Введение
Дляувеличения производства продуктов животноводства необходима надежная комоваябаза. Корма, не содержащие в достаточном количестве белков и витаминов, немогут удовлетворить животноводство и птицеводство. В нашей стране, как и вовсех станах отмечается большой дефицит кормового белка. Один из способовповысить питательную ценность кормов – вводить в рацион кормления животных иптиц кормовые дрожжи, которые получают на гидролизных и целлюлозныхпредприятиях. Для их выращивания используют углеводы, содержащиеся вгидролизатах и сульфитных щелоках. Эти дрожжи являются биологически полноценнымкормом, источником белка, витаминов и минеральных веществ. Такие дрожжисодержат:
Белок 48 – 52%
Углеводы 13 –16%
Жиры 2 – 3%
Безазотистыеэкстрактивные вещества 22 – 40%
Зола 6 – 10%
Кормовыедрожжи повышают биологическую ценность белков других кормов за счет содержанияв них незаменимых аминокислот. По содержанию аминокислот кормовые дрожжи близкик белкам животного происхождения. Так же они содержат витамины группы В и вэтом отношении превосходят все белковые корма. Эти витамины тесно связаны сбелковым обменом в организме животных и являются компонентами ферментныхсистем, активными катализаторами, необходимыми для усвоения аминокислот исинтеза белка.
Кормовыедрожжи – богатый источник витамина Д2, их зола содержит ценныемакро- и микроэлементы: P, K, Ca, Fe, Mg, S, Cu, Co…и др. По общей питательной ценности 1 кг дрожжей содержит от 1,03 – 1,16 кормовых единиц и особенно много перевариваемого белка – до 380– 480 г.
Скармливатьживотным кормовые дрожжи рекомендуется в качестве белково-витаминной добавки,при этом повышается привес животных, снижаются затраты общих кормов на единицупривеса, сокращается продолжительность откорма.
Кормовыедрожжи с успехом используются во всех отраслях животноводства и птицеводства,поэтому потребность в них ежегодно возрастает.
Дляпроизводства кормовых дрожжей используются дрожжи и дрожжеподобные грибы,являющиеся отходами при производстве спирта, пива и вина, обладающиенеобходимыми технологическими свойствами: способностью быстрого роста ваэробных условиях с образованием протеина, аминокислот и витаминов,устойчивостью производственных культур, сопротивляемостью развитию постороннихмикроорганизмов.
На спиртовыхзаводах, перерабатывающих мелассу, кормовые дрожжи получают путем выделениясахаромицетов из мелассной барды, на остальных – путем выращиваниядрожжеподобных грибов на той же барде. Это повышает использование меласснойбарды до 80% от общего ее количества на спиртовых заводах.
Химическийсостав кормовых дрожжей
Биомассадрожжевых клеток состоит из 75–80% воды и 25–20% сухих веществ. Органическиевещества дрожжей состоят из протеина, полисахаридов, безазотистыъхэкстрактивных соединений и липидов. Наиболее ценным компонентом являетсяпротеин. Наибольшее количество протеина содержится в кормовых дрожжах,выращенных на зерно-картофельной и мелассной барде.
Таблица 1Вещества, % Дрожжи, выращенные на Сульфитном щелоке и гидролизной барде Зерно-картофельной барде Мелассной барде Протеин (N*6,25) 45–52 48–56 47–55 Углеводы 13–16 22–25 14–17 Жиры 2–3 2–5 3–5 Безазотистые вещества 20–37 22–30 22–33 Зола 8–11 7–9 8–12
По ОСТ 18 –15 – 70 на дрожжи кормовые сухие, вырабатываемые на спиртовых заводах, протеинав них должно быть не менее 45%, а усвояемого белка не менее 35%. По содержаниюлизина и метионина (г/кг) дрожжи уступают только рыбной муке. В кормовыхдрожжах:
Лизин 32,8г/кг
Метионин 8,2г/кг
Триптофан 6,3г/кг
Биологическаяценность дрожжей обусловлена высоким содержанием витаминов группы В. П этомупоказателю дрожжи превосходят все кормовые продукты:
мг/кг
Тиамин 6,2 –8,0
Рибофлавин 44– 130
Пантотеноваякислота 28 – 44
Пиридоксин 23– 30
Цианкобаламин0,2
Никотинамид 500– 504
Фолиеваякислота 11 – 23
Холин 7660 –2910
Н – биотн 1,0– 1,1
Эргостерин 2080
Сырьё ивспомогательные материалы
1.Мелассная барда – основное сырье при производстве кормовых дрожжей. Присбраживании на спирт свекольной мелассы только 45% сухих веществ превращается вспирт и углекислый газ, остальное количество а так же дрожжи Sacch. Cerevisiae и продукты их метаболизмаполность переходят в барду.
