автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Интенсификация технологического процесса выращивания хлебопекарных дрожжей на основе усовершенствования аэрации

российская академия сельскохозяйственных наук

Всероссийски» научно-исследовательский институт

ДМИТРИЕВ СЕРГЕИ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ НА ОСНОВЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АЭРАЦИИ

Специальность 05.18.07. «Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков»

Автореферат

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

пищевой биотехнологии (вниипбт)

УДК 603.14.

Москва 1993 год

Работа выполнена во Всероссийском Научно-Исследова-тсльском Институте Пищевой Биотехнологии (ВНИИПБТ).

Научный руководитель: доктор технических наук, член-корр. Российской Академии сельскохозяйственных наук УСТИННИКОВ Б. А.

Научный консультант к. т. н. СЕМИХАТОВА Н. М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук МО-СИЧЕВ М. С., кандидат технических наук МЕНДЕЛЬСОН Л. н.

Ведущее предприятие—Черновицкий дрожжевой завод.

•9 О 0 ) / О

Защита диссертации состоится «» (. {-'/¿(^¿у'^) 1993 г.

I! У2. часов на заседании специализированного совета К-020.63.01. во Всероссийском Научно-Исслсдовательском Институте Пищевой Биотехнологии по адресу: 109033, Москва, ул. Самокатная, д. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИПБТ.

V О-/

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

И. И. БУРАЧЕВСКИИ

О ЖАЛ ХАРЛ1СП2РХТИКА РАБОТА Актуальность работы. В связи с переходе всех отраслей 'промышленности Российской Федерации к рыночаьм отношениям особую актуальность приобретает создание таких среды'В производства, которые позеолили би в короткие сроки добиться високоэконопично!! технологической перевооруженности, обеспечить рывок в повышении производительности труда.

Эта I.. облема особенно остро стоит в дрожжевой промышленности, где производительность дрожжерастилышх аппаратов и выход хлебопекарных дрожжей все еще остаютг на недостаточном уровне. За последние 10 лет средний выход дрожжей в промышлен,. .юти Российской Федерации составил около 7С$, в то время как в передовых прм.чыга-ленно развитых странах этот выход достигает 90^.

Культивирование дрожжей связано о высоким уровнем потребления ТЭР, воды и воздуха. В связи с р. лом дефицита энергетических ресурсов эта проблема выросла в одну из самых оотрых, находящихся сейчао в центре внимания современного производства и прикладной пауки.

Интенсификация технологического процесса выращивания дрожжей находится в неразрывной связи с модернизацией дрожжерастилышх аппаратов, так как дополнительный прирост биомассы'дрожжей возможен не только при обеспечении их углеводным питалием, но и при соответствующем количестве кислорода.

Тенденция в промышленности л переработке более концентрированных сред требует от отечественного машиностроения создания новых дрожжерастилышх аппаратов , способных увеличить раотворение кислорода в этих средах*

В представленной работе решаются вопросы повышения эффективности производства за счет интенсификации технологии Еыращивания

дрожжей на основе усовершенствования аэрации в существующих ' отечественных дрожжерастильных аппаратах.

Особую актуальность приобретает вопрос расхода технологичео-хого воздуха, так как аэрация культуральной жидкости в дроа^ерао-тильных аппаратах является самой энергоемкой операцией технологического процесса, на которую отводится более.70^ от всей затраченной электроэнергии.

Кроке того эффективность аэрации играет решающую роль в повышении выхода дрогшей и их качества.

Цель работа. Целью настоящей работа является: разработка ноеоЯ технологии культивирования хлебопекарных дро.;~.ий в концентрированных средах, на основе использования отечественных дрожяерастилышх аппаратов с модернизированными аэрационными системами, обеспечивакщшлп увеличение производительности оборудования и выхода целевого продукта. Научная новизна:

- теоретически обосновано использование ыедкопузырчатой аэрации в барботаглом режиме в процессе выращивания дрожжей, а также предложена^ новая методика расчета подачи технологического воздуха;

- изучена зависимость насыщения кислорода в культуральной среде традиционного для дрожжевой промышленности состава от величины размера ячеек сетчатых диспергирующих элементов;

- изучена динамика роста засевных дрожжей в условиях повышенного содержания растворённого кислорода в среде;

- разработана новая технология выращивания дрожжей о использованием отечественного оборудования в три стадии с общей Ьродолжительнос-*"! выращивания 26 часов и выходом не менее 88$, обеспечивающая повыли ние производительности завода на 2Ъ%.

