4.2.32 Культивирование дрожжей в производстве спирта из мелассы

РАЗМНОЖЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ ДРОЖЖЕЙ

Дрожжи размножаются из чистой культуры, получаемой в пробирках из научно-исследовательских институтов и лаборато­рий. Зимой чистую культуру готовят на сусло-желатине, летом — на сусло-агаре. Во втором случае вместе с чистой культурой завод получает запаянную ампулу со стерильным суслом, кото­рым смывают дрожжи с поверхности сусло-агара после выдержи­вания пробирки с чистой культурой, залитой этим суслом, при температуре 30 °С в течение 2...3 ч.

Чистую культуру дрожжей на спиртовых заводах, вырабатыва­ющих спирт без выделения хлебопекарных дрожжей, размножа­ют по следующей схеме: В лабораторных условиях дрожжи из пробирки размножают на стерильном сусле до объема 3 л, соблюдая микробиологичес­кую чистоту. Затем их пересевают в четыре трехлитровые бутыли: из одной дрожжи направляют в аппарат чистой культуры (АЧК-1) для дальнейшего размножения, а три хранят при температуре от +2 до —4 °С для последующей замены дрожжей. Когда в холодильной камере остается последняя бутыль, из нее снова дрожжи пересевают в четыре бутыли. Таким образом размножа­ют дрожжи в течение месяца. Чистую культуру дрожжей из про­бирки разводят один раз в месяц.

Режим размножения чистой культуры дрожжей для спиртовых заводов, перерабатывающих мелассу по однопоточной схеме, приведен в табл. 21.

При размножении чистой культуры дрожжей в пробирках применяют неподкисленное сусло из измельченного сухого яч­менного солода. Для размножения чистой культуры во второй-четвертой стадиях используют мелассное сусло с добавлением перед стерилизацией 10 % по объему солодового сусла; в пятой-седьмой стадиях — мелассное сусло с добавлением фосфорного и азотистого питания (ортофосфорной кислоты и карбамида).

Сусло готовят на воде, отвечающей требованиям, предъявляе­мым к питьевой. После стерилизации в специальных аппаратах при температуре 95... 100 "С в течение 1 ч его охлаждают до 30 °С. Во время охлаждения сусла принимают меры предосторожности против проникновения посторонней микрофлоры: воздушники в АЧК-1 и АЧК-2 закрывают биофильтрами.

АЧК-2 после введения в него дрожжей из АЧК-1 наполняют стерильным мелассным суслом в три приема (тремя «подмолод-ками»), так как количество задаваемых дрожжей составляет толь­ко 2...2,5 % полезного объема АЧК-2. Объем первой «подмолод-ки» составляет 50, второй — 30, третьей — 20 % полезного объе­ма АЧК-2. Размножение в аппаратах чистой культуры ведут таким образом, чтобы к моменту передачи дрожжей в следую­щий аппарат содержание спирта в среде не превышало 2,5...3 об. %, т. е. видимая концентрация сухих веществ бражки была бы на 4,5...5 % ниже начальной.

Из АЧК-2 передают 80 % дрожжей в АЧК-3, а 20 % — в дру­гой АЧК-2, в котором параллельно с прохождением седьмой и восьмой стадий постепенно разводят дрожжи в течение 2 сут доливом стерильного мелассного сусла тремя «подмолодками», так же как и в первом АЧК-2. При отсутствии второго АЧК-2 дрожжи (20 %) оставляют в первом АЧК-2, куда добавляют «под-молодку».

Через 2...3 сут после включения дрожжегенераторов в работу дрожжи обменивают размножением чистой культуры в АЧК-3, куда помещают дрожжи из второго АЧК-2. Для следующего об­мена дрожжей размножение начинают с АЧК-1, куда помещают дрожжи из бутылей, хранящихся в холодильниках. При наличии цехов хлебопекарных дрожжей проводят 10... 12 обменов дрожжей в бродильной батарее, без таких цехов — 3...4 раза в месяц. Ап­параты чистой культуры изготовляют из нержавеющей стали или алюминия.

Типовая технологическая схема размножения чистой культуры дрожжей (рис. 68) включает в себя один стерилизатор вмести­мостью 1000 л и две самостоятельные линии аппаратов чистой культуры, каждая из которых состоит из трех аппаратов вмести­мостью 20, 1000 и 5000 л, что позволяет сбраживать мелассу по двухступенчатому способу с применением двух рас дрожжей.

Все аппараты имеют аэраторы, теплообменники, воздушники с биофильтрами, люки для чистки, трубопроводы для подачи среды из одного аппарата в другой при помощи сжатого воздуха, указатели уровня, дистанционные самопишущие термометры.

Разведение дрожжей по однопоточной схеме проводят следую­щим образом. В АЧК-1 набирают около 15 л стерильного сусла из стерилизатора, повторно его стерилизуют закрытым обогревом, охлаждают до 30 "С и вводят в пламени факела засевные дрожжи из трехлитровой бутыли. Через 24 ч бродящую среду с дрожжами по стерильному трубопроводу спускают в АЧК-2, куда предвари­тельно набирают стерильное сусло (1/3 объема). Дрожжи в этом аппарате:размножаются при слабом периодическом аэрировании стерильным воздухом. Наполняют АЧК-2 стерильным суслом в три приема (тремя «подмолодками»): через 24, 12 и 8 ч.

Бродящее сусло с дрожжами передают стерильным сжатым воз­духом в АЧК-3, предварительно заполненный стерилизованным суслом. Размножение дрожжей продолжается примерно 18 ч при слабом аэрировании, после чего сбраживаемую среду направляют в дрожжегенератор, предварительно заполненный на 1/3...1/2 сус­лом. В дальнейшем сусло в первый дрожжегенератор подают в 2...3 приема. Дрожжи до полного объема первого дрожжегенератора накапливаются в течение 6...8 ч при непрерывном аэрировании.

В сбраживаемой среде должно быть 120...150 млн/мл (12...16 г/л) дрожжевых клеток и 2...3 об. % спирта. Далее половину содержи­мого первого дрожжегенератора перепускают по нижней комму­никации во второй, предварительно стерилизованный дрожжеге­нератор, и накопление дрожжей ведут при непрерывном притоке сусла и аэрировании среды.

После наполнения первых двух дрожжегенераторов в течение 4...5 ч сбраживаемую среду из них по нижней коммуникации направляют в третий дрожжегенератор и выращивают дрожжи 4...5 ч при непрерывном притоке сусла в трех дрожжегенераторах и т. д. Все дрожжегенераторы заполняются новым суслом с дрожжами за 18...20 ч. Заменяют дрожжи в дрожжегенераторах через 48...72 ч. Выращивание дрожжей в отделении чистой куль­туры продолжается 80...90 ч.