Химическийсостав и технологические свойства барды зависят от качества переработаннойсвеклы и технологии сбраживания на спиртовом заводе. Поэтому химическиесвойства барды варьируют в широком диапазоне.
/> Сухихвеществ 7 – 10% и воды 90 – 93%.
/> Неорганическихвеществ 20 – 30%, на долю органических приходится 70 – 74% от общего количествасухого вещества.
/> Азотаобщего 3,7 – 6,0%, в основном бетаин. Остальная часть – нерастворимый ирастворимый азот, азот оснований и аминокислот.
/> Присутствующиеаминокислоты 6 – 10% преимущественно состоят из нерасщепляемой дрожжами пирролидонкарбоновойкислоты. Поэтому по азотному составу барду нельзя считать полноценной средой.
/> СвободныхРВ не превышает 1,5 – 6,6% и общих 2,2 – 9,7%
/> Сухиевещества на 1/3 состоят из зольных соединений. К2О 36 – 55%, Na2О – 6,5 – 7,5%. Остальныеэлементы содержатся в небольшом количестве в пределах 0,1 – 0,5%.
/> Микроэлементы(мг% к СВ): Mg 0.3 – 9.0; Ni = 0,6 – 1,9; Ti = 0,3 – 5,9; Cu = 0,3 – 18,3; V = 0,3 – 6,0; Co = 0,06 – 0,64; Ba = 0,3 – 12,7; Mo, Cr, Pb, Ag, = 0,03 – 0,02.
/> Практическоезначение имеют те вещества, которые усваиваются дрожжами рода Candida, эти вещества имеются вбарде в тех или иных количествах – моно- и дисахара, карбоновые кислоты иоксикислоты, спирты, аминокислоты, глюкозиды, органические и неорганическиеазотистые соединения, соли калия, магния, фосфора и железа, микроэлементы,витамины.
Меласснаябарда является благоприятной средой для развития дрожжей и дрожжеподобныхгрибов. В биологическом отношении барда – пригодный продукт для развития многихмикроорганизмов, что является основой для использования её как сырья впроизводстве кормовых дрожжей.
Недостаткомбарды является низкое содержание в ней фосфора и высокое содержание зольныхэлементов и других неусвояемых дрожжами веществ. Высокая концентрация СВ бардыобуславливает повышенное осмотическое давление, тормозящее жизнедеятельностьдрожжей. Поэтому дрожжи на ней размножаются медленнее чем на сахарных средах.
Наличиеаминокислот в барде благоприятствует не только развитию дрожжей, но ипосторонней бактериальной микрофлоры. В связи с этим переработка барды имеетсвои отличительные особенности, связанные с предупреждением инфекции и борьбы сней.
2.вспомогательные материалы.
/> Солянаякислота HCl ГОТС 875 – 69 (синтетическая), ГОСТ 1382 – 42 (техническая)
/> Сернаякислота H2SO4 ГОСТ 667 – 53;
/> Диаммонийфосфат(NH4)2HPO4 ГОСТ 8515 – 57 (технический);
/> КарбамидCO(NH2)2 ГОСТ 2081 –63 (мочевина);
/> Ортофосфорнаякислота H3PO4 ГОСТ 10678 – 63 (термическая);
/> Сернокислыйаммоний (NH4)2SO4 ГОСТ 9097 – 65 (аккумуляторный);
/> СуперфосфатCa(H2PO4)*H2O ГОСТ 8382 – 57;
/> Олеиноваякислота ГОСТ 7580 – 55(техническая);
/> Техническийолеин – смесь кориандрового и рапсового масла;
/> Фузы– отходы, получаемые при механической рафинации растительных масел;
/> Соапсток– отход щелочной рафинации растительного масла;
/> Кашалотовыйжир ГОСТ 8714 – 58;
/> Несульфированныесоединения (НС) – побочный продукт производства синтетических жирных кислот изжидких очищенных парафинов, состоящий из смеси высших жирных спиртов инепредельных углеводородов.
Оптимальныеусловия культивирования кормовых дрожжей на мелассной барде
Основнымкритерием при сравнении и отборе той или иной культурыдляданной среды является скорость её роста и способность ассимилировать всепитательные вещества с высоким экономическим коэффициентом. От этого зависитпроизводительность предприятия, расход электроэнергии и другие технико –экономические показатели производства. Сахара присутствуют в мелассной бардесовсем в небольших количествах и на выход дрожжей практически не влияют.Поэтому надо отдать предпочтение тем дрожжам, которые ассимилировали быкарбоновые кислоты, оксикислоты и глицерин, содержащийся в барде.