- 4 -

Практическая ценность и реализация результатов.

Найден материал для диспергирующего элемента в виде сетки из .нержавеющей стали с оптимальным размером яч^.'ки 150 мкм погасивший растворимость кислорода в культуральной ере?' в 2,в раза.

На этой основе были сконструированы три варианта аэрационных систем для модернизации дрозкерасгилышх аппаратов различных объемов, производительность которых Еозрасла в 1,9 раза. Одна из конструкций была поставлена на серийное производство в 1989 году.

Предложенные конструкции аэрационных систем с использованием нового диспергирующего элемента открывают возможность реализовать основные принципы новой технологии на практике.

Разработанная технология выращивания дроязей открывает перспективу для предприятий Российской Оедерации в переработке концентрированных сред на отечественном оборудовании. Это позеолит увеличить выработку товарной продукции па сократить удельное потребление воздуха в 1,5 раза - время выраядагания дрожжей на 35$, поеысить качество и выход товарных дрогшей.

Экономический эффект от внедрения новой технологии составил 108 тысяч рублей в год ( в ценах 1989 года ).

Апробация работы.

Результаты исследований докладывались на совещании-семинарь специалистов дрожжевой промышленности Упрдрояпрома в 1988 году.

Производственная проверка разработанного интенсивного технологического процесса выращивания дрожжей была осуществлена на Черновицком дрожжевом заводе.

Основное содержание работы освещено в 4-х публикрциях, в 12-тр авторских свидетельствах на изобретение.

Объем работы: Диссертационная работа состоит из 7 глав, изложенных на 117 страницах гапинописного текста, содержит 23 рисунка и

17 таблиц. Список использованной литературы содержит 132 наименования работ отечественных и зарубежных авторов, 6 приложений содержат 27 отранкц.

ОСНОШОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Обзор литературы и патентных материалов, как отечественных, так и зарубежных проводился в 3-х направлениях:

- анализ применяемых технологических схем согласно типовому технологическому регламенту дрожжевого производства, утвераденному ь 1988 году;

- анализ методов расчета потребляемого технологического воздуха;

- анализ применяемых дрожжерастилышх аппаратов и методов аэрации культуральной кидкост:! в них.

В результате установлено, что потребление воздуха при виращя-вании дрожжей по наиболее распространенной в отрасли 20-ти часовой технологии сильно колеблется . Цри втоы расхождения

между минимальными к максимальными значениями расхода воздуха достигают значительных величин, что вызывает острую недостаточность кислорода б момент интенсивного роста дрожжей, что приводит к потере производительности завода, снижения выхода целевого продукта.

Кроме того показано, что по энергетическим показателям а также расходу ходы в воздуха, 6-ми часовая технология является наиболее экономичной. Поэтому она была взята нами за основу как одно из самых перспективных направлений для разработки нового усовершенствованного технологического режима.

На основе предложенной автором усовершенствованной методики

раочета потребления воздуха, и формулы заидаценной а.с. А 1049540 для определения количества воздуха, идущего на аэрации культуральной среда ж зависимости от прироста биомассы дрожжей, показано,

чго существовавшие ранее нормы расхода воздуха и методы его расчета не отвечают фактической потребности дрожжей в кислороде и являются заниженными ( рис. I. ). В этом заключается основная причина снижения выхода дрожжей на гшогих предприятк отрасли.

Оценка технико-экономических характеристик дрожжерастильных аппаратов как отечественных, так и зарубежных с точки зрения их экономичности, а также конструктивных особенностей их аэрационных систем п чволила сделать вывод о том, что наряду с такими методами аэрации как барботажно-эрлифтный, эрлифтный, струйный, экекцион-ный, динамический, импульсный и "п.,метод аэрирования культураль-ной жидкости в барботажном режиме с применением стг^понарных аэрационных систем является наиболее надежным , экономичным и элективным.

Из приведенного- обзора сделан еывод о том, что основополагающим направлением в области аэрации г гнется увеличение поверхности контакта фаз путем :еньшен.чя размеров всплывающих пузырьков за счет использоезь.-л микрофильтрующих диспергирующих воздух элементов. Теоретически обоснованы критерии мелкопузырчатой аэрации, а именно величина отверстий на поверхности диспергирунц^ элементов и коэффициент живого сечения для материалов, из которых изготавливаются эти элементы,

ЭКСПЕРтИГТАЯЬНАЯ ЧАСТЬ " .

Исследования проводились в лабораторных условиях ШИИ пищевой биотехнологии и в производственных условиях Черновицкого дроюхевого завода.

