидкости.

ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

Сущность химических способов очистки сточных вод заключа­ется во взаимодействии химических реагентов с загрязнениями. Оно способствует выделению из раствора взвешенных, коллоид­ных и растворенных соединений. В результате этого снижается цветность, стоки обеззараживаются, устраняются неприятные за­пахи.

Химическую очистку вод обычно сочетают с механической или биологической.

Выделить из сточных вод коллоиды и соли тяжелых металлов можно смешиванием сточных вод, которые имеют кислую и щелочную реакцию среды. Содержащиеся в сточных водах не­растворимые гидроксиды металлов и карбонат кальция, имею­щие положительный заряд, нейтрализуют отрицательно заряжен­ные коллоидные частицы. Образовавшиеся частицы являются центрами коагуляции, обрастают до больших размеров и быстро осаждаются в отстойниках в виде хлопьев.

В качестве коагулянтов используют хлориды и сульфаты окис- ного и закисного железа, сульфат алюминия (глинозем) и из­весть. Обрабатывая сточные воды коагулянтами, уменьшают со­держание взвешенных частиц на 90 %, БПК* на несколько де­сятков процентов и число бактерий на 40...80 %. Этот способ очистки стоков простой и сравнительно недорогой. Существен­ный его недостаток — незначительное снижение БПК₅.

Эффективное средство обеззараживания сточных вод — хло­рирование. Бактерицидное действие хлора вызвано окислением веществ, входящих в состав протоплазмы бактериальных клеток. Сточные воды обеззараживают жидким хлором или хлорирован­ной водой, приготовленной в хлораторах.

Один из главных показателей степени вредности сточных вод, сбрасываемых в водоемы, — потребность в кислороде на окисле­ние содержащихся в них органических веществ. При большом объеме стоков, сбрасываемых в водоем с малым дебитом воды, эти соединения окисляют кислородом воздуха или специально добавляемыми веществами, например селитрой. Для аэрирова­ния стоков используют устройства, интенсивно перемешиваю­щие их. Аэрирование способствует не только окислению сточных вод, но и биологической очистке их, так как в результате этого интенсифицируется жизнедеятельность микроорганизмов, разла­гающих органические соединения.

Содержащиеся в сточных водах биогенные элементы — азот, калий и фосфор — способствуют развитию водорослей и высших растений, которые загрязняют водоем. Чтобы удалить фосфор, сточные воды обрабатывают гидроксидом железа или известью. Удалить азот и калий из сточных вод очень сложно. Кроме того, удаление этих элементов не предотвращает развитие раститель- .ности в поверхностных водоемах, поскольку они могут попасть в водоемы с водами, стекающими с полей, а азот — еще и с дожде­вой водой.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

В основу физико-химических способов очистки сточных вод положены процессы адсорбции, дистилляции, ионного обмена, электродиализа, осмоса и др.

Для очистки стоков от органических веществ, молекулы кото­рых гидрофобны или слабогидратированы, применяют активный уголь. При этом получают стоки с БПК менее 1 мг 0₂/л, ХПК —

3.. .16 мл 0₂/л, с содержанием взвешенных веществ менее 0,5 мг/л и фосфатов 0,1...1,0 мг/л. Однако активный уголь дорог, поэтому его целесообразно использовать только для окончатель­ной очистки небольшого количества сточных вод и в случае, если необходима особенно высокая степень очистки.

В отечественной и зарубежной (Германия, Польша) спирто­вой промышленности упаривают сточные воды, обогащенные минеральными и органическими веществами.

Перспективна очистка сточных вод методом электрокоагуля­ции и элекгрофлотации. А. Н. Кривчун и П. С. Цыганков пока­зали, что при очистке этим методом на 99,4...99,7 % уменьшается количество бактериальных клеток и воды могут быть использова­ны для приготовления мелассного сусла. Названные способы энергоемки.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

Из биологических способов распространены следующие: оро­шение почвы сточными водами, очистка их в биологических прудах и фильтрах, обработка активным илом, анаэробное бро­жение сточных вод.

При орошении почвы сточными водами содержащиеся в них взвешенные вещества задерживаются, а растворенные органичес­кие соединения адсорбируются, подвергаются различным физи­ко-химическим процессам и биологическому разложению. Сточ­ные воды — хорошая питательная среда для развития микроорга­низмов почвы, которые, разлагая органические вещества, образуют ассимилируемые растениями соединения. Орошение почвы сточными водами повышает ее плодородие. Исследова­ниями УкрНИИ гидротехники и мелиорации установлена воз­можность орошения сточными водами, полученными на меласс- ных спиртовых заводах, почв, на которых возделывают кормовые культуры. На таких почвах можно выращивать кормовые культу­ры без применения азотных, калийных удобрений, при этом урожай трав увеличивается на 30...40 %, силосной массы кукуру­зы — на 60..70, кормовой свеклы на 80...99 %.

