126282 (690991), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

4. Выделение биомассы дрожжей из отработанной среды и концентрирование ее до товарной продукции.

Товарные кормовые дрожжи должны быть получены в сухом виде с содержанием не более 10% влаги. Следовательно всю вдагу, содержащуюся в готовой бражке с дрожжами, после выхода ее из дрожжерастильного аппарата необходимо удалить. В таблице 3 приведены данные о количестве влаги, подлежащей удалению из готовой бражки, в зависимости от содержания в ней дрожжей.

Таблица 3

Количество дрожжей в бражке, г/л	Содержание, г в 1 л		Количество влаги, удаляемой на 1 кг товарных дрожжей, кг
	Абс. сухих дрожжей	Общей влаги
10 20 30 40	2,5 5,0 7,5 10,0	997,5 995,0 992,5 990,0	363 181 122 90

С увеличением концентрации биомассы дрожжей в готовой бражке резко снижаются удельные затраты на удаление излишней влаги. Известны различные способы выделения биомассы дрожжей из готовой бражки, но основными , широко известными являются механические и теплотехнические. К механическим способам относится фильтрация, отстаивание, центрифугирование, сепарирование, разделение на гидроциклонах. К теплотехническим можно отнести выпаривание и сушку.

Путем экономической и технической оценки разных способов удаления влаги из биомассы дрожжей выделили натболее целесообразный технологический вариант: осуществляются последовательно флотирование, сепарирование, выпаривание и сушка.

Для получения кормовых дрожжей высокого качества в схему удаления влаги на флотаторах и сепараторах включена обязательная операция – промывка дрожжей. При этом отмывается почти вся отработанная среда, в которой росли дрожжи.

4.1 Флотирование дрожжей и деэмульгирование готовой бражки с дрожжами

Флотационный способ выделения дрожжей имеет перед сепарационным целый ряд преимуществ: значительно сокращается количество дорогостоящих сепараторов, сокращаются расходы на эксплуатацию, затраты на электроэнергию. Представляется возможным более надежно обеспечить непрерывный процесс выделения дрожжей из бражки; дрожжи, получаемые методом флотирования, имеют более высокие качественные показатели по содержанию белка, зольности, по вкусу и цвету; процесс выделения дрожжей становится полностью непрерывным.

На флотационную способность биомассы влияют раса внедренных в производство дрожжей, их размер и ветвистость. Большое значение имеет конструкция флотатора. Степень концентрирования дрожжей флотационным способом называют коэффициентом флотирования. Обычно этот коэффициент колеблется от 3 до 4, иногда доходит до 6.

Флотаторы предназначены для разделения готовой бражки методом флотации на две части: дрожжевую суспензию и отработанную жидкость. При разделении происходит концентрирование дрожжей. Имеющиеся в промышленности флотаторы выполнены в нескольких вариантах: цилиндрические, конические, одноступенчатые с внутренним стаканом, двухступенчатые (рис. 12).

Одним из самых распространенных аппаратов для флотирования дрожжей является флотатор одноступенчатый пятисекционный. Как показала практика, в одну ступень невозможно выделить из суспензии все дрожжи без потерь. Для более глубокого выделения дрожжей из жидкости применяют двухступенчатое исчерпывание дрожжей или концентрирование дрожжей методом флотирования. На рис. 13 показаны три варианта двухступенчатого флотирования.

По схеме а дополнительное исчерпывание дрожжей осуществляется на флотаторе II ступени, конструктивно аналогичным флотатору I ступени. Однако в связи с различием начальных концентраций флотатор IIступени должен несколько отличаться. После I ступени флотирования вместо спуска в канализацию отработанная жидкость центробежным насосом перекачивается в кольцевое пространство флотатора II ступени. Для усиления флотационной способности целесообразно во всасывающую линию насоса давать небольшой подсос воздуха из атмосферы. Концентрации дрожжей в отдельных точках примерно следующие:

• в готовой бражке, поступающей из дрожжерастильного аппарата, - 30 г/л;

• в дрожжевой суспензии после флотирования на I ступени – 90 – 120 г/л;

• в отработанной жидкости после I ступени флотирования, подавемой на II ступень флотирования, - 2 – 3 г/л;

• в дрожжевой суспензии после флотирования на II ступени – 8 – 10 г/л;

• в отработанной жидкости после II ступени флотирования – 0,2 – 0,3 г/л.

Схема б отличается от описанной выше тем, что здесь в две ступени подвергается флотированию не жидкостная часть, а дрожжевая. Поэтому на I ступени флотирования предполагается осуществить максимально глубокое исчерпывание дрожжей с получением при этом более разбавленной дрожжевой суспензии. Концентрации дрожжевой суспензии по этому варианту флотирования будут примерно следующими:

• в готовой бражке из дрожжерастильного аппарата – 30 г/л;

• в дрожжевой суспензии после флотирования на I ступени – 60 г/л;

• в отработанной жидкости после I ступени флотирования – 0,3 – 0,5 г/л;

• в дрожжевой суспензии после флотирования на II ступени – 120 г/л;

• в отработанной жидкости после II ступени флотирования – 3 – 4 г/л.