Объектом исследования .унлл процесс аэрации хульгуральноЯ среды традиционного состава.принятый в' дрояиеЕОй отрасли о содержанием сухих веществ 11,5/', с помощью различных диспергирующих элементов, а такие процесс рнраглвания дролжей е условиях повшеяного

[тыс.м^ч]]

О I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12

[час]

Рис.1. Почасовой расход1 воздуха в аппаратах стадий ЕЧК-2, Б, В . рассчитанный :

1. по нормам 80-100 у?) Череды в час - кривые 1,3,5.

2. по формуле О • >$чао - кривые 2,4,6.

где: П —часовой прирост биомассы Гкг1 ^ - высота аэрируемого слоя [и] 52,3 - эмпирический коэффициент

содержания кислорода, обеспеченный применением нового диспергирующего элемента.

Исследования проводили при следующих переменных параметрах:

- величина диаметра отверстий

диспергирующего элекен- 3 - 0,15

- коэффициент живого сечения

■ элемента, с % 6-35

- концентрация растворенного

кисл юда, [¡.ег/л] 0,035- 0,11

- начальная концентрация сухих •

веществ в культуральной среде 11,5

- удельный расход воздуха на аэрацию

Изучение процесса аэрации в культуральной среде осуществлялось проведением параллельных выращот .ий на опытной 5-ти. модульной лабораторной устат .;е, один из модулей которой являлся контрольным, а другие с исследуемым переменным параметром.

Установка оснащена пят ■ дрожжерастилышми аппаратами,' представляющими собой емкости с полезным объемом по 3 литра каждая, выполненными из стеклянных труб 100 мм и высотой I м В основание емкости ЕмонтироЕая сетчатый аэратор, в нижнюю-часть которого подводится воздух .

Постоянство заданной температуры выращивания обеспечивается контактным терморегулятором, связанным с нагревательными элемента- . ми, закрепленными в нишей :асти каждого модуля.

Контроль подачп воздуха осуществляли ротационным расходомером РС - 40, а содервание растворенного кислорода в культуральной среде

культуральной - прирост дрожжей, [г]

9

7

22

16

определяли датчиками парциального давления растворенного кислорода ЭГ - 152 - 003.

В процессе исследований использоЕалксь общепринятые физические, химические, технологические и микробиологические метода контроля.

Лабораторные опыты по определению материалов для диспергирующих элементов, обдадавдих накбольыей эффективностью были осноеэны на использовании сульфитного метода Купера и косвенного метода по величине «скоплена бногпсси.

If качестье контроля использовался барботерниЯ аэратор с диаметром отверстия 3 мл д коэффициентом клеого сечения Кл с _ g "и размещении" г- первом контрольном модуле лабораторной установки.

3 остальных модулях били размещены пергдгещие сетки с коэффициентом киього сечения 20%, 25%, 3d,' и 35','.

Первые эксперименты били направлены на определение количества абсорбированного кислорода и скорости его сорбции методом Купера при использовании различних материалов для аэрации.

Метод Купера, как известно, не является достаточно точным при снятии характеристик с дрожжерастильного аппарата, однако благодаря одновременно действующим модулям лабораторной установки были получены сравнительные характеристики массообменноЯ обстановки в 8тих модулях. В левой части таблицы на рис. 2. приведены результаты первых опытов из которых наглядно видно, что сшше лучшие показатели были достигнуты во П-м модуле лабораторной установки при использовании сетки с размером ячейки 150 мкм и коэффициентом

Дальнейшие эксперименты были направлены на определение зависимости насыщения кислорода воздуха в культуральной среде от размера ячеек аэрационных сеток при изменении диаметра их отверстий от 150 мкм до 3 км.

-ю-

По сульфитному методу Купе га По прирос^ биомасса дроаскзЯ

й модуля А /6 тв Элемента мм, Расход воздуха м3/ч, Количество абсорбированного кислорода за Г час г. Скорость сорбции кислорода г/л час, Показания пр: Э$-Х52 иг/л , Конечная -плотност среды %СП , Прпроса ^ дрожзпе; г, Общоо холичост во дро?;- г,

X • 3 4,9 2,00 0,035 7,5 7 ' 12

я/ /0,15 я/ /0,25 0 12,7 5,1 0,И 4,5 15 20

0 10,7 ■1,55 0,1 5,3 13" 13

к/ /0,35 а Э,Е ■1,17 0,0Э 5,4 12 17

✓ /0,45 0 3,6 3,6 0,00 5,1 10 15

Объем порфудаоД ягядкостп - 3,35 л II стоя - «со гл Меласса - 50 г Засэв - 5 г т°с . . зо°С

Рно.2 . ^рлап'толгН'кг оцс:т соток иря кх отбора для

На рис. 3 Приведена кривая изменения насыщения кислорода в ореде от размера ячеек сеток'. Как видно из графика зависимость носит линейный характер в двух интервалах при наличии области переходного режима при 0,45 <£■ 0,6 'мы , и подчиняете..

