125152 (Технология производства хлебопекарных дрожжей)

СОДЕРЖАНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

1.3 Основные рассчитываемые показатели

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

2.2 Вспомогательные материалы

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

3.1 Приготовление раствора мелассы

3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества

4. ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ ЧИСТОЙ И ЕСТЕСТВЕННО-ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ

4.1 Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа

4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей

4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах

5.2 Процесс дозревания дрожжей

5.3 Выделение дрожжей

5.4 Формовка, упаковка и транспортировка дрожжей

5.5 Хранение дрожжей

5.6 Сушка дрожжей

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

Технологический процесс выращивания дрожжей складывается из отдельных основных этапов: приготовление питательной среды, выращивание дрожжей, выделение, формовка и упаковка прессованных дрожжей, сушка и упаковка сушеной продукции.

Приготовление питательной среды.

Под питательной средой понимают растворы мелассы, а также растворы азот- и фосфорсодержащих солей. Густую мелассу из мелассохранилищ передают в сборник 1, где хранится суточный запас ее. Из сборника 1 мелассу направляют на весы 2, откуда после взвешивания передают в сборник для разбавления мелассы 3, где ее разводят водой. Этот процесс называют разбавлением. Затем раствор мелассы подают на кларификаторы 4, где происходит освобождение ее от механических примесей - этот процесс называют осветлением. Осветленную мелассу насосом перекачивают в приточные сборники для мелассы 7, откуда ее подают в дрожжерастильные аппараты.

Азот- и фосфорсодержащие соли растворяют отдельно в специальных емкостях водой и используют для питания дрожжей в виде растворов, которые подают в дрожжерастильные аппараты из приточных сборников для солей 5, 6. Для каждой соли используют отдельные резервуары как для растворения ее, так и для притока.

Выращивание дрожжей.

Этот этап является основным в производстве хлебопекарных дрожжей. Выращиванием дрожжей называют процесс размножения клеток дрожжей, когда из небольшого количества засеваемых в питательную среду клеток постепенно, путем ряда последовательных стадий получают большое количество дрожжей, используемых в ряде отраслей промышленности, и прежде всего в хлебопекарной.

Процесс выращивания дрожжей складывается из двух этапов: получения маточных итоварных дрожжей. Маточные дрожжи сначала получают в лаборатории завода, а затем в цехе чистых культур, для чего используют дрожжерастильные аппараты 8 и 9. Прежде всего получают дрожжи чистой культуры (ЧК), а из них - дрожжи естественно-чистой культуры (ЕЧК). Чистой культурой называют дрожжи, выращенные из одной клетки, без примеси посторонних микроорганизмов. Первые стадии размножения дрожжей ЧК проходят в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и, наконец, в производственном дрожжерастильном аппарате, предназначенном для выведения чистой и естественно-чистой культуры. Естественно-чистой культурой называют дрожжи, содержащие незначительное количество посторонних микроорганизмов и используемые в качестве засевного материала для выращивания товарных дрожжей.

Товарные дрожжи на отечественных дрожжевых заводах получают в две стадии: стадия Б —засевные дрожжи, которые выращивают в аппарате 10 и стадия В — товарные дрожжи, которые выращивают в аппарате 11 с дозреванием в аппарате 12.

Выделение дрожжей.

Выросшие маточные и товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500—600 г/л на специальных машинах - сепараторах 13, 15. Для промывки дрожжей используют специальные бачки 14. Сгущенные дрожжи называют дрожжевым молоком. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Дрожжевое молоко маточных дрожжей помещают в сборники 23, а товарных дрожжей - в сборники 24. при сепарировании отделяется до 80% жидкости.

Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами (16), в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины.

Формовка и упаковка дрожжей.

Пластины дрожжей от вакуум-фильтров или фильтр-прессов транспортером подают в бункер 17 формовочно-упаковочного автомата 18, где они формуются в бруски различной массы и упаковываются в специальную этикеточную бумагу.

Сушка и упаковка сушеной продукции.