Для очистки мелассной барды применяют поля фильтрации (почвенные фильтры), располагаемые на легких песчаных по­чвах, обладающих хорошей фильтруемостью. Площадь, пред­назначенную для полей фильтрации, делят на дренированные участки (карты) по 0,25...0,4 га и ограждают валками, в кото­рых укладывают трубопроводы для транспортирования стоков. Дренажные ходы диаметром 8...10 мм размещают на глубине

1.. . 1,5 м с шагом 5... 10 м. По поверхности участков сточные воды распределяют при помощи желобов. Карты полей фильт­рации заполняют водой слоем 5... 10 см. При фильтровании через почву достигается очистка сточных вод до 90 % по БПК₅.

Полезная площадь полей фильтрации (га)

F_n = v_cp/q₀,

Vcp — средний расход сточных вод, м³/сут, до — удельная нагрузка на поверхность палей фильтрации, м³/га в сутки.

Зимой в зависимости от географического района расположе­ния предприятия площадь полей фильтрации увеличивают на

10.. .25 %.

Биологические пруды представляют собой искусственные или естественные водоемы, предназначенные для биологичес­кой и физической очистки сточных вод. Особую роль для очистки в биологических прудах играют водоросли и бактерии, которые разлагают содержащиеся в стоках органические веще­ства, после чего водоросли используют образовавшиеся про­дукты для синтеза своей биомассы. Под действием солнечного света водоросли выделяют кислород, необходимый для аэро­бного окисления органических соединений бактериями. Био­логические пруды должны быть неглубокими, чтобы необходи­мый для фотосинтеза солнечный свет проникал во внутренние слои воды.

Для ускорения окислительных процессов биологические пруды оборудуют аэрирующими устройствами, что повышает их производительность по очистке сточных вод в 5... 10 раз.

В странах СНГ, США, Японии и других странах разрабатыва­ют методы использования сточных вод для выращивания одно­клеточных водорослей Chlorella и Scenedegnus, биомассу которых можно использовать как источник растительного белка в корме животных и пище человека.

Для искусственной биологической очистки стоков применя­ют биологические фильтры, в которых загрязненные воды окисляют кислородом воздуха при участии микроорганизмов, образующих биологическую пленку на поверхности наполните­ля фильтра. Наиболее распространены оросительные биологи­ческие фильтры различных типов. При аэрировании сточных вод развивается смесь микроорганизмов, главным образом бактерий и простейших, которую называют активным илом. Очистка сточных вод происходит вследствие потребления орга­нических загрязнений микроорганизмами активного ила, ад­сорбции и коагуляции взвешенных и коллоидных веществ, а также окисления органических соединений кислородом возду­ха. Процесс очистки сточных вод активным илом включает следующие основные стадии: удаление из стоков взвешенных частиц, аэрирование смеси сточных вод с активным илом, отделение очищенных сточных вод с активным илом, отделе­ние очищенных сточных вод от суспензии активного ила и возврат его в аэрационную камеру (аэротенк).

Анаэробный биологический метод очистки применяют для производственных сточных вод с высокой концентрацией орга­нических веществ — БПК_п = 10 ООО мг О^л и более. Этот способ рассматривается как предварительная ступень перед аэробной доочисткой.

В процессе очистки стоков и получения биомассы активного ила требуется подача фосфорного питания. Представляет ин­терес способ очистки, при котором в активный ил вводят культуры Asotobacter croecoccus и Bacillus megatlrium, что по­зволяет проводить процесс без добавления биогенных веществ азота и фосфора.

Б б. СССР разработан способ биологической очистки кон­центрированных стоков с применением плесневых и дрожжепо­добных грибов и бактерий, который осуществляют при темпера­туре 36...41ºС. Эффект очистки составляет 70...85 %. В получае­мой биомассе содержится до 60 % протеина, ее можно применять как корм для животных.

· 16. Принципиальная технологическая схема производства этилового спирта из зерна. Аппаратурное оформление процессов и пути повышения эффективности по стадиям переработки сырья (комплексные технологии).

· 17. Укажите преимущества и недостатки использования картофеля в спиртовом производстве (экономические, энергетические аспекты, качества конечного продукта)

Картофельный крахмал дает более высокий выход спирта.

· 18. Особенности переработки крахмал- и сахаросодержащего сырья. Преимущества и недостатки получения этилового спирта из мелассы.