уравнению:

Cog*/« d)

С0_ = a-oU

vS:

и

ajd +

d) d)

при

0,15 d ^ 0,45 0,45 ^ ol ^ 3,0

C02 = ®2 d + e2

где: Cq , Cq - концентрация растворенного кяслорода^г/л] 2 2

ol ' - диаметр отверстий диспергирующего элемента, [мм]

aj в -0,096 [иг/л MMJ

Bj s 0,13 [мг/л]

ag =-0,019 [мг/л мм]

в« « 0,087 [мг/л}

Наименьшему диаметру отверстия поверхности диспергирующего элемента соответствует самая высокая концентрация кислорода в среде. Этот факт свидетельствует о том, что размер отверстий для выхода воздуха при аэрации среды имеет решающее аначение для образования пузырьков эквивалентного диаметра. А так как наименьший размер пузырька воздуха определяет наибольшую поверхность контакта фаз газ-жидкость в удельном объеме, то этим можно объяснить самую высокую концентрацию растворенного кислорода в среде при размере ячейки сетки в 150 мкм.

в

I

0,12

ода о,оа о.ое 0,04. 0,02

0,5

1,0

1.5

2,0

2,5 3,0с(^Я4)

Рис. 3 . Влия: :е величины ячеек сеток при аэрацил культур альпой С1 да о содержанием 11,5$ СБ па концентрацию растворенного кислорода.

Используя полученные дашше насыщения кис орода в культураль-ной среде в диапазоне от 0,035 до 0,11 мг/л была изучена зависимость прироста биомассы дропей л каждом модуле лабораторное установки при использовании исследуем* аэраторов.

С втой целыэ было проведено четыре опытных а одно контрольное выращивание по определение максимальной величина накопления биомассы дрожжей и закономерности их прироста.

Во второй части таблиц» на рис. 2 представлены результаты опытов, из которых по Есем показателям выделяется второй модуль лабораторноП установил, где наибольший прирост дрожжей 15 г

наблюдается при величине насищения кислорода Сп - 0,11 иг/л Саше низкие результаты по всем показателям процесса выращивания дрояней оказалкоь в контрольном модуле Ji I, где использовался перфорированный аэратор с диаметром отверстий 3 ми.

IIa рис. d представлен график зависимости прироста дрожгей от концевграцкЕ ^есхюХ'З.цисго гшелороде в кудьтураяьной среде.

П[г]| 16 14 12

10 е

6 4 £

0,02 0,04 0,06 0,00 0,10 0,12 "Og

[мг/л]

Pce. 4с Шляпке растворенаого кислорода в кульгуральной сраде с содержанием 11,55? СБ на прирост дрожкей.

Кая видно сг графика, ею зависимость вооит линеаризованный ха-

рактер и подчиняется уравнению

П - fr].

с: По/( Cq2 ) , где С^ -Гыг/д],

П = 135 С^ - 0,75

На основанш: проведенных опытов могао сделать вывод о том, что лучше показателе определяемые как ис сульфишоыу кзтоду так к по

косвенному методу - по приросту биомассы дрожжей были достигнуты во втором модуле лабораторной установки,оснащенном аэратором из сетки с размером ячейки 150 мнм и коэффициентом живого сечения 20#. Этот тип сетки и был принят за основу при конструировании разного рода модификаций аэрационных систем.

Преимущества использования сетчатого аэратора выли положены в основу разработки новых технологических режимов выращивания дрожжей, в частности засевннх стадий ЕЧК-I и ВЧК- П о учетом цош-шенного содержания растворенного кислорода в культуральной среде.

Аэратор, изготовленный из выбранной нержавеющей сетки, дающей повышение скорости сорбции кислорода в 2,6 раза, позволил вести расчет режимов притока всех питательных ингредиентов нового технологического процесса с учетом изученного ранее прироста биомассы.

В ходе дальнейших исследований для стадии ЕЧК-I требовалось определить продолжительность сбраживания куяиз/радьной жиднооти с содержанием XI,5JS СВ по бесприточной схеме, чтобы получить засевной материал требуемого количества и максимальной генеративной активности. Рис. 5 чаоть I.

