§ 3. Получение товарных дрожжей по Тбилисскому и Эркен-Шахарскому режимам

Тбилисский режим. Режим основан на принципе непрерывного культивирования. Дрожжи выращивают в ряде последовательных циклов. В процессе заняты два дрожжерастильных аппарата, работающих попеременно. Количество циклов практически может быть бесконечным. Однако оно ограничивается из-за использования нестерильных сырья, воды и воздуха. Продолжительность каждого цикла зависит от величины засева. Например, при засеве 800 кг дрожжей продолжительность цикла составляет 7 ч, при 1400 кг - 6, а при 2000 кг - 4 ч.

Товарные дрожжи получают в одну стадию. Засевным материалом для цикла I служат дрожжи ЕЧК, которые подают в аппарат в виде дрожжевого молока. Засевным материалом для последующих циклов является часть дрожжей, выращенная в предыдущем цикле, т. е. для цикла II - часть дрожжей, полученная в цикле I, для цикла III - часть дрожжей из цикла II и т. д.

По окончании каждого цикла прекращают подачу питательных веществ, отключают воздух и культуральную среду отстаивают в течение 20 мин. При этом дрожжевые клетки оседают и разделяются в основном на две фракции - нижнюю, содержащую более крупные клетки сахаромицетов и клетки с почками, и верхнюю фракцию, содержащую средние и мелкие клетки сахаромицетов. Нижнюю фракцию используют в качестве засевного материала в последующем цикле. Оставшиеся в аппарате дрожжи дозревают при пониженной температуре и сниженной аэрации.

Дозревшие дрожжи сепарируют и передают в сборник дрожжевого молока. После освобождения дрожжерастильного аппарата его моют, дезинфицируют и промывают водой.

Таким образом, в то время как в одном аппарате выращивают дрожжи, в другом аппарате дрожжи дозревают и аппарат готовят для последующего цикла.

Основные показатели технологического режима выращивания товарных дрожжей при засеве 1400 кг приведены в приложении 22.

Дрожжи выращивают при высокой концентрации питательных веществ (KR 10), высокой удельной скорости роста дрожжей (0,285-0,335 ч^-1), температуре 31-33 °С и интенсивной аэрации культуральной среды (8-12 м³ на 1 кг прирастающей биомассы).

Ниже описан режим работы аппарата. В дрожжерастильный аппарат передают из предыдущего цикла нижнюю фракцию дрожжей (после отстаивания в течение 20 мин) и одновременно добавляют воду, растворы кукурузного экстракта, сульфата аммония, хлорида калия и пеногасителя, включают воздух, добавляют диаммонийфосфат и начинают приток мелассы, питательных веществ и воды в соответствии с режимом, приведенным в приложении 23. При загрузке дрожжерастильного аппарата дрожжевым молоком количество воды, подаваемой в дрожжерастильный аппарат, увеличивается до 8,66 м³.

За один цикл получают 6500 кг дрожжей, чистый прирост биомассы составляет 5100 кг.

Тбилисский режим отличается от всех существующих режимов получения дрожжей на отечественных предприятиях высокой скоростью роста, которая до сих пор не достигнута по другим режимам, высокой концентрацией дрожжей в культуральной среде и высокой концентрацией питательных веществ в среде, низким расходом маточных дрожжей, так как они используются только при засеве цикла I. Особенностью режима является также его пригодность для переработки некачественного сырья и питательных солей с некоторым содержанием вредных примесей, что объясняется частым обновлением среды и в большом количестве. Например, при засеве дрожжей 1400 кг среда обновляется через каждые 6 ч. При этом из дрожжерастильного аппарата выводится 78,5% культуральной среды, содержащей продукты обмена веществ клеток, и лишь 21,5% остается вместе с засевными дрожжами, что способствует высокой скорости роста дрожжевых клеток. Интенсификации процесса способствует также разделение клеток на фракции перед засевом дрожжерастильного аппарата. Крупные клетки, попадая в свежую среду, начинают активно размножаться, период лагфазы практически отсутствует, а клетки с почками быстро дают новое поколение клеток, и время генерации сокращается.

Эркен-Шахарский режим. Этот режим предусматривает получение дрожжей по периодическому способу в концентрированной среде (KR 8) в двух вариантах: получение прессованной продукции и получение сушеной продукции. При этом используются разные расы дрожжей. Технологические режимы их получения различаются также по продолжительности процесса, скорости роста, выходу биомассы. Дрожжи, предназначенные для сушки, в отличие от дрожжей, предназначенных для прессования, получают при более низкой скорости роста (0,098 ч^-1 против 0,116 ч^-1), с меньшим выходом на сырье (71,1% против 80,4%) и при большей длительности процесса (17 ч против 14 ч). Однако в настоящее время дрожжи для сушки и прессования получают при KR 10 на одной расе по режиму, предназначенному для получения сушеных дрожжей, так как большая часть продукции сушится. Качество продукции, как сушеной, так и прессованной, хорошее.

Оборудование отечественных предприятий отличается от оборудования Эркен-Шахарского завода. В связи с этим предложена технология получения дрожжей по Эркен-Шахарскому режиму применительно к отечественным дрожжерастильным аппаратам.

Режим предназначен для дрожжерастильных аппаратов с высокими массообменными характеристиками. Дрожжи получают в дрожжерастильном аппарате общей вместимостью 100 м³ и полезной 68 м³ при KR 8,3, скорости роста дрожжей 0,111 ч^-1 и продолжительности процесса 14 ч.

Основные показатели технологического режима получения товарных дрожжей по Эркен-Шахарской технологии приведены в приложении 22. Товарные дрожжи получают в одну стадию. Засевным материалом служат дрожжи ЧК, подаваемые в дрожжерастильный аппарат в виде дрожжевого молока. Перед засевом в дрожжерастильный аппарат дрожжи чистой культуры подвергают обработке серной или молочной кислотой по общепринятым режимам. Загрузку аппарата и режим притока питательных веществ производят в соответствии с режимом, приведенным в приложении 24, соблюдая параметры процесса. За 14 ч получают 8000 кг дрожжей при засеве 1700 кг дрожжей ЧК.