Преимущество заключается в простоте переработки мелассы, повышенном выходе спирта, большой производительности труда, снижении себестоимости продукции. (Переработка картофеля и зерна в спирт осуществляется в несколько стадий: подготовка сырья к развариванию, получение осахаривающих материалов, разваривание крахмалсодержащего сырья, осахаривание крахмалсодержащего сырья, культивирование дрожжей, сбраживание сусла, извлечение спирта из бражки и его очистка. Получение спирта из мелассы включает подготовку мелассы к сбраживанию, культивирование дрожжей, сбраживание мелассного сусла, извлечение спирта из бражки и его очистка.)

19. Рассчитайте теоретический и практический выход этилового спирта из 1 т условного крахмала сырья. Влияние на данный параметр вида сырья, схем его переработки и аппаратурного оформления процесса.

· 20. Ферментные препараты амилолитического, протеолитического и цитолитического действия в технологии этилового спирта из крахмалсодержащего сырья. Обоснуйте возможность повышения эффективности процессов при использовании МЭК для производства сусла обычной и повышенной концентрации.

В производстве спирта в осахаривающих материалах опреде­ляют амилолитическую, декстринолитическую, глюкоамилазную, протеолитическую, осахаривающую и инвертазную активность (способность) и выражают их в условных единицах — больших и малых (1 б. е. в 1000 раз больше 1 м. е.).

Амилолитическую способность (АС) (отражаю­щую в солоде совместное действие а- и р-амилаз, в ферментных препаратах — только а-амилазы) определяют по исчезновению цветной реакции крахмала и высокомолекулярных декстринов с йодом. 1 м. е. АС обозначает, что 1 г натурального солода, 1 г воздушно-сухой поверхностной микробной культуры и 1 мл глу­бинной культуры при температуре 30 "С в течение 1 ч катализи­рует гидролиз 1 г крахмала до бесцветных декстринов.

Декстринолитическая активность (ДА) фер­мента выражает способность гидролизовать конечные декстри­ны, содержащие в основном а-1,6-глюкозидные связи. За едини­цу активности принимают количество субстрата в миллиграммах, которым при температуре 30 °С за 1 ч прогидролизовано 1 г препарата или 1 мл ферментного раствора.

Глюкоамилазная (мальтазная) активность (ГлА) характеризует действие фермента на растворимый крахмал или мальтозу. 1 м. е. ГлА равна количеству фермента, которое катализирует гидролиз определенного количества крахмала или мальтозы с образованием 1 мг глюкозы при температуре 30 *С за 1 ч.

Протеолитическая активность (ПА) — способ­ность протеаз катализировать расщепление белка. 1 м. е. ПА соответствует количеству фермента, катализирующему гидролиз 1 г казеина в принятых стандартных условиях с определением гидролизованного белка по образовавшемуся тирозину.

· 21. Принципиальная технологическая схема производства хлебопекарных дрожжей на специализированном предприятии. Стадии культивирования, выделения дрожжей из дрожжевой суспензии. Особенности производства хлебопекарных дрожжей на спиртовом заводе.

Представляют собой микроорганизмы из семейства сахаромицетов, основной используемый вид — Saccharomyces cerevisiae.

Технология хлебопекарных дрожжей складывается из следую­щих технологических операций: выделение дрожжей из зрелой мелассной бражки, промывка водой и получение дрожжевого концентрата; прессование; формование и упаковка; хранение.

ВЫХОД И ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ СВОЙСТВА ДРОЖЖЕЙ

По физико-химическим показателям прессованные хлебопе­карные дрожжи должны удовлетворять следующим требованиям (ГОСТ 171-81).

Влажность, %, не более Подъем теста до 70 мм, мин, не более Кислотность 100 г дрожжей (в пересчете на уксусную кислоту) в день выработки, мг, не более Кислотность 100 г дрожжей после 12 суг хранения или транспортирования при 0...4’С, мг, не более Стойкость при хранении, ч, не менее

Наряду с этими показателями хлебопекарных дрожжей особое значение для приготовления теста имеет активность инвертазы и мальтазы, гидролизующих соответствующие дисахариды.

Хлебопекарные дрожжи, полученные на спиртовых заводах, по большинству аналитических и биохимических показателей не уступают дрожжам специализированных заводов. Так, подъемная сила дрожжей спиртового завода была 32...67 мин, а дрожжево­го — 64...88 мин. Зимазная активность спиртовых дрожжей была в два раза выше, чем хлебопекарных. Мальтазная активность хлебопекарных дрожжей хорошего качества должна быть

85.. .100 мин, удовлетворительного — 110...160, неудовлетвори­тельного — более 160 мин. Мальтазная активность спиртовых дрожжей чрезвычайно низкая — 620...1000 мин.