Для этого все пять модулей лабораторной установки были оона-щены одинаковыми аэраторами изготовленными из выбршшой сетки.

Сращивание дрокгей проводилось с постоянным расходом воздуха 8 м3/час и одинаковым количеством мелассы раншм 60 г по беопрк-точной охеие.

В качестве контроля был выбран бесприточный режим выращивания дрожжей, описанный в методике, продолжительностью в 10 часов. В ходе эксперимента изменялась длительность процесса в оторону уменьшения до С часов. Содержание питательных ингредиентов было увеличено на величину ожидаемого прироота.

Условия опытов Результаты опытов

IS опыта Длительность цикла выращивания V. Палас са Г, ¡шдичистш пидилыо-.1шх ингредиентов Дрок-ш Г, Конечная плотность ст Генеративная активность

С.А. г, д.о Дестио-йиохии и„ "1/

Часть I

I. кодер. 10 £0 5 4 ОД ' ' 20 4,2 0,12

г. 10 60 10 8 0,2 28 3,0 0,07

з. В 60 10 8 0,2 25 4.2 0,25

4. 6 60 8 0,2 20 5,5 0,31

Часть II

X. 9 хо5 36 30 \j,D i 1 | 0,12 1

г. 10 200 40 j | | U.X8

з. II 250 50 40 i >~ Lou I 0,2 1

4. 12 300 60 1.2 220 0,25

5. 12 350 7U оО 1,4 225 0,2

Рис.5.Основные характег "ч-й-ти процесса ь-рацйвадкя засгьных дрожжей в сталях ЕЧК-1 (часть I) и 2 (тасть II) прк использовй-аии сетчатого дисдер^руицего элемента., с величиной ячейки 150 ним.

Поскольку основной целью выращивания дрожжей в бесприточной стадии ЕЧК-1 является получение культуры наибольшей генеративной активности, был выбран 6-ти часовой режим # 4 как оптимальный.

Результаты проведенных опытов представлены в таблице на рис.5 часть I п графики на рис. 6.

Как екдно из графиков роста дрожжей на рис. 6 длительность выращивания более 6-ти часов ( кривая № 4 ) не оправдана, т.к. несмотря на увеличение накопления дрожжей в аппарате при более длительном выращивании, генеративная активность при прочих равных условиях снижается ( кривые В 2,3 ).

На основании полученных результатов опытов оптимальный режиу был использован в дальнейших экспериментах при отработке режимов в стадии ЕЧК-П.

Следующая серия брожений имела цель оптимизировать технологическую стадию ЕЧК-П, шбрать дозировку питательных ингредиентов, обеспечивающих качество и количество биомассы дрожжей. Смыол этой стадии выращивания дроажей заключается в том, чтобы используя повышенную генератиЕную активность засевной культуры из стадии ЕЧК-1, сохранив'высокую скорость выращивания, создать оптимальный режим притока питательных веществ для получения засевных дрожжей высокого качества для товарной стадии и определить время накопления биомассы дрожжей, требуемой 'для засева этой стадии.

Для осуществления этой идеи в лабораторных условиях после завершения 6-ти часового культивирования дрожжей в бесприточной стадии ЕЧК-1 в качестве контроля л. лабораторном модуле й I начинали приток питательных веществ и солей в соответствии о принятым в методике режимом для стадии ЕЧК-П.

Динамика роста дрожжей иллюстрируется графиками, представленными на рис. 7. Кривые 1,2,3 в конечных своих точках не достигают

Л

24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

' ' '

А

220

200

180

160 140

120

100

80

60

40

.0

01 234 5 6 789 10

X [час]

Риь. 6 . Динамлка роста биомассы дрожжей Р в стадии ЕЧК-1

О I Рис.

3 4 5

7 В

10 II 12

Дь..амнка роста биомассы дрогиеП Р и стадии Е'СС-П

% С'пс

необходимой величины накопления биомассы. Только г.г.птч 4,5-соответствуют необходимо:.!}' количеству дрок.-изй. Предпочтение отдается кривой .'''4 только из-за большего показателя генеративной активности в этом режиме.

Интенсивный рост засевных дрох-пей за счет элективного растворения кислорода Еоздуха, увеличенно:" подачи то лас си ростовых веществ позволил Енрастить ну.тлое количество засевного материала, упразднить промеяуточну» стадии товарных дробей - стадию "Ь".