На некоторых дрожжевых заводах прессованные дрожжи, минуя формовку, направляют в сушильные агрегаты (сушилки), где им придают форму вермишели, измельчают и затем высушивают. Сушеные дрожжи имеют форму гранул.

Высушенные дрожжи упаковывают вручную в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем, либо в ящики с подпергаментной бумагой или расфасовывают на специальных машинах в герметичную упаковку – жестяные банки.

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

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

Бесприточный способ культивирования применяется при получении маточных дрожжей. По этому способу все питательные вещества в воду подают сразу при загрузке аппарата. Воздух при этом либо не подают совсем, либо подают периодически, либо небольшое количество на протяжении всего периода культивирования.

Воздушно-приточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и постепенным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат. Такой режим называется периодическим. Его обычно используют пи получении последних стадий маточный дрожжей, а также товарных дрожжей.

Воздушно-проточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и одновременным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат и оттоком культуральной среды с дрожжами в отборочный. При этом в течение 6-7 часов дрожжи накапливаются в дрожжерастильном аппарате – этот период называется накопительным. Через 6-7 часов начинается отток среды с дрожжами из дрожжерастильного аппарата в отборочный аппарат – отточный период, или отборочный, который длится 20-30 часов и более – удлиненный или непрерывный режим.

Накопительный период протекает в основном в дрожжерастильном аппарате, куда непрерывно подается питательная среда и воздух. При этом дрожжевые клетки так же, как и при периодическом способе, проходят лагфазу и фазу логарифмического роста, которая длится непрерывно. В первые часы наблюдается синхронное отпочковывание дочерних клеток с невысоким коэффициентом часового прироста (1,08-1,10), затем прирост увеличивается и к 5-му и 6-му часу коэффициент часового прироста достигает величины прироста достигает величины 1,20-1,25. в культуральной среде пи этом накапливается максимально возможное количество дрожжей, так называемая «рабочая биомасса», после чего начинается период непрерывного размножения, или отборочный период.

В этот период в основном дрожжерастильном аппарате клетки находятся в стадии логарифмического роста и устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Количество крупных клеток составляет 20%, средних 55% и мелких не более 25-30%. Отборочный период может длиться бесконечно долго при соблюдении следующих условий:

- обеспечение дрожжевых клеток необходимыми питательными и ростовыми веществами, а также кислородом в достаточном количестве;

- непрерывный вывод из дрожжерастильного аппарата продуктов обмена (метаболизма) клеток, тормозящих их рост и размножение;

- непрерывный отбор из основного дрожжерастильного аппарата прирастающей биомассы.

Стационарная фаза развития дрожжей в непрерывном процессе наступает лишь в отборочном аппарате, куда питательные вещества не поступают и откуда непрерывно отбирается прирастающая биомасса.

Таким образом, выращиваемые в основном аппарате дрожжи характеризуются активностью ферментных систем, т.е. способностью к активному росту и размножению с постоянной, установленной для данного аппарата и перерабатываемого сырья скоростью. От правильного ведения этого процесса в отборочном аппарате засвистит в основном качество дрожжей.

1.3 Основные рассчитываемые показатели

Выход дрожжей

Основным показателем эффективности материальных затрат и дрожжевой промышленности является выход дрожжей. Под выходом дрожжей понимают количество дрожжей, отнесенное к переработанной мелассе и выраженное в процентах. Выход дрожжей В рассчитывают по формуле:

В=Д*100/М

где Д — количество полученных дрожжей, кг; М — количество израсходованной мелассы, кг.

Выход дрожжей на разных заводах различен и зависит от конструкции оборудования, технологической схемы, качества сырья и материалов, снабжения электроэнергией, водой, паром и т. д.

Расчет расхода мелассы на 1 т дрожжей

На дрожжевых заводах при расчете расхода мелассы с содержанием 46% сахара за основу берут выход и выработку дрожжей, которые запланированы вышестоящей организацией в зависимости от технического состояния предприятия и его мощности.

Расход мелассы М по заводу, а также по каждой стадии рассчитывают по формуле

М=Д*100/В

где Д — количество дрожжей, кг; В — выход дрожжей, %.