Наибольшийвыход биомассы дают Candida utilis С-1 и Candida tropicalis СК-4, что послужилооснованием к применению их отдельно и в смеси прии производстве кормовыхдрожжей на мелассной барде. Опасность вытеснения их другими культурамиисключается, так как в мелассной барде достаточно ростовых веществ.
В благоприятныхусловиях время генерации при культивировании на мелассной среде 2,5 – 3,0 часа,что объясняется наличием в барде трудноусвояемых и ингибирующих веществ. Припериодическом культивировании продолжительность одной генерации в периодинтенсивного размножения составила 4 часа, поэтому длительностьпребывания среды в аппарате при непрерывном культивировании должна бытьне менее 8 – 10 часов.
Процессвыращивания при такой длительности следует вести при очень интенсивной аэрации,что бы кислород не лимитировал быстрого размножения.
Скоростьразмножения и выход биомассы находятся в зависимости от концентрациибарды. С разбавлением барды увеличивается выход дрожжей. Разбавленнаябарда менее вязкая и меньше пенится, кроме того требуется меньше воды напромывку дрожжевой суспензии. Кроме того, в этом случае возможно сокращениевремени периодического культивирования (на 1/3 если разбавление идет водой всоотношении 1:1).
Норазбавление невозможно, если предполагается последующее выпариваниепоследрожжевой барды. Но из концентрированной барды можно получить такой жевыход как из разбавленной, но при большей интенсивности аэрации или проведениемпроцесса в 2 стадии. Если для интенсивной аэрации нет условий, тогдацелесообразно разбавлять барду для повышения производительности аппаратов.
Активнаякислотность мелассной барды соответствует рН 5,5 – 5,8. в процессевыращивания дрожжей потребляются органические кислоты, вследствие чего средаподщелачивается тем сильнее, чем интенсивнее рост клеток. Для поддержания рн наоптимальном уровне необходимо пользоваться соляной или серной кислотой.
Высокий выходбиомассы наблюдается при рН 5,0 – 5,5. Однако при непрерывном культивировании впроизводственных условиях происходит быстрое нарастание инфекции, кроме тогоусиливается вспенивание дрожжевой бражки, что зарудняет сепарирование, поэтомуприходится поддерживать рН среды на уровне 4,0 – 4,2.
Призамедленном росте культуры из-за несовершенной аэрации и наличия в бардетрудноусвояемых источников углерода, во избежании развития инфекции эффективнеевести процесс при рН 3,5 – 3,8.
Оптимальнойтемпературой для выращивания рожей на мелассной барде надо считать 32 – 33оС.Более высокая температура процесса, хотя и уменьшает расход воды на охлаждение,но из-за пониженного выходя дрожжей не может быть рекомндована, тем более чтопри этом усиливается развитие инфицирующей микрофлоры, сильно подавляющей ростдрожжей.
Рекомендованныйрасход воздуха на аэрацию составляет 55 – 60 м3/м3ч. Это соответствует 20 – 25 м3 воздуха на 1 кг введенных в аппарат углеродсодержащих питательных веществ.
Стадиитехнологического процесса
Подготовкабарды и приготовление питательной среды.
1. Стерилизациябарды при 95–1000С 45 – 60 минут. Барда освобождается отспорообразующих микроорганизмов и твердых примесей, периодически удаляемых причистке аппарата.
2. В случаепереработки барды с повышенным содержанием СаО, необходимо подкисление до рН3,5 – 3,8 и дальнейшее отделение в отстойниках выпавшего в осадок гипса.
3. Охлаждениебарды до температуры 20 – 300С. Для этого применяются пластинчатые и(реже) трубчатые теплообменники с водой. Используют прудовую, речную иартезианскую воду а так же отсепарированную вторичную барду.
4. Приготовлениепитательной среды. Смешивают барду в смесителях с растворами содей содержащихазот и фосфор.
Размножениепосевных дрожжей
Дрожжиразмножаются в аппаратах чистой культуры, дрожжанках и дрожжегенераторе, изкоторого подаются в дрожжерастительные аппараты.
Длянормального культивирования кормовых дрожжей необходимо периодически вводить вдрожжерастительный аппарат дрожжи чистой культуры (в противном случаенакопление биомассы уменьшается и питательные вещества не используются вдолжной мере). Количество посевного материала должно быть 30 – 40% от суммы углеродсодержащихвеществ.
Посевнойматериал размножают из чистой культуры в пять последовательных стадий.
Влабораторной стадии культуру выращивают на качалке при температуре 300С,сначала в колбах со 100 мл мелассного сусла, а потом в колбах с 500 мл сусла втечении 16 – 24 ч.