В таблице на рис. 5 часть П приводятся результат оппсак:п:х опытов по выращиванию дронте Г. в стадии ЗГПС-П.

Правильность параметров регглгов Еырацигапня дрогглЯ г стадиях ЕЧК-1 и ЕЧК-П выбранных по результата:.: предыдущих огп;тог £:;ла подтверждена контрольный! выращиваниям:: дробей в тог.ар;ю:: стадии, где реким притока питательных веществ остался без пз:.:екен:!? и соотЕетстЕОЕал регламенту.

Опираясь на экспериментальные исследования по интенс:;.">!К'а::уш технологического процесса культивирования дро:г.:е," с использованием нового диспергирующего элемента, была разработана новая типология выращиЕанкя дрожеН в условиях погашенного содср:-.-.ан;1л растворенного кислорода в культуральной среде в три стадии:

- бесприточной стадии ЕЧХ-1 длительностью 6 часов при каксималь-ной генеративно;"! активности культуры;

- стадии ЗЧК-П длительностью взращивания дробей в 12 часов, обеспечивание.", накопление биогасси высоко? генеративной активности;

- товарной стадии "В", зассЕ которой обеспечен количеством выращенных дрокжей в предыдущей стадии.

В результате этого отпала необходга/ость в использовании промежуточной товарной стадии "Б" и общее время выращивания дро.тлей сократилось с 35 часов до 26 часов.

Для реализация ново" технологии балл модернизированы отечественные дро^ерастнлькые аппараты гсех трех стадий ЕыращиЕания дро^.:еЯ путем замени аэрациошшх систем на ногые конструкции, г которых бгли использованы диспергирующие элементы, выбранные е результате экспериментальных ксследованиЯ.

Для аппарата объемом 10 м3 ( стадия ЕЧК-1 ) бал создан вариант аэрациышо:! систеш, ос нацепкой новыми диспергирующими элементами в виде усеченного полого конуса.

Дл,. аппарата объемом ЗС м3 ( стадия ЕЧК-П ) была использогана тарельчатая аэрационная система, оснащенная ноеыии диспергирующими элементами е гиде плоских круглых сеток.

Для аппарата объемом 100 м3 ( стадия "В") использована аэрацион-ная систегл в гзде аэролелобоЕ с новыми диспергирующими элементами е виде ' оских прямоугольных сеток.

Дро^черастпльные аппараты с новыми аэраторами проверяли на промышленных предприятиях при работе по радиционной технологии и сдавались ведомстьенным комиссиям. В результате тшлось, что по основным показателям, а именно, Еыработке дробей за цикл, удельному расходу электроэнергии контрольные аппараты уступают и.ытным в 1,9 раза. Увеличена скорость сорбции ки*"орода в опытных аппаратах в среднем с 1,5 до 2,9 кг/м3ча .

Новые аэрационные системы во ессх 3-х стадиях были установлены на Черн1.,,ицко.м дрожжевом заводе, где и проводилась производственная проверка новой технологии.

В результате было ( ределено, что расчетные показатели режима ьыра-дпЕания дроккеЯ в трех стадиях ЕЧК-1, ЕЧК-П "В" полностью подтвердились. Цри этом удалось увеличить выработку дроккей на 25£, определить максимально возможный выход дроглеп равный 96$. Были обеспечен! /слое,.я получения готоеой продукции одинакового качества е течение суток во Есех тоЕарных аппаратах.

- 20 -

0CH0KILE ВЫВОДИ II РЗЗШ.ТЛТ11 PAEOT.i.

1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследовании по поешйншэ растворимости кислорода воздуха б культу-ральной среде традиционного для дрогжевоЯ промкпленности состава

с содержанием 11,5$ СВ наеден наиболее элективный тип сетчатого диспергирующего элемента с оптимальным размером ячейки 150 та:., использование которого дает повшение скорости сорбции кислорода в 2,6 раза.

2. Определена зависимость изменения концентрации расТЕоренлого кислорода от величины размера ячейки диспергирующего Еоздух элемента, которая носит линейный характер в дгух интервалах при наличии области критического диаметра ячейки сетки равном 0,45 мм, где происходит изменение характера растворения и подчиняется уравнена»:

Cq^ a a«d + в J/-1 ( с{ ) при 0,15 dt ^ 0,45

°2 = \1г ( с/ ) 0»45 ^ с(, ^ 3,р

с02= ajd + Bj Со2 ^.а,

где: Cq2 , Cq^ - концентрация растворенного, кислорода (гмг/л ] J - дижетр отверстий диспергирующего элемента [км J aj = -0,096 [мг/л mkmJ в j = 0,,13 |мг/л J а2 »-0*019 (ГмгЛ дпсм jj i Во зр 0,087 (мг/л - 3. Определена линеаризованная зависимость прирост?, дрожжей в культуральной среде от насыщения растворенного кислорода в интервале от 0,035 до 0,11 мг/л 02 согласно уравнению П = Cq^ ) где: П - прирост дрожжей в [г]

Cq - концентрация растворенного 02 [мг/л ] 2

II = 135 С„ - 0,75 2

4. На ослоес ::с."ользо1а::;:л I'ororo диспергирующего элемента в лабораториях услоыгях бкл разработан нов:;Г; релхм выращивания засевкых дроглсЯ 2 беспрптачно* стадии ЕЧК-I в условиях заданного поименного содеряанкл растворенного кислорода. При непрерывной аэрации кульг/ральаоП среды воздухом с постоянным расходом л с давлением 0,5 Ли: била достигнута максимальная величина модуля роста par -д 0,31 ч-* . Качено гаксг-мальное время сбраживания культу-1алы1иГ: среди равное G часа,-,:, при которо:.: достигается, максимальная генеративная активность культуры.

5. Для приточной стадш; выращивания засевных дрокг.ей ЕЧК-П был разработан интенсивная метод выращивания дрогшей в условиях заданного поы:сешюго содерглкг.я кислорода с использованием засевного матери.". . предадуцс'Л стадии eucoko" генератиэдой активности, была определена продолжительность Еыращиванпя дрокгей в 12 часов, обеспечивающая накопление биомассы в количестве, достаточном для зассва товарной стадии "В". В результате этого отняла необходимость в использовании промежуточной товарной стадии "Б".

6. Выбранный на основании экспериментальных исследований диспергирующий элемент из нергавеюцеГ. сетки 6l.. положен в основу конструирования прионхчешшх аэпацпошш:: с с тем для дрокхерастильных аппаратов различных объемов. Конструктивные особенности аэрационных систем каждого из представленных дроялсерастильных аппаратов продиктованы целесообразностью размещения диспергирующих элементов в ¡■"Чёме аппарата и отличатся друг от друга свое;" металлоёмкостью.

о

Для аппарата объёмом 10 м создан вариант аэрацлонной системы в виде усеченного полого конуса.

«з

Для аппарат? объёмом 30 м выбрана тарельчатая аэрациоаная

сисгема с диспергируьлшми элементами ь и:де плоско. ;,.. .

ч

Для аппарата объемом 100 м сконструирована аэр.чци.лш1';,| с;' в Епде иэрокелобов с даспергируыщи.'-.и элементами с нлои'/кмп п.. ... -уголышыи сетками.

Применение аэрационншс систем, оснащешшх ношки .писпе* nip; . -щими элементами, выполненными из сетки с ячейкой 150 мкм, iiu.iji' : •. реализовать на практике идею мелкощзырчатой аэрации в дрок.-нвик производстве при переработке концентрированных сред на отичес1ч-и ном оборудовании.

7. Реализация новых конструкций аэрациошшх систем с сетча" диспергирующими элементами в проылалешшх дрожхерастилышх шшад... позволила увеличить выработку дрокаей за цикл на 25 %, ноы<с;;гь скорость сорбции кислорода о 1,5 до 2,9 кг/и~* час, снизить уде.чы:.: расход электроэнергии в 2 раза.

8. Производственная проверка новой технологии на Черноьнцко.: дрожжевом заводе нодтвердцла расчетлив показатели ре'лгн i..jpauri..i-ния дрожкей в три стадии ЕЧК-1, КЧК-П и "Ь". При этом удалось сократить общую продолжительность процесса о 36 »■ Ы часа до 26 оов, упразднить-промежуточную товарную статно "1", увеличить шрч-ботку дрожлей с 5000 кг до 7000 кг за один цикл.

9. Обеспечены условия для получения готовой продукции о.л.шл ього качества в течение суток во всех товарных аппаратах ь

тате использования засевних дро;.«ей отодии ¿'IK-I только дл.» o,-jit,ro цикла выращивания товарных дрокеЛ, и так.че -шквидацка промс о — них отборов в стадии КЧК-И.

niPi'üHb PÄiOT X АВТОРСКИХ СВШШЬСТВ, 0.ПУШ-КОЗлННЫХ ПО ТКЗ дЛЗОЗРТАцЛЛ

1. Дмитриев С.А. , Дмитриев А.Д. Аппарат для выращивания микроорганизма, 21 нсября IS^Or., авторское свидзтэльства

» 61615k.