При использовании в хлебопечении прессованных спиртовых дрожжей содержащиеся в замесе моносахариды и сахароза сбра­живаются быстро и начальная стадия приготовления теста про­ходит интенсивно. Однако затем, когда сахар муки полностью сброжен, образовавшаяся в тесте мальтоза сбраживается слабо, так как дрожжи имеют низкую мальтазную активность. Вследст­
вие этого замедляются образование углекислого газа и разрыхле­ние теста в расстойке, удлиняется процесс приготовленйя теста.

При сбраживании мелассы с помощью дрожжей расы В и гибрида 112 можно получить хлебопекарные дрожжи с хорошей мальтазной активностью (75...105 мин). Исследованные сотруд­никами ВТИ и КТИППа штаммы дрожжей К-69 и V-30 облада­ют более высокой мальтазной активностью, чем дрожжи расы В. Установлено, что при определенных способах приготовления за­меса мальтазная активность дрожжей не имеет существенного значения и при использовании спиртовых дрожжей с низкой мальтазной активностью можно приготовить хлеб высокого каче­ства.

Нормативный выход хлебопекарных дрожжей составляет 1,8 кг на 1 дал спирта. Он может быть доведен до 2 кг/дал при сохранении нормативного выхода спирта из 1 т условного крах­мала.

При накоплении биомассы дрожжей в зрелой бражке, которая соответствует выходу хлебопекарных дрожжей свыше 2 кг/дал, увеличивается расход сахара на образование биомассы и соответ­ственно снижается выход спирта.

Производственные испытания на Лохвицком спиртовом ком­бинате способа направленного сбраживания мелассного сусла с получением спирта и хлебопекарных дрожжей показали, что при соблюдении определенных условий подготовки мелассы к сбраживанию, дрожжегенерирования и сбраживания мелассного сусла можно достигнуть выхода хлебопекарных дрожжей

3.. .3,5 кг/дал спирта. Для этого необходимо увеличить объем дрожжегенераторов до 30...35 % от общей вместимости дрож­жебродильной аппаратуры, а также предусмотреть дополнитель­ный расход на 1 т хлебопекарных дрожжей, выработанных сверх выхода 1,8 кг/дал: сахара 400 кг, карбамида 45 и тех­нической ортофосфорной кислоты 22 кг.

Повышению выхода хлебопекарных дрожжей способствуют также сбраживание мелассного сусла двумя культурами дрож­жей — В и Г-112 и использование для этой цели штамма V-30, более продуктивного, чем дрожжи расы В.

· 22. Отличительные показатели рас хлебопекарных дрожжей. Способы культивирования (безприточный, воздушно-приточный, воздушно-проточный).http://www.vevivi.ru/best/Tekhnologiya-proizvodstva-khlebopekarnykh-drozhzhei-ref147255.html

Известен применяемый в промышленности на мелассно-спиртовых заводах для получения хлебопекарных дрожжей гибридный штамм дрожжей У-563.

Недостаток известного штамма низкая мальтазная активность, которая не позволяет использовать хлебопекарные дрожжи в новых ускоренных технологиях тестоведения, для которых дрожжи должны обладать мальтазной активностью не менее 60-90 мин.

Известен также штамм дрожжей гибрид 112, обладающий мальтазной активностью, который используется в смешанной культуре со спиртовой расой В для ферментации мелассы с одновременным получением этанола и прессованных дрожжей (хлебопекарных).

Недостатком известной смешанной культуры 112 и расы В является то, что в готовой продукции прессованных дрожжей мальтазная активность достигает 100-120 мин, что недостаточно для современных требований в новых ускоренных технологиях хлебопечения. Недостатком является также усложнение технологического процесса, связанного с необходимостью раздельного ведения двух культур со смешиванием их в анаэробной стадии технологического процесса двупродуктового производства, а также низкое содержание трегалозы в биомассе. Штамм дрожжей 314 (ВКПМ У-1330) триплоидный гибрид, получен методом копуляции клеток родительских штаммов, отличающихся по типам спаривания, с применением генетических маркеров и селективных сред. Родительскими культурами являются диплоидный осмофильный штамм вида Saccharomyces cerevisiae М-5, от которого получен мутант с дыхательной недостаточностью и штамм 1109-22а his, мутантный по гистидиновому локусу и с высокой мальтазной активностью гаплоидный сегрегант производственной линии хлебопекарных дрожжей.

