Однопотокові способи зброджування

На спиртових заводах, які переробляють мелясу, використовують одно- і дво-потокові способи зброджування сусла.

Однопотоковий спосіб розроблений у 1954 р. співробітниками ВНДІПрБ і по­тім удосконалений УкрНДІСП разом із працівниками спиртової промисловості. Передбачено кислотне асептування та усереднення добового запасу нативної меля­си, в дріжджогенераторах застосовані пневмоциркуляційні аератори, дрІжджогене-ратори і бродильні апарати з'єднані більш досконало, для зменшення витрат піно-гасників проводять піногашення всередині бродильної батареї.

Однопотоковий спосіб зброджування сусла рекомендується для заводів, які виробляють спирт і хлібопекарські дріжджі. Стійкість при зберіганні дріжджів, які одержані по однопотоковій схемі зброджування вища , ніж стійкість дріжджів, оде­ржаних двопотоковим способом.

Для однопотокового способу зброджування готують сусло однієї концентрації - 22-24% СР, що спрощує технологію й управління технологічним процесом. Спо­чатку на мелясному суслі культивують дріжджі, а потім ними безперервно збро­джують цукри сусла. Апаратурно-технологічна схема зброджування меляси одно-потоковим способом наведена на рис. 9.3.

Меляса із залізничних цистерн 47 зливається самопливом у заглиблені при­ймальні резервуари 46 і 45 відповідно для дефектної та здорової меляси. Через уловлювачі механічних домішок 48 і 44 дефектну мелясу насосом 49 і здорову ме­лясу насосом 43 викачують у відповідні мелясосховища 39 І 40. Дуже інфіковану мелясу насосом подають у контактну головку 36, де відкритим паром миттєво на­грівають до температури стерилізації. Стерилізовану мелясу охолоджують водою в пластинчастому теплообміннику 35, після чого її подають на усереднення в гомо­генізатор 42, у який Із мелясосховища 40 через уловлювач механічних домішок 38 насосом 37 подають здорову мелясу. Змішування меляси в гомогенізаторі досяга­ється шляхом перекачування її насосом 41 із нижньої частини місткості у різні за висотою ділянки гомогенізатора. Усереднену мелясу подають на ваги 8.

Мінеральні кислоти із залізничних цистерн викачують насосами 1 і 2 у мірни­ки 12 і 10.

Розчин карбаміду готують у збірнику-декантаторі 5, змішують його із 5-6-кра-тною кількістю води, а потім насосом 6 перекачують у мірник 11. Антисептик із збірника 7 передають у мірник 9.

Зважена меляса в змішувачі 13 змішується із кислотами, поживними речови­нами й антисептиком, які поступають із відповідних мірників. Із змішувача мелясу

Рис. 9.3. Апаратурно-технологічна схема зброджування меляси однопотоковим способом

подають в 2 або 3 збірники антисептованої меляси 14, загальна місткість яких роз­рахована на добовий запас. У цих збірниках мелясу додатково перемішують цирку­ляційним насосом високої потужності. Асептовану мелясу через уловлювач для механічних домішок 34 насосом 33 перекачують у напірний збірник 32, із якого вона під постійним напором поступає в змішувач 31, де розбавляється холодною і гарячою водою із збірників 17 і 18 до концентрації приблизно 40% СР. Розбавлену мелясу звільнюють від завислих домішок і частково від мікроорганізмів на клари-фікаторах 30. Під дією тиску на виході із кларифікатора (0,35-0,40 МПа) освітле­ний розчин піднімається в напірний збірник 15, із якого він поступає в змішувач 16 для розбавлення водою до концентрації 22-24%. Осад (шлам), одержаний під час освітлення меляси, вивантажують у збірник 29, промивають водою для вилучення цукрів і після відстоювання декантують у збірник 28. У зв'язку з тим, що при про­миванні шламу із нього вимивають значну кількість мікроорганізмів, одержаний розчин асептують і чистий повертають у виробництво, використовуючи його для приготування мелясного сусла. Промитий шлам викидають.