Из двух колбпо 500 мл дрожжи переносят с соблюдением правил стерильности в АЧК емкостью 15 л.Затем продолжают культивировать в АКЧ емкостью 150 и 1500 л, заполненныхсуслом на 2/3.
Молодые иэнергичные дрожжи из АКЧ передают в дрожжанку емкость 8 м3 вкоторой размножение ведут на концентрированной барде концентрацией 5 – 6% СВ сдобавлением стерилизованного мелласного сусла. Затем в дрожжанках на 30 м3и дрожжегенераторе на 100 м3 дрожжи размножаются на барде приэнергичной аэрации.
В качестведрожжегенераторов используют небольшие аппараты с эрлифтным аэратором. Припроявлении бактериальной инфекции и других нежелательных признаков среду вдрожжегенераторе заменяют. После освобождения и промывки аппарат и связанные сним трубопроводы стерилизуют паром в течение 1 ч при 1000С.
Выращиваниекормовых дрожжей
Длядостижения высокой продуктивности дрожжерастительного процесса требуетсянепрерывный равномерный приток питательной среды и отбор дрожжевой бражки,интенсивная аэрация, строгое соблюдение температурного режима и поддержаниеоптимального рН среды: в I стадии выращивания 4,0 – 4,2 и II стадии 3,5 – 3,8.Несоблюдение этих условий негативно скажется на физиологической активностидрожжей, приводит к замедлению роста, развитию инфекции, неполномуиспользованию углеродсодержащих веществ барды и низкому выходу продукции.
Аэробноеразмножение дрожжей сопровождается выделением тепла. Если это тепло неотводить, то среда нагревается сверх допустимых пределов. Наиболее устойчивыйпроцесс выращивания протекает при температуре 32 – 340С. Дальнейшееповышение температуры приводит к уменьшению накопления биомассы и развитиюинфекции.
40%образующегося тепла уносится продуваемым воздухом, а остальное количествоотводится через наружные стенки аппаратов и змеевика.
Выращиваниекормовых дрожжей на мелассной барде ведут в высоких дрожжерастительныхаппаратах с эрлифтной системой аэрации. Среда в эрлифных аппаратах превращаетсяв эмульсию плотностью 0,30 – 0,35 г./см3, энергично циркулирующую изаполняющую аппарат на 80%. Дрожжевые клетки размножаются и растут в пенномслое (пенный метод).
Припереработке концентрированной и сильно пенящейся барды циркуляция вдрожжерастительном аппарате может оказаться недостаточной. Чтобы разрушить пенуи предотвратить флотацию дрожжей необходимо периодически добавлять в средупеногаситель, так же можно уменьшить заполнение аппарата и увеличить аэрацию.
В аппаратах сперфорированным воздухораспределением («жидкостный» метод) постоянное гашениепены химическими веществами обязательно.
Дрожжевыеаппараты соединяются трубопроводами в блоки из двух аппаратов (один головной иодин хвостовой) или из трех (два параллельно действующих головных и одинхвостовой). Это позволяет вести процесс параллельно и последовательно, т.е.поодно – и двухступенчатому методам. Неразбавленная барда концентрацией 8 – 9% СВперерабатывается по двухступенчатому методу (повторное выращивание дрожжей, сдобавлением в среду во второй стадии 5 – 10% свежей барды). Разбавленная бардаконцентрацией 5 – 6% СВ перерабатывается по одноступенчатому методу.
Деэмульгированиеспиртовой бражки и флотация дрожжей.
Во избежаниеизлишних потерь при сепарировании дрожжевая бражка должна быть предварительнообеспечена.
Физико-химическаясущность действия пеногасителей заключается в вытеснении стабилизатора пены изабсорбционного слоя пузырьков более сильным поверхностно-активным веществом.Для этого применяют животные и растительные жиры, высшие жирные кислоты,спирты. На мелассно-спиртовых заводах при производстве кормовых дрожжей длягашения пены применяют технический жир морских зверей, олеиновую кислоту,соапсток.
Приготовляютиз пеногасителя эмульсию и по мере необходимости добавляют её в механическийпеногаситель и сборник дрожжевой суспензии от первой ступени сепарирования.
Напредприятиях, где дрожжи выращиваются в высоких чанах с эрлифтами длямеханического разрушения пены применяют различные аппараты – деэмульгаторы. Впростейшем деэмульгаторе пена гасится отстаиванием, орошением водой илидействием механических мешалок. Лучшие результаты достигаются при разрушениипены в деэмульгаторе механическим путем. Для этих целей используют лопастныеили другие виды мешалок, колесо типа центробежного насоса, разложенное навертикальном валу. Мешалки устанавливаются в слое пены, что бы они лишькасались поверхности жидкости.