От одного из родителей гибрид наследовал повышенную генеративную активность, спиртоустойчивость, высокие экономические показатели продуктивности при анаэробной ферментации мелассы, от другого родителя улучшенные хлебопекарные свойства, активный ферментный зимазный и мальтазный комплексы, способность синтезировать в клетке трегалозу, являющуюся одним из условий сохранения физиологической активности при обезвоживании.

С полученным таким образом триплоидным гибридом проведена селекционная работа по продуктивным и экономическим критериям.

Гибрид 314 (ВКПМ У-1330) обладает высокой генеративной активностью, хорошими бродильными свойствами, экономичностью использования мелассы, увеличенным размером клеток, что по технологическим и продуктивным свойствам не отличает его от триплоидного гибрида У-563. Однако новый триплоидный гибрид 314 (ВКПМ У-1330) отличается от производственного штамм У-563 лучшими хлебопекарными свойствами, высокой мальтазной активностью (60-90 мин), что позволяет использовать его в новых ускоренных безопарных технологиях тестоведения. В отличие от смеси культур расы В и Г-112 заявляемый штамм характеризуется более высокой мальтазной активностью (60-90 мин) и повышенным содержанием трегалозы (14-18% к СВ) дрожжевых клеток.

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

Бесприточный способ выращивания дрожжей. Этот способ предусматривает подачу всех питательных веществ и воды при загрузке дрожжерастильного аппарата. Культуральную среду либо аэрируют, либо воздух подают периодически в небольшом количестве на протяжении всего периода выращивания дрожжей. По этому способу получают дрожжи ЧК в начальных стадиях и первую стадию дрожжей ЕЧК.

Воздушно-приточный способ выращивания дрожжей. Он предусматривает выращивание дрожжей в одном дрожжерастильном аппарате с постепенным притоком питательных веществ (мелассы, азот- и фосфорсодержащих солей) и постоянной аэрацией культуральной среды. Такой режим называют периодическим, так как он ограничен во времени. Продолжительность процесса в основном составляет 8-17 ч. Этот способ используют при получении дрожжей ЧК и ЕЧК, а также при выращивании товарных дрожжей.

Объем культуральной среды в аппарате и концентрация дрожжей на протяжении всего процесса не постоянны. В культуральной среде, несмотря на постоянный приток свежей питательной среды, к концу процесса накапливаются продукты жизнедеятельности клеток, тормозящие их рост, что отрицательно влияет на состояние клеток. Скорость роста дрожжей к концу процесса понижается. Периодические процессы, как правило, малопроизводительны.

Воздушно-проточный способ выращивания дрожжей. Это способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной аэрацией культуральной среды, постепенным притоком питательных веществ в дрожжерастильный аппарат и одновременным оттоком культуральной среды в отборочный аппарат, т. е. дрожжи выращивают в проточной среде с постоянной концентрацией питательных веществ при постоянной концентрации биомассы в дрожжерастильном аппарате. Этот процесс называют непрерывным. Он протекает в двух дрожжерастильных аппаратах (основном и отборочном) и включает в себя два периода: накопительный и проточный (отточный). Накопительный период протекает в основном дрожжерастильном аппарате при постоянной подаче питательных веществ, воды и воздуха. Дрожжи растут по закону периодического способа. В своем развитии они проходят лагфазу и фазу логарифмического роста. В дрожжерастильном аппарате к концу периода накапливается рабочая биомасса, количество которой зависит от массообменных характеристик дрожжерастильного аппарата (его конструкции). Затем начинается второй период - период непрерывного роста клеток (проток), во время которого рабочая биомасса непрерывно дает прирост дрожжей, который вместе с культуральной средой выводится из основного дрожжерастильного аппарата в отборочный. Количество среды, отбираемой ежечасно, соответствует (по объему) количеству питательной среды и воды, поступающей в основной дрожжерастильный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным.

В периоде оттока дрожжи находятся в стадии логарифмического роста. Для достижения высокой продуктивности процесса проток начинают при высокой скорости роста дрожжей, не допуская перехода клеток в стационарную фазу их развития.

При правильно организованном процессе прирост биомассы постоянен, неизменно также и качество продукта, так как процесс стабилизируется. Устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Отборочный период не ограничивается во времени при соблюдении следующих условий:

скорость роста клеток равна скорости разбавления среды;

дрожжевые клетки обеспечены всеми необходимыми для их жизнедеятельности питательными и ростовыми веществами, а также кислородом;

непрерывный вывод из основного дрожжерастильного аппарата продуктов обмена клеток, тормозящих их рост и размножение;