Із змішувача 16 мелясне сусло із концентрацією сухих речовин 22-24%, титро­ваною кислотністю 0,4-0,7 град і температурою 22-24° С безперервним потоком поступає в дрІжджогенератори 22. Чиста культура дріжджів розмножується на сте­рильному мелясному суслі в апаратах чистої культури 19, 20 і 21. Із останнього

найбільшого апарата чистої культури 21 її подають в дріжджогенератори. У дріж-джогенераторах дріжджі вирощують при температурі 28-30° С і постійному прито­ці сусла та його асруванні. Видима концентрація сухих речовин у виробничих дрі-. жджах підтримується в межах 16-17%, концентрація спирту 3-2,5 об.%, дріжджо­вих клітин - 100-120 млн/мл і кислотність повинна бути 0,4-0,7 град. Апарати чис­тої культури і дріжджогенератори оснащені комунікаціями для подачі мелясного сусла, повітря, води і пари.

Виробничі дріжджі через спеціальні лійки безперервно відводять через похи­лий колектор у головний апарат бродильної батареї 27, яка складається із 9-11 апа­ратів. Бражка по персточних трубах послідовно проходить усі бродильні апарати і зрілу бражку через механічні фільтри 26 насосом 25 подають на сепарацію в цех хлібопекарських дріжджів, відсепаровану бражку подають у брагоректифікаційне відділення.

Гази бродіння після звільнення від спирту у спиртовловлювачах 23 і 24 із дрі-жджо генератор і в поступають в атмосферу (бо вміст діоксиду вуглецю в них невели­кий), а із бродильних апаратів спрямовують у цех для одержання рідкого діоксиду вуглецю. Водно-спиртовий розчин із слиртовловлювачів подають у зрілу бражку.

Для двопродуктового виробництва спирту і хлібопекарських дріжджів В.К.Янчевський, А.Д.Коваленко запропонували удосконалений спосіб зброджування меляси. Його сутність полягає в тому, що концентрацію мелясного сусла знижують до 16-17% СР та рециркулюють 20% дозрілих виробничих дріжджів у головний дріжджогенератор із анаеробним зброджуванням у бродильній батареї і безперерв­ною подачею нерозбавленої меляси (20-25% від загальної кількості) на стадії голо­вного зброджування.

Особливість дріжджогенераторної установки - послідовне з'єднання дріжджо-генераторів із введенням в них 75-80% кількості меляси у вигляді сусла концентра­цією 16-17% СР. Виробничі дріжджі вирощують при диференційованому аеруван-ні. Дозрілі виробничі дріжджі із останнього дріжджогенератора спрямовують у го­ловний бродильний апарат. Нерозбавлену мелясу безперервно подають через витратоміри в два головні бродильні апарати, у яких підтримують концентрацію сухих речовин бражки 20 і 22%.

Використання такого способу зброджування меляси дозволяє зменшити вміст вторинних і побічних продуктів бродіння в зрілій бражці: гліцерину на 20%, альде­гідів на 47%, летких кислот на 37%, втрати із незбродженими цукрами на 15%. У результаті цього вихід спирту збільшується на 0,15-0,2%. У виробничих дріж­джах збільшується вміст дріжджових клітин, що брунькуються, і зменшується кількість мертвих клітин.

У залежності від інтенсивності аерування середовища в дріжджегенераторах вихід хлібопекарських дріжджів може бути збільшений до 3,3 кг/дал спирту. У ви­падку диференційованого аерування - у першому дріжджегенераторі 25 м³/(м³ год), у другому 20, у третьому 15, у четвертому 10 і п'ятому 5 м³/(м'³ год)-вихід хлібопе­карських дріжджів може бути 5-6 кг/дал спирту і більше - до 12 кг/дал. Мелясу в головні бродильні апарати вносять в такій кількості, яка забезпечує необхідну про-

дуктиБність заводу по спирту. Таким чином, створена регульована технологія спирту І хлібопекарських дріжджів.

Для зменшення кількості стоків у виробництві спирту і хлібопекарських дріж­джів УкрНДІ спирту та продовольчих продуктів запропоновано повторне викорис­тання промивних вод із стадії сепарування хлібопекарських дріжджів для приготу­вання мелясного сусла. Розроблено режим антисептування промивних вод неорга­нічною кислотою до створення рН середовища 2,5-3,0 і формаліном в дозі 0,015-0.05 об.% до промивних вод при експозиції 1-2 год. У цьому випадку є можливість повного використання промивних вод замість води для приготування сусла. За та­ким способом не погіршуються показники культивування дріжджів і зброджування сусла, а також якість спирту і хлібопекарських дріжджів.