На рис. 13 в показана схема работы флотатора, в котором обе ступени флотирования совмещены. По существу эта схема не отличается от схемы а. Вторая ступень здесь конструктивно вписана в корпус флотатора. Основное преимущество этой конструкции заключается в ее компактности, однако, недостаточность объема II ступени флотирования не позволяет значительно снизить потери дрожжей.

Д

Рис. 14. Газоотделитель

рожжевая суспензия из флотаторов подается на сепарацию. По мере продвижения по трубам сгущенной дрожжевой суспензии из нее выделяется воздух. Для частичного отвода воздуха из труб перед центробежными насосами устанавливают газоотделители (рис. 14), представляющие собой искусственный расширитель потока дрожжевой суспензии. В результате расширения свободного потока уменьшается скорость жидкости, это способствует выделению воздуха, который отводится через верхний штуцер в атмосферу.

Деэмульгирование по технологическому значению является процессом, обратным флотации. Когда готовая бражка находится в состоянии дисперсности с воздухом, принимают меры для разрушения дисперсности и превращения бражки в жидкое состояние, пригодное для нормальной перекачки и сепарирования. Это достигается тремя наиболее широко известными доступными средствами: химическими, механическими и естественным способами.

К механическому способу разрушения пены относят использование вращающегося диски и колеса, а также подачу воды или отработанной жидкости на орошение пены.

К химическим средствам гашения пены относят олеиновую кислоту, рыбий жир, технические жиры и другие средства.

Естественный способ гашения рассчитан на самоосаждение и является, как правило, весьма длительным, так как некоторые виды пены весьма стойки.

4.2 Сепарирование и промывка дрожжей

На степень извлечения дрожжей из бражки влияет размер дрожжевой клетки. Поэтому на одних и тех же сепараторах нельзя получить одинаковый эффект при сепарировании дрожжей различных рас, имеющих разные размеры клеток. До некоторой степени на эффективность сепарирования влияют удельный вес и вязкость бражки, с повышением которых скорость выделения дрожжей снижается.

Общая продолжительность пребывания дрожжевой бражки в барабане сепаратора составляет 2 – 5 сек. Степень сгущения дрожжей, создаваемого сепаратором, зависит от соотношения объемов отработанной бражки и дрожжевого концентрата. Это соотношение регулируется изменением числа и сечения установленных в корпусе барабана дрожжевых мундштуков. При нормальной работе объем дрожжевого концентрата обычно составляет 10 – 15% от объема бражки. При уменьшении числа рабочих мундштуков увеличивается концентрация сгущенной суспензии, а также соответственно количеству заглушенных отверстий уменьшается производительность.

Степень сгущения дрожжей на сепараторах в значительной степени зависит от начальной концентрации дрожжей в бражке. При низком содержании дрожжей в бражке (10 – 15 г/л) можно достичь степени сгущения, или коэффициента сепарирования, равной 10. Если требуется сгустить дрожжи до более высокой концентрации, то полученную дрожжевую суспензию необходимо подвергнуть повторному сепарированию.

Дрожжевая суспензия из дрожжерастильного аппарата поступает с концентрацией биомассы дрожжей 20 – 40 г/л. На сепараторах можно сгустить биомассу дрожжей до 600 – 650 г/л. Такой степени сгущения без предварительного флотирования можно достичь лишь в несколько стадий.

Существует несколько схем сгущения. Основные причины, влияющие на выбор той или иной схемы, следующие: концентрация РВ в сусле и соответственно концентрация дрожжей в суспензии; возможность осуществления флотации перед сепарированием; качество сусла; возможность промывки дрожжей при помощи водоструйных насосов или баков; сепарирование без промывки.

1. Схема сепарирования дрожжей, полученных от переработки разбавленной водой и отработанной бражкой гидролизата, с флотацией и промывкой дрожжей на водоструйном насосе показана на рис. 15. Дрожжевая суспензия, поступающая на сепарирование после флотации, частично сгущена до 60 – 120 г/л биомассы дрожжей. Такой большой предел колебаний концентрации в суспензии является следствием выращивания дрожжей на средах с различным содержанием сахара. Дрожжевую суспензию в данном случае сгущают на двух группах сепараторов. На I группу сепараторов поступает частично сгущенная суспензия. Если при сгущении на флотаторе для промывки и гашения пены подавалась вода, то дрожжевая суспензия, поступающая на I группу сепараторов, будет снова частично разбавлена. Отработанную промывную воду со II группы сепараторов возвращают для снижения потерь дрожжей, уносимых с водой. Дрожжевая суспензия, разбавленная после флотации до концентрации биомассы 40 – 50 г/л, пройдя сепараторы I группы, вновь сгущается до 250 – 300 г/л. После I группы сепараторов дрожжевую суспензию необходимо промыть водой и подать на II группу сепараторов для дальнейшего сгущения. Качество промывки дрожжей зависит от соотношения количества промывной воды и дрожжевой суспензии. Это отношения называют кратностью промывки. По нормам технологического проектирования кратность промывки принимают равной 3. Сконцентрированные на II группе сепараторов дрожжи собираются в сборнике и из него откачиваются насосом на упаривание или непосредственно на сушку.