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

Основным источником питательных веществ для дрожжей является свекловичная меласса, представляющая собой густую сиропообразную жидкость.

Характеристика мелассы

В состав мелассы входят сахара (углеводы), несахара и вода. Основной частью углеводов мелассы является сахароза С12Н22О11, количество которой колеблется в пределах 40—50% в отдельных случаях 54-56%. Кроме сахарозы в мелассе содержится инвертный сахар и раффиноза. Инвертный сахар (смесь глюкозы С6Н12О6 и фруктозы С6Н12О6) мелассы частично поступает из свеклы, где он содержится в количестве 0,1-0,2%. Содержание инвертного сахара значительно увеличивается в подгнившее и замороженной свекле. Значительна я часть инвертного сахара образуется в результате гидролитического расщепления сахара в процессе сахароварения.

Продукты инверсии – глюкоза и фруктоза – снижают содержание сахарозы и ухудшают качество мелассы, так как в процессе сахароварения они превращаются в кислоты и красящие вещества. Рафиноза находится в свекле в количестве 0,01-0,03%. Она устойчива к высоким температурам и действию щелочей при производстве сахара, поэтому полностью переходит в мелассу и ее содержание достигает иногда 2%. Рафиноза С18Н32О16 представляет собой трисахарид, состоящий из галактозы, фруктозы и глюкозы.

В дрожжевом производстве содержание углеводов в мелассе учитывают по сумме сбраживаемых сахаров, которая представляет собой общее количество сахарозы, инвертного сахара и 1/3 рафинозы.

Несахара мелассы состоят из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества содержат углекислые, сернокислые, хлористые, азотнокислые и в малом количестве фосфорнокислые соли калия, натрия, кальция, магния, железа, аммония.

Общее количество неорганических веществ определяют по составу золы, которое колеблется в зависимости от почвенных и климатических условий выращивания свеклы.

При выращивании хлебопекарных дрожжей большое значение для накопления биомассы имеет не только абсолютное содержание золы, но и соотношение зольных веществ и сахаров. Так, в полноценной мелассе на каждые 100 г углеводов должно приходиться не менее 15 г золы, или 8—10% по отношению к мелассе.

В состав органических несахаров мелассы входят азотсодержащие и безазотистые соединения. Азотсодержащие вещества состоят из продуктов распада белков - аминокислот, амидов и аммонийного азота, усваиваемых дрожжами. Большая часть азота является азотом бетаина, который дрожжами не усваивается.

Безазотистые вещества состоят из органических кислот щавелевой, янтарной, глутаровой и др.), летучих органических кислот (уксусной, муравьиной, масляной, пропионовой), а также из карамелей - продуктов конденсации углеводов, образовавшихся под воздействием высоких температур в процессе получения сахара.

Вода в мелассе содержится в свободном и в связанном состоянии в количестве около 20%. Кроме того, в мелассе имеются ростовые вещества - биотин, пантотеновая кислота, инозит, аневрин, рибофлавин, пиридоксин, никотиновая и фолиевая кислоты и микроэлементы: кобальт (Со), бор (В), железо (Ре), мед (Сu) марганец (Мn), молибден (Мо). цинк (Zn).

Большую роль в развитии дрожжей играет реакция (рН) мелассы и наличие в ней вредных примесей. Полноценной мелассой считается меласса нейтральная, слабощелочная (рН 7,1—8,5) и слабокислая (рН 6,3—6.9). Кислая меласса (рН ниже 6,5) не пригодна для длительного хранения. Наличие большого количества красящих веществ в мелассе тормозит рост дрожжей и ухудшает их качество.

Содержание в мелассе таких вредных примесей, как сернистый ангидрид и летучие кислоты, в настоящее время не имеет столь большого значения, как раньше, поскольку за последние годы мелассы с повышенным содержание сернистого ангидрида практически совсем не встречаются, а большая часть летучих кислот находится в мелассе в связанном состоянии в виде солей, значительно менее вредных для дрожжей.

Мелассу, поступающую на дрожжевые заводы, можно разделить, на три основные группы: