Проточно - рециркуляційний спосіб
Досконалим, гнучким і мобільним шляхом інтенсифікації безперервного бродіння є рециркуляція біомаси дріжджів. Збільшення дріжджової популяції з самого початку процесу виключає пусковий момент, який збільшує небезпеку розвитку інфекції і закисання бражки. Але при рециркуляції відсепарованої біомаси дріжджів продукти бродіння інфікуються сторонніми мікроорганізмами. Тому співробітниками ВНДІПрБ і працівниками Мічурінського спиртового заводу розроблений спосіб безперервного зброджування сусла із крохмалевмісної сировини з рециркуляцією бражки з другого або третього апаратів у перший апарат батареї, тобто рециркуляція дріжджів без попереднього концентрування у центрифузі. Таким чином із перших бродильних апаратів утворюється рециркуляцІйний контур, у якому можна збільшити швидкість розведення середовища у 1,5-2 рази і відповідно підвищити питому швидкість розмноження дріжджів при стабілізації цих показників у решті батареї. Об'єм рецилькульованого середовища становить 100% від припливу сусла у батарею, що дає можливість додатково включити приплив сусла у кількості 40% від основного. При цьому відбувається не тільки рециркуляція дріжджів, а і ферментів, що містяться у бражці, які багаторазово беруть участь у розщепленні вуглеводів і білків, на стадіях головного бродіння і доброджування зменшуються втрати цукру на біосинтез дріжджів, що супроводжується підвищенням виходу спирту на 0,1 дал/т крохмалю.
Підвищення швидкості розведення бражки у першому бродильному апараті сприяє мікробіологічній чистоті бродіння, внаслідок чого міжстерилізаційний період збільшується до трьох діб. Завдяки меншому наростанню кислотності у процесі бродіння вихід спирту збільшується при тривалості бродіння 60 год на 0,8 дал/ т крохмалю, а при 48 год - на 1,2 дал/т.
Хіміко-технологічні показники зрілих бражок наведені у табл. 9.1. Але крім дріжджів і ферментів разом з бражкою у головний бродильний апарат повертаються сторонні мікроорганізми, кількість яких зростає із збільшенням порядкового номера бродильного апарата у контурі рециркуляції.
Табл. 9.1 Характеристика зрілої бражки
Показники | Способи бродіння | |
Безперервно-проточний | Проточно-рециркуляційний | |
Вміст спирту (міцність), об.% | 8,9 | 8,96 |
Вміст зброджуваних вуглеводів, г/ 100 мл | 0,24 | 0,19 |
Концентрація дріжджових клітин у головному апараті, млн/мл | 58,0 | 71,0 |
Наростання кислотності, град | 0,03 | 0,01 |
Тривалість бродіння, год | 62-65 | 60-62 |
ЦИКЛІЧНИЙ СПОСІБ
Циклічний спосіб, запропонований В.Л. Яровенком і Е.П. Скалкіною, - це різновид напівбезперервних способів бродіння, у яких розброджування і головне бродіння протікають безперервно, а доброджування - періодично. Для здійснення способу необхідні 2-3 механізованих дріжджанки, один розброджувач і 6-7 бродильних апаратів, які послідовно з'єднуються між собою переливними трубами з дисковими затворами для їх виключення під час стерилізації.
Робота бродильної батареї починається з розмноження дріжджів у дріжджових апаратах і продовжується у розброджувачі, об'єм якого становить 25-30% від місткості головного бродильного апарата. Розмноження дріжджів у дріжджових апаратах і у розброджувачі триває по 14-16 год. Кислотність сусла у дріжджових апаратах 0,9-1,2 град, у розброджувачі 0,5-0,7 град встановлюється додаванням розчину сірчаної кислоти, інколи - внаслідок молочнокислого закисання. Концентрація дріжджових клітин за увесь період розмноження збільшується від 20-25 до 80-100 млн/мл.
У дріжджових апаратах дріжджі розмножуються на суслі з оцукрювача після відповідної підготовки.
З початку роботи батареї головний бродильний апарат заповнюють одночасно суслом і дріжджами. Бражка послідовно перепливає з апарата в апарат і останній бродильний апарат 6 або 7-й заповнює приблизно через 25-30 год, після цього приплив сусла припиняють і переводять його і подачу дріжджів на другу паралельну батарею, а у першій проводять періодичним способом доброджування бражки при температурі не вище 30° С протягом 32-38 год. Поки заповнюють другу батарею, закінчується доброджування бражки у першій. Батарею звільняють від бражки, починаючи від останнього апарата послідовно до головного. Новий цикл бродіння у першій батареї починають з останнього апарата, він стає головним, бражка перетікає у зворотньому напрямку після звільнення, стерилізації і охолодження бродильних апаратів, її залишають на доброджування, а сусло подають у останній апарат другої батареї і далі.
Недоліки циклічного способу - неоднакова тривалість перебування бражки у окремих апаратах батареї: найбільша вона у головних апаратах, найменша - у остан-
ніх. Така неоднорідність веде до наднормованого наростання кислотності бражки, втрат цукру і зниження виходу спирту. Дуже ускладнюється апаратурне оформлення схеми бродіння і регулювання технологічних процесів.
Для запобігання інфікування доцільно створити дві паралельні лінії підготовки напівпродуктів, які працюють одночасово і при відключенні однієї з них на стерилізацію безперервність припливу сусла не порушується. Стерилізацію кожної лінії проводять через 24 год, а лінію приготування солодового молока через 8 год.
При правильній організації циклічного бродіння загальна тривалість процесу скорочується на 12-15%, спиртозйом з бродильних апаратів збільшується до 2,3 дал/добу, вуглеводи зброджуються повніше, дещо покращуються технологічні показники зрілої бражки у порівнянні з періодичним способом, але вони гірші, ніж при безперервному способі бродіння.