2. Схема сепарирования дрожжей без промывки показана на рис. 16. По этой схеме дрожжевая суспензия, пройдя флотатор, разделяется. Отработанная бражка выводится из флотатора и направляется в канализацию или на упаривание. Дрожжевая суспензия через сборник поступает для дальнейшего повышения концентрации на I группу сепараторов. Предполагается, что при нормальном режиме работы концентрация дрожжевой суспензии после I группы сепараторов будет 350 – 400 г/л. Для окончательного концентрирования дрожжевая суспензия направляется на II группу сепараторов. Перед этим дрожжевую суспензию в сборнике разбавляют отработанной бражкой для поддержания необходимой концентрации дрожжей.

4.3 Упаривание дрожжевой суспензии

Суспензия, содержащая перед упариванием живые дрожжевые клетки или плазмолизированные дрожжи, определяет некоторые специфические условия ведения технологического процесса. С учетом всех требований при упаривании дрожжевой суспензии нужно соблюдать следующие условия:

1. температура при упаривании не должна превышать 80 – 85˚С, чтобы сохранить витаминный комплекс и предотвратить возможность пригорания.

2. дрожжевую суспензию перед подачей на упаривание необходимо плазмолизировать для снижения пенообразования в сепараторах выпарных аппаратов.

3. выпарной аппарат должен обеспечивать хорошую циркуляцию дрожжевой суспензии.

4. в схеме выпарной станции должна быть предусмотрена непрерывная циркуляция дрожжевой суспензии по трубам и аппаратам без длительных остановок, так как в противном случае создаются условия высаждения дрожжей в виде твердой пленки.

На рис. 17 показана схема двухкорпусной вакуумвыпарной установки. Установка работает по непрерывному способу. Дрожжевая суспензия с концентрацией сухих веществ около 15 % из сборника 1 подается центробежным насосом в первый корпус выпарной батареи. Перед поступлением в выпарной аппарат дрожжевая суспензия нагревается в теплообменнике-плазмолизаторе 2 до температуры 75 – 80˚С с целью плазмолиза дрожжевых клеток. Дрожжевая суспензия при плазмолизе ожижается и становится однородным раствором с определенным содержанием сухих веществ. После плазмолиза дрожжевая суспензия поступает в напорный бак 7, где выдерживается не менее 30 – 40 мин. Суспензия в плазмолизаторе и калоризаторе первого выпарного аппарата подогревается паром низкого давления. Рекомендуемые температуры кипения в выпарных корпусах: в первом 80 - 83˚, во втором 58 - 60˚. В соответствии с этими температурами создается вакуум при помощи вакуум-насоса или пароэжекторной установки. При упаривании без принудительной циркуляции дрожжевая суспензия непрерывно циркулирует вследствие разности удельных весов. Однако дрожжевая суспензия при упаривании до 25% сухих веществ приближается к состоянию жидкости с повышенной вязкостью, вследствие чего происходит потеря напора. Целесообразно второй корпус изготовлять с принудительной циркуляцией. За счет разности давлений между первым и вторым корпусами упариваемая жидкость непрерывно перетекает из одного аппарата в другой. За счет разности температур в испарителе второго корпуса происходит самоиспарение части жидкости. Образующийся при этом пар уходит в барометрический конденсатор. Упаренная суспензия, так называемый дрожжевой концентрат, непрерывно отбирается из второго корпуса в сборник, а из него насосом подается в сушильное отделение.

4.4 Сушка дрожжей

Дрожжевая промышленность пользуется сушилками вальцовыми и распылительными, которые имеют конструктивные и технологические различия. Вальцовые сушилки широко используются на предприятиях малой мощности. Сушилки различаются по их испарительной способности: для вальцовых сушилок – 1 т влаги в час, для распылительных – 4 – 6,3 т влаги в час. Однако кроме сравнения их испарительной способности необходимо обратить внимание на качественные характеристики получаемой продукции. Несовершенство вальцовых сушилок состоит в том, что дрожжи на поверхности сушильного барабана в течение неполного его оборота во время сушки подвергаются воздействию температуры 140 - 150˚. Это приводит к частичному разложению белка и аминокислот. Таким образом, потеря белка на вальцовых сушилках достигает 15%. На распылительных сушилках потери белка незначительны.

Характеристики

Список файлов курсовой работы