2. Дкятр,:вв С.А.,Дми?рков А.Д., Сэм^хатова Н.М. Способ про-ав^дства ч'-гбопэкарных др.ч/ей, 14 августа i960 г..автору с*. _ св:-.дитель:гто И йУЗОуХ / не подлежит опубликование а отлритсЬ rre'iavK /.

3. Дм/.тркев J.A. , Дми?р:ев A.A. Способ производства хлеба-пекарных дро«.ей , авторские свидетельство Ъ 1049540 , 22июия IS83 г. "О^-.ц^льнчй бюлетень".Jj 39, I9S3 г.

4. Дмитриев С.А. , Дмитриев А.Д. Аппарат для гыра^валия M»'i<p'lopri!riH2Mjs, iL августа 1982 г...ззторелез свидетельство

* Iic8I03, "ОТвдиадьпнй б:о.ч.ютепь", й 30, IS84 г.

5. Дмитриев С.А. , Морозов Г.П., Дмитриев А.д. Аппарат для виравдвания мк.-гро:ргенизкоь, 18 i. ..¡я 1955г. авторское свидеты« ство V IJ2->56b, "Официальный бюллетень"..'.' , "'SB? г.

6. Дмитриев С.А., Дмитров А.Д. Способ производства хлебе* пекарных дрожжей, 15 сентября 1587г..авторзкое свидетельство

* Г33740Э "Официальный бюллетень". Je 34, 1987 г.

7. Дмитриев С.А. , Дмитризз А.Д. Кочкина К.Б.Способ про*: водства хчебС'ПЗкарних дрож, . 30 ноября 1987г. авторское св детекьетво ¡г 1355551 "Офиикальныя бюллетень". й 47, 1987 Г.

I Дмитриев С.А., Дмитриев А.Д. .Фурсова H.A. Способ прожЗ водства хлзбопе.-езрнш: дрихжей, 16 апоеля 1S86 г. авторское свидэтельство !е 1331578 /не подлели* -»публикованию в открытой печати /.

9. Дмитриев С.А., Дмитриев А.Д., Морозов .1., Мнгунав Н.М. Аппарат для выращивания микроорганизмов, 9 октября 1586г. авторское свидетельство fe I4I5773 /не подлежит опубликованию в открытой печати/.

10. Дмитриев С.А. Аппарат для взращивания микроорганизмов, 13 марта 1537г. авторское свидетельство » 1433973 "Официальный бюллетень"*'; 40, liec г.

11. /Ыитрие? С.А., ¿мит;/ез АJnocotf хя-?бэ-. пекарных дрож^еП, 13 марта 1967г. аэторс.-сое с:ольотво

» 1563234 "Официальна бюллетень". 17, ICC"

12. Дмитриев С.А.,Дкитр/.еа А.Л. Спссгб прскзьодства хлебопекарни* дрсжкэй, 26 сентября 1990г. Положительное рез-знха

о выдаче авторского свидетельства Государства«:-1;:,; науччо-техми-ческой зкспзргизи изосретени?, ША'АПй, & ^600752.

13. ¿митриеь С.А. Ногий дртг.жерпстильн Jlt аппарат U2-rUr, журнал-Хлебопекарнал к ¡сондитерскчч промышленность •' ТО, ХЗ^бг.

14. ¿¡: .»г :-?в С.А. Пути снижения расхода воздуха с дргжлчвсм производств. М.,Аг;огШТЗЛПЛ Пищевая промизл-ениость серт 2ч, спиртовая, дрог^евая и ликэро-зодочнЕЯ промышленность. Обзорная информация, в^гуск 2, 1588г.

15. Дмитриев С.Х.Айредло«..-.;и по внедрение передового опыта производства хлзЗоп^хлрних дроккей по усовзриеЛтаогичнсму 8-ии часовому технологическому режиму. .Ч.,Росагр;прсмстрои, Ияхенвр-■о-техкический центр но организации капстроительства и гроекта-рсвания, 1568г.

16. Дмитриев С.А. Особенности монтажа и эксплуатации сетчатых аэрациокних систем. !<., АгроНЖТоКПП Лицзвэя ;;ромыдленность.' Передовой производственная и научный опыт, рекомендуемый для внедрения в безалкогольной, дрожжевой и ¿родильная отраслях промышленности.-Информационный Сборник . Выпуск Ч , 1990г.