Содержащиесяв мелассной барде мертвые дрожжи Sacch. Cervisiae не флотируются, поэтому в этом случае флотацияможет быть использована лишь при двухстадийном способе культивирования, когдане требуется полное выделение биомассы из бражки, поступающей на 2-ю стадиювыращивания. При этом уменьшается потребность в сепараторах и насосах,снижается потребление электроэнергии. Горизонтальный флотатор в сочетании сдеэмульгатором составляет установку, предназначенную для выделения дрожжей спеной из бражки для лучшего его сепарирования.
Длянормальной работы флотатора дрожжи выращивают без добавления вдрожжерастительные аппараты химических пеногасителей, так как наличие их вбражке сильно снижает флотационную способность дрожжей, в результате чегоконцентрация их в остатке значительно возрастает и достигает 12 – 15 г./лпротив 2 – 4 г/л при отсутствии пеногасителя.
Сепарированиеи промывка дрожжей
Наиболееэффективно пищевые и кормовые дрожжи выделяются сепарированием, основанной наиспользовании центробежной силы. Дрожжевые клетки, как более плотныеотбрасываются к периферии барабана, а бражка, как более легкая, распределяетсяближе к оси вращения.
Скоростьвыделения дрожжей в сепараторах в тысячи раз превышает их осаждение вотстойниках. Продолжительность пребывания бражки в барабане сепаратора 2 – 5 сек.Степень сгущения зависит от числа мундштуков и диаметра их выходного отверстия.
Чем большеконцентрация и вязкость бражки, тем меньше фактор разделения. Инфицированнаябражка более вязкая и сепарируется хуже. Хуже всего сепарируется пенящаясябражка.
Сепарированиедрожжей обычно проводят на 2 – 3 группах сепараторов. На 1-й группе сепараторовбражка разделяется на 2 потока. Верхняя струя, не содержащая дрожжей направляетсяна выпаривание или на поля фильтрации. Нижняя струя – дрожжевая суспензиясливается в сборник 1-й группы сепараторов и подвергается 2 и 3-мусепарированию. Сепараторы соединяют со сборниками суспензии и сепараторамитаким образом, что бы каждый сепаратор I-й группы мог выполнить1, 2 и 3-е сепарирование и каждую промывку.
Отмывкадрожжей от остатков бражки достигается добавлением в сборник воды иликонденсата из выпарной установки. Трехкратное сепарирование с двумя промывкамидает чистую биомассу, при высушивании которой получается доброкачественныйпродукт.
Промывканамного улучшает сепарирование и сушку. Бражка и суспензия подаются насепаратор вихревыми насосами соответствующей производительности.
Сепарированиедрожжей с промывкой увеличивает количество обременительных для завода стоков иобесценивает вследствие разбавления последрожжевую барду. Поэтому на практикеприменяют сокращенное сепарирование с частичной отмывкой дрожжей при расходеводы 5 – 7%. Сепарирование проводится на 2-х группах сепараторов, причемсепаратор второй группы работает по замкнутому циклу. Из сепараторов первойгруппы, работающих непрерывно, дрожжевая суспензия поступает в сборник, кудасливается суспензия и из сепаратора второй группы, работающего по замкнутомуконтуру. Как только достигается желательная концентрация суспензии, замкнутыйконтур на короткое время прерывается и суспензия из сепаратора второй группынаправляется в сборник.
Принормальной работе сепараторов общие потери дрожжей при сепарировании бражки ипромывки суспензии не должны превышать 7%.
Облучениедрожжей
Привыращивании Cand. Tropicalis СК – 4 на мелассной барде содержание эргостерина в сухихдрожжах колеблется в пределах 0,3 – 0,6%. Эргостерин под влияниемультрафиолетовых лучей превращается в витамин D2. Наличие этого витаминав рационе молодняка животных предохраняет его от заболевания рахитом, котороепроисходит чаще всего в зимний период.
Превращениеэргостерина в витамин происходит через несколько изомерных изомерныхпродуктов., и при чрезмерном и неравномерном облучении могут образоватьсявредные соединения.
Болеебезопасно облучение кварцевыми лампами жидких дрожжей (суспензии). Тонкий слойсуспензии стекает по наклонным плоскостям или прокачивается по кварцевымтрубкам. Наиболее эффективны облучатели каскадного или полочного типа(кварцевые лампы находятся вблизи суспензии, облучают и нагревают её). Длявыравнивания облучения приходится применять многократную рециркуляциюсуспензии, чем объясняется наибольшая производительность трубчатых облучателей.
Ультрафиолетовыелучи проникают в жидкие дрожжи тем лучше, чем эти дрожжи светлее. Поэтомудрожжевая суспензия должна быть достаточно отмыта от окрашенных продуктовсреды.
