Витрати цукру на б синтетичні процеси і одержання продуктів бродіння

Дріжджогенерування - дуже складний біохімічний процес, який складається із взаємнозв'язаних і тісно переплетених біохімічних реакцій, тому точно розраху­вати витрати живильних речовин на продукти Дріжджогенерування неможливо. У приблизних теоретичних розрахунках користуються сумарними рівняннями про­цесів бродіння і біосинтезу.

Аналіз різних способів одержання дріжджів із меляси показує, що найбільший економічний коефіцієнт - процент цукру, який витрачено на одержання товарної продукції, за винятком втрат - одержують під час спиртового бродіння із утилізаці­єю дріжджів (64,6%). На спеціалізованих дріжджових заводах економічний коефі­цієнт менший (42-48%).

У процесі Дріжджогенерування цукор витрачається на одержання трьох осно­вних продуктів: дріжджів, спирту та діоксиду вуглецю. Для того, щоб максимально використати цукор, необхідно утилізувати всі названі продукти. Під час спиртово-

го бродіння цукор, наприклад, який міститься у мелясі, витрачається на утворення таких речовин: етилового спирту (46-47%), діоксиду вуглецю (у відповідності до кількості етилового спирту - 44-45,5%), біомаси дріжджів (1,8-4%), гліцерину (3,2-4,5%) вищих спиртів (0,28-0,7%), альдегідів (0,1 -0,2%), органічних кислот (0,2-1%). Втрати незбродженого цукру у зрілій бражці 2,1 -2,8%. Загальні втрати цукру в про­цесі зброджування 7-12% до введенного у виробництво. Відповідно і вихід спирту складає 88-93% до теоретичного.

На кількість утвореного під час спиртового бродіння гліцерину впливає склад сусла та його фізико-хімічні показники.

Витрати цукру на утворення біомаси дріжджів та їх життєдіяльність залежать від спрямованості процесу. Наприклад, під час роботи за схемою із виділенням дрі­жджів із дозрілої мелясної бражки та використанням їх як хлібопекарські прагнуть накопичувати якомога більше дріжджів, їх можна багаторазово повертати на збро­джування, в результаті чого скорочуються витрати цукру на утворення біомаси дрі­жджів. Енергія бродіння дріжджів у випадку їх двох-чотирикратному поверненні не тільки не зменшується, а навіть дещо підвищується. Крім того, у випадку бага­торазового використання дріжджів збільшується загальна кількість дріжджових клітин і зростає інтенсивність бродіння.

Під час зброджування сусла в 1 л дозрілої бражки міститься 20-35 г дріжджів 75%-ної вологості. В умовах анаеробного дихання на утворення 1 г дріжджів вказа­ної вологості необхідно 0,4 г цукрози, тобто, на одержання 20-35 г дріжджів треба буде 8-14 г цукру, або 6-11%.

На дихання дріжджів під час дріжджогенерування у спиртовому виробництві витрачається значна кількість цукру - 6-15% від загальних його витрат у цьому процесі, або 2-5% від усіх цукрів, які містяться у середовищі дрі-

жджогенераторів. Витрати цукру на дихання при різних умовах дріжджогенеруван­ня неоднакові і залежать від його концентрації у. середовищі, швидкості насичення середовища киснем, температури та інших умов. Таким чином, ще є значні резерви підвищення виходу спирту при переробці меляси.

Відповідно до рівняння бродіння, у етиловий спирт переходить 66,7% вугле­цю цукру, у - 33,3%. Співвідношення між кількістю вуглецю, яка витрачається на побудову біомаси і на дихання, непостійне і залежить від концентрації цукру у середовищі, температури та інших умов. Із підвищенням концентрації цукру від 1 до 4% кількість вуглецю, яка використовується на утворення біомаси, збільшуєть­ся від 52-55 до 60-61% і відповідно зменшується на утворення СО₂ під час дихання, тобто процес стає більш економічним.

Із зменшенням температури середовища значно зменшуються питомі витрати цукру на дихання: при 32° С вони дорівнюють 0,22, при 20° С - 0,13, при 15° С - 0,075 г на 1 г пресованих дріжджів. При 36° С питомі витрати цукрів на дихання також менші, ніж при 30° С (0,2 г/г).

Коефіцієнти корисно використаного вуглецю при концентрації цукру у сере­довищі 2,2% і температурах 15, 20, 25, 30 і С відповідно дорівнюють (%): 71,6; 67,4; 60,7; 58,5 і 62,7.

------------------------------------------------------------------------------------------ Спиртові дріжджі --------

Із підвищенням інтенсивності окислювальних процесів (збільшенням ін­тенсивності аерування) вихід дріжджів по масі цукру, який витрачено в процесі біосинтезу, зменшується.