Вакуумный способ производства хлебопекарных дрожжей Российский патент 2024 года по МПК C12N1/18 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам производства хлебопекарных дрожжей. Целью изобретения является улучшение качества дрожжей и повышение их выработки, а также интенсификация процесса массообмена при минимальном расходе воздуха и сокращение теплоэнергозатрат.

Известен способ производства хлебопекарных дрожжей, по которому засевные дрожжи подают в дрожжерастильный аппарат одновременно с питательной средой, солями и водой, количество которых постепенно увеличивают соответственно скорости размножения дрожжей. Процесс ведут при постоянной аэрации культуральной жидкости воздухом, предварительно охлажденным до температуры (-40)-(-10) и подают под вакуумом, создаваемым в верхней части дрожжерастильного аппарата над поверхностью культуральной жидкости.

Недостатком указанного способа является то, что влажный воздух создает иней на входе в аэрационную систему и сужая проходное сечение воздуховода. Следствием этого является уменьшение расхода воздуха и дефицит растворенного кислорода в культуральной жидкости.

Предлагаемый способ устраняет эти недостатки. Способ производства хлебопекарных дрожжей, предусматривающий, внесение в дрожжерастильный аппарат засевных дрожжей, питательных веществ и сырьевой воды в начале процесса, выращивание под вакуумом при аэрации воздухом, предварительно охлажденным, и непрерывном добавлении питательных веществ, а в качестве источника азота подается газообразный аммиак, работает таким образом, что с целью повышения растворимости кислорода воздуха в культуральной жидкости, стерилизации технологического воздуха и его осушения, подают газообразный аммиак в момент входа его в диспергирующие элементы аэрационной системы дрожжерастильного аппарата, а для повышения концентрации дрожжей в культуральной жидкости, извлекается растворенный углекислый газ за счет вакуума, создаваемого над поверхностью культуральной жидкостью.

Охлаждение воздуха можно производить за счет дросселирования воздушного потока при регулировке уровня вакуума на входе в аэрационную систему дрожжерастильного аппарата.

При этом осушение воздуха осуществляется за счет подачи газообразного аммиака в момент входа его непосредственно в диспергирующие элементы аэрационной системы. Такое техническое решение исключает попадание аммиака в окружающую среду, делая этот способ выращивания дрожжей абсолютно безопасным с экологической точки зрения.

В этот же момент происходит стерилизация атмосферного воздуха и активация молекул кислорода воздуха, идущего на аэрацию культуральной жидкости.

За счет