В сухомпорошкообразном состоянии дрожжи облучают при движении их на транспортернойленте. Высушиваемые на вальцовых сушилках дрожжи перед облучением нужноизмельчить в порошок.
Учитываятрудности, возникающие при дозировании концентрированных по содержанию витаминадрожжей, не следует стремиться к получению их с высоким содержанием этоговитамина.
Термолиздрожжей
Придлительном выдерживании дрожжевой суспензии (20 – 250С) происходитслабое брожение, вызываемое не только дрожжевыми клетками но и усиленнымразвитием бактерий. Для устранения этого, дрожжевую суспензию, содержащую в 1 л400 – 500 г. биомассы перед высушиванием перед высушиванием подвергаюттермолизу путем выдерживания при 750С в течение 45 мин. Приэтом дрожжевые клетки и сопутствующая им микрофлора должны быть убиты. Этопрежде всего необходимо потому, что живые дрожжи плохо усваиваются организмомживотного и могут долгое время жить в его пищеварительном тракте.
Прискармливании свиньям нетермолизованных жидких и сухих дрожжей во рту и другихорганах найдены живые клетки этих грибов. При скармливании термолизованныхдрожжей, заметных изменений в организме не наблюдалось.
В процессетермолиза:
1.увеличивается в 1,5 – 2 раза кислотность дрожжей и содержание РВ (из-зачастичного гидролиза белков и перехода в раствор содержимого убитых клеток – углеводов,органических кислот, аминокислот);
2.уменьшается вязкость суспензии и из нее удаляется воздух и пузырьки углекислогогаза (так она равномерно подается насосом на распылительный диск сушилки);
3.уменьшается потеря биомассы на поддержание жизни клеток во время пребывания ихв сборнике суспензии.
Термолизпроводят в непрерывно-действующем аппарате, состоящем из нагревателя ивыдерживателя. Дрожжевая суспензия равномерно поступает из сепараторов внагреватель, в котором постоянно поддерживается температура 750С засчет подачи пара в змеевик. Нагретая суспензия непрерывно переходит ввыдерживатель, емкость которого обеспечивает длительность пребывания в нем втечении 45 мин.
Сушкадрожжей
Длявысушивания дрожжей применяются сушилки с контактным (влага испаряется за четтепла горячих поверхностей при непосредственном соприкосновении с нимивысушиваемого продукта) и конвективным (для испарения используется тепловоздуха, нагретого газами горения, или смеси горячих газов с воздухом) способомиспарения влаги. Процесс высушивания происходит моментально, поэтому белок неденатурируется и продукт не темнеет. Предпочтение отдаётся распылительнымсушилкам (легко поддаются автоматизации и требуют меньше труда наобслуживание).
1. Сушкараспылением. Распылительные сушилки рассчитаны на высушивание дрожжевойсуспензии содержащей 15% сухих веществ. В случае высушивания упаренногопродукта производительность сушилки увеличивается в 2 раза. Процесс сушкидолжен быть непрерывным. Всякое отклонение от режима сушки (прекращение подачитоплива, продукта, теплоносителя, изменение параметров теплоносителя,неисправность оборудования и пр.) рассматривается как аварийное. Сушка можетпроизводится горячим топочным газом в смеси с холодным воздухом, так жевоздухом, нагретым в теплообменнике дымовыми газами при сжигании мазута. Притемпературе теплоносителя 3000С дрожжи нагреваются до температуры невыше 90 – 950С, что обеспечивает их высокие качества как поструктуре и цвету, так и по содержанию усвояемого белка. Производительностьраспылительной сушилки увеличивается при повышении температуры теплоносителя до3500С, но при этом необходимо регулировать содержание кислорода ввоздухе, вызывающего загорание дрожжей.
Высушенныедрожжи отбирают в основном в нижней части конуса, а частично – вместе свыходящими газами уносятся по трубе в циклоны, где и улавливаются.
2.Высушивание на вальцовых сушилках. Сушка происходит на поверхности вращающихсябарабанов, обогреваемых внутри паром. Снижение давления уменьшает разностьтемператур между греющим паром и высушиваем продуктом, вследствие чегопроизводительность сушилки по испаряемой влаге падает, так же важен непрерывныйотвод из барабанов парового концентрата.
Степеньотмывки дрожжей от веществ среды так же влияет на работу сушилки. Если вдрожжевой суспензии имеются коллоиды и взвеси нерастворенных веществ,поверхность барабанов замазывается клейкой массой, медленно высыхающей и плохоснимаемой ножами. Обычно сушилка работает 21 – 22 часа. Остальное времяиспользуется на очищение её ножами. Ножи заменяют каждую смену (важнаправильная установка и заточка ножей). Гладкая и ровная поверхность барабановявляется основным условием нормальной работы сушилки, поэтому весьма важносвоевременно устранять замеченные дефекты.
