Технологическая линия производства хлебопекарных дрожжей

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевая клетка содержит в среднем 67 % воды и 33 % сухого вещества. Сухое вещество дрожжевой клетки содержит 37…50 % белков, 35…40 % углеводов, 1,2…2,5 % сырого жира и 6…10 % зольных веществ.

Качество хлебопекарных дрожжей определяется требованиями технологии хлеба. Они должны иметь плотную консистенцию, легко ломаться, обладать серым с желтоватым оттенком цветом и характерным дрожжевым запахом, пресным вкусом, содержание влаги не более 75 %, кислотность (в пересчете на уксусную кислоту) не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг спустя 12 сут. Стойкость при температуре 35 °С дрожжей, выработанных на дрожжевых заводах, не менее 60 ч, а на спиртовых – 48 ч, подъемная сила (подъем теста до 70 мм) – не более 70 мин.

Предусматривается выпуск сушеных хлебопекарных дрожжей высшего и 1 сортов в виде гранул, вермишели, крупы или порошка от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Содержание влаги в дрожжах высшего сорта – 8 %, в дрожжах 1 сорта – 10 %. Подъем теста до 70 мм для высшего сорта – 70 мин, для 1 сорта – 90 мин. Сохранность со дня выработки составляет для сушеных дрожжей не менее 12 мес для высшего сорта и 5 мес для 1 сорта.

Показатели качества дрожжей, дрожжевого молока (водной суспензии): концентрация дрожжей – не менее 450 г/л в пересчете на влажность 75 %, подъемная сила не более 75 мин, кислотность не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг через 72 ч.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Выделившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании.

Состав и концентрация питательной среды для культивирования дрожжей обусловливает скорость их размножения и конечный выход продуктов. Для конструктивного и энергетического обмена дрожжей используют сахара, азотистые соединения, зольные элементы и кислород воздуха.

Хлебопекарные дрожжи культивируют на мелассных средах, разбавленных водой. Сахар такой среды легко усваивается дрожжами. Теоретический выход биомассы дрожжей с 75%-ным влагосодержанием находится в пределах 97…117 % по отношению к массе мелассы, содержащей 46 % сахара. В заводских условиях выход дрожжей составляет лишь 68…92 %.

Дрожжи используют в хлебопечении в качестве возбудителя спиртового брожения и разрыхлителей теста. Их применяют также для получения кваса, витаминов, лекарственных препаратов и питательных сред. На дрожжевых заводах вырабатывают прессованные и сушеные дрожжи, а также дрожжевое молоко. На мелассно-спиртовых заводах получают только прессованные дрожжи. Жидкие дрожжи и хлебные закваски готовят непосредственно на хлебозаводах.

На мелассно-спиртовых заводах вырабатывают 15 % хлебопекарных дрожжей от общего их выпуска. Эти дрожжи получают в качестве отходов производства при сепарации зрелой спиртовой бражки, в 1 м³ которой содержится 18…35 кг дрожжей. Выход прессованных дрожжей составляет до 3,5 кг на 1 дал спирта. Себестоимость хлебопекарных дрожжей, получаемых на спиртовых заводах, на 30 % ниже, чем на дрожжевых.

Стадии технологического процесса. Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:

– подготовка питательной среды;

– выращивание дрожжей;

– выделение дрожжей из бражки;

– формование и упаковывание дрожжей;

– сушка дрожжей (при необходимости).

Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:

– выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;

– промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;

– дозревание дрожжей;

– окончательное промывание и концентрирование дрожжей;

– прессование, формование и упаковка дрожжей;

– хранение.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.

Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.

Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.

На рис. 2.16 представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.

Устройство и принцип действия линии. Меласса поступает на заводы в железнодорожных цистернах 1. Ее сливают в промежуточный сборник 2 и перекачивают шестеренным насосом 40 в сборник 3, установленный на весах 4. Меласса через промежуточный сборник 5 перетекает в мелассохранилище 6. Через промежуточный сборник 7 меласса поступает в смеситель 8, где ее разбавляют водой, подкисляют и далее насосом 20 перекачивают в стерилизатор 9. Далее меласса посту­пает на охлаждение в теплообменник 10 и на очистку в кларификатор 11. Очищенная разбавленная меласса разделяется на два потока, один из которых поступает в приточный аппарат 12 питательной среды для получения дрожжей ЧК и ЕЧК, а другой – в аппарат 13 для получения двух стадий товарных дрожжей. Из сборника 14 вода, согласно, технологическому регламенту направляется в различные аппараты (15…19, 21, 22 и др.). В цехе чистых культур дрожжей питательная среда стерилизуется в стерилизаторе 15, после чего поступает в инокуляторы чистых культур: малый 16 и большой 17.

Чистые культуры дрожжей выращивают последовательно на двух стадиях в дрожжерастительных аппаратах.  Дрожжи чистых культур ЧК-1 и ЕЧК-1 направляют в дрожжерастильный аппарат 18, а дрожжи чиста культур ЧК-2 и ЕЧК-2 – в аппарат 19. Естественно-чистая культура 1 дрожжевым насосом подается на концентрирование в сепаратор 24 и далее в промежуточный сборник 25. На второй стадии концентрирования для этих дрожжей используют сепаратор 26, сборник концентрата 27.

После охлаждения в теплообменнике 10 дрожжевое молоко поступает в дрожжерастильный аппарат 21 на первую стадию выращивания товарных дрожжей. Из этого аппарата дрожжевая масса со значительно большей концентрацией микроорганизмов через сепаратор 28, сборник концентрата товарных дрожжей 29 насосом подается в теплообменник-охладитель и далее в дрожжерастильный аппарат 22 на вторую стадию получения товарных дрожжей. Из аппарата 22 дрожжи поступают в отборочный аппарат 23. Сгущение товарных дрожжей идет последовательно на трех стадиях в сепараторах 30, 32 и 34. На первых двух стадиях дрожжевую массу промывают водой и направляют последовательно в сборники 31 и 33. Сгущенное дрожжевое молоко сборника 35 после охлаждения насосом перекачивается на вакуум-фильтр 36. Далее прессованные дрожжи из сборника 37 поступают на автоматизированные линии для формования и фасования. Воздух – важный технологический фактор в производстве хлебопекарных дрожжей. Очищенный на фильтре 38 воздух с помощью воздуходувной машины 39 возвращается обратно в технологический цикл (16…19, 21, 22). Отработанный воздух, содержащий СО₂ и другие примеси, выводится из аппаратов в атмосферу. Станции питательных веществ, пеногасителей, растворов антисептиков оборудованы специальными сборниками-мерниками 41…45. Из этих мерников растворы указанных веществ направляют в аппараты 16…22.