Упаковка,складирование и хранение дрожжей
Сухиекормовые дрожжи упаковывают в бумажные крафт-мешки (с клапанами или открытые).Более совершенна упаковка дрожжей в бумажные мешки с автоматическимвзвешиванием на весах с зашивкой специальной машиной.
Высушенные навальцовой сушилке дрожжи измельчают дополнительно на дисковых или шнековыхдробилках что увеличивает насыпную массу их на 15 – 20%.
Химический ивитаминный состав кормовых дрожжей влажностью 8 – 10% при хранении в бумажныхнепропитанных мешках в течение 6 – 12 месяцев изменяется незначительно.Необходимая стабильность дрожжей достигается при пониженной температуре иотносительной влажности воздуха не более 65%.
Нежелательныеизменения свойств дрожжей при хранении вызываются их увлажнением. Внеотапливаемых и невентилируемых складах, когда температура воздуха изменяетсяот -100С до +300С, а относительная влажность воздуха –от60% до 90% содержание влаги увеличивается на 50%. Если влажность дрожжейуменьшается, они становятся более темными и приобретают резкий запах.
В неблагоприятныхусловиях хранения в массе дрожжей, чаще всего в кормах, размножаются бактерии иплесневые грибы, являющиеся причиной распда белка и накопления метаболитов,вредных для животных.
При хранениив бумажных мешках в сухом складе количество микроорганизмов обычно снижается втечение первых 2–3-х месяцев, а затем становится стабильным.
В каждойотгружаемой партии дрожжей вместимость мешков должна быть одинаковой. На каждоммешке должна быть этикетка, в которой указывается: наименование,местонахождение и подчиненность завода – изготовителя; наименование(происхождение) ОСТа.
В основусхемы производства положен двух стадийный способ выращивания дрожжей нанеразбавленной барде, без предварительного выделения из неё мертвых дрожжей –сахаромицетов.
Для быстроговыращивания посевных дрожжей в качестве дрожжей генератора принят аппарат сэрлифтным аэратором объемом 100 м3. на рис. 5. изображенааппаратурно-технологическая схема производства кормовых дрожжей применительно кспиртовому заводу мощностью 2500 – 3000 дал спирта в сутки. Для заводов другоймощности применима та же схема, но с изменением числа и размеровдрожжерастительных аппаратов, сепараторов, сушильных камер и воздуходувныхмашин.
Соляная иортофосфорная кислота из железнодорожных цистерн перекачивается насосом 2 внаружные футерованные внутри резервуары 3 и 5, снабженные ловушками дляконденсирующихся газов. Из наружного резервуара 3 соляная кислота через мерникили дозирующими насосами 7 через ловушку 4 подается в дрожжерастительныеаппараты 26 и 27, дрожжегенератор 67 и большую дрожжанку 73. при подаче кислотыв каждый аппарат отдельным дозирующим насосом рН среды поддерживаетсяравномерно: в первой стадии выращивания 4,0 – 4,2, и во второй 3,5 – 3,8.
Ортофосфорнуюкислоту из наружного резервуара насосом 6 подают один раз в смену вчан-декантатор 12, предназначенный для приготовления растворов солей.
Диаммонийфосфати карбамид выгружают из вагонов передвижным транспортером на склад. С весов 14с помощью монорельса с тельфером 15 соли с 5–6-кратным количеством лютернойводы или конденсата из выпарной установки загружают в чан-декантатор 12,снабженный мешалкой, и растворяют в количестве, рассчитанном на суточнуюпотребность. Из чана-декантатора осветленный раствор солей насосом 13перекачивают в мерник 18; из него он самотеком непрерывно поступает вчаны-смесители 19 и 21.
Пеногасителииз железнодорожой цистерны сливают или перекачивают насосом 8 в наружныйрезервуар 1, и тем же насосом – в подогреватель 10 и эмульсор 9. Готовуюэмульсию из эмульсора насосом И подают в мерник-дозатор 66', а из него – вмеханические пеногасители 30 и 32.
Горячая барда(95–98 °С), с держащая дрожжи-сахаромицеты, по выходе из бражной колонныпо U-об-разной трубе сливается в сборник-стерилизатор 16, из которого насосом17 непрерывно подается через фильтр 69 на пластинчатые теплообменники 68 дляохлаждения до 20–25° С. Входящая в теплообменник вода проходит черезводяной фильтр 69. Направление протока через фильтры барды и воды изменяетсячерез каждые 2–3 дня. Охлажденная до 20–25° С барда из теплообменниковпоступает в чан-смеситель (сусловой чан) 19, в котором смешивается с растворамисолей.
Кондиционированнаябарда (питательная среда) из чана-смесителя насосом 20 подается через коллектор22 периодически в большую дрожжанку 73 и дрожжегене-ратор 67 и непрерывно – вдрожжерастильный аппарат 26.
Дрожжи чистойкультуры размножаются на стерилизованном мелассном сусле. Меласса через весыпоступает из основного производства в аппараты чистой культуры (АЧК). В АЧК 70и 71, малой дрожжанке 72 и большой дрожжанке 73 среда аэрируется с помощьювоздуходувки 23.
Посевныедрожжи из АЧК 70 и 71 перемещаются давлением воздуха в малую дрожжанку 72, изнее – в большую дрожжанку 73, из которой перекачиваются насосом 74 вдрожжегенератор 67.
Питательнойсредой в дрожжанках и дрожжегенера-торе служит кондиционированная барда. Дляподдержания оптимального рН среды в дрожжегенератор подается из мерника илидозирующим насосом соляная или серная кислота.
Размножениедрожжей чистой культуры рода Candida и других в АЧК, дрожжанке идрожжегенера-торе проводится попеременно в зависимости от потребности в той илииной культуре. Культуральная среда в каждом дрожжерастильном аппаратеаэрируется от отдельных воздуходувок 24 и 25 соответствующей мощности (60 м3/м3-ч).
Дрожжеваябражка от I стадии выращивания из нижней части дрожжерастильного аппарата 26непрерывно перетекает в пеногаситель 28, из верхней части которого отделившаясяпена поступает в механический пеногаситель 30. Сжиженная в нем пена, содержащаяв I л 80–120 г. биомассы, самотеком поступает в сборник суспензии 34.Освобожденная от пены бражка из пеноотделителя 28 подается насосом 29 через сетчатыйфильтр 65 на I группу сепараторов 63. Отток от них и раствор солей направляетсяв чан-смеситель 21, а из него – в дрожжерастильный аппарат 27 для повторноговыращивания дрожжей.
Дрожжеваясуспензия от I группы сепараторов сливается в тот же сборник 34 и насосом 35подается на II группу сепараторов 62. Суспензия от них с концентрациейбиомассы 180–250 г./л в сборнике 36 промывается теплой водой, сгущается натех же сепараторах по круговому циклу до 400–500 г./л и передается втермолизатор непрерывного действия 43.
Получаемыйпри сгущении отток направляют в тот же чан-смеситель 21. В случае повышенныхпотерь отток от II группы сепараторов на время направляют в сборник суспензииот I группы сепараторов.
Дрожжи, выращенныево II стадии, выделяют по />/>/>/>/>тому же режиму, сиспользованием пеноотделителя 31, механического пеногасителя 32, двух группсепараторов 60 и 59, соединенных со сборниками 38 и 40 и насосами 39 и 41.Получаемые оттоки направляют на выпарку, а дрожжевую суспензию (400–500 г./л)– на термолизатор 43.
Приодностадийном выращивании в резерве остаются пеноотделитель 31 с пеногасителем32 и сепараторы 60 и 59 со сборниками 38 и 40. Сепарирование дрожжей на заводахнебольшой мощности осуществляется с включением в работу напорного сборника 75.
Дляпредупреждения загрязнения сепараторов на линии воды и дрожжевой бражки имеютсяфильтры 57, 61 и 65. К ванне для мойки 58 сепараторы подаются по монорельсутельфером 64.
Втермолизаторе суспензия непрерывно нагревается до 75° С и выдерживается 45 мин.Термолизированные дрожжи равномерно и с высокой точностью дозировки подаютсянасосом 42 на распылительный диск сушильной камеры 46.
Наружныйвоздух, нагнетаемый вентилятором 44, нагревается в теплогенераторе 45, вкотором сжигается природный газ, до 280–300° С и поступает в верхнюю частьсушильной камеры через газоход и выходит из конической ее части по пневматическойтрубе, соединенной с батареей циклонов 48. Отработанный теплоноситель вместе спаром выбрасывается дымососом 50 в атмосферу. Газоход защищен рубашкой, черезкоторую пропускается наружный воздух, подаваемый вентилятором 47.
Высушенныедрожжи, пройдя магнитный сепаратор 49, в виде порошка отбираются в основном всамой нижней части конуса и через циклон-отделитель 55. Выделяющаяся из этогоциклона дрожжевая пыль вентилятором 56 возвращается в батарею циклонов 48.
Из бункера 54сухие дрожжи перемещаются на автоматические весы 53, а из них – в крафт-мешки склапанами. При упаковке в открытые мешки их зашивают на мешкозашивочной машине.С помощью транспортера 51 и электропогрузчика 52 мешки с дрожжами на поддонахразмещаются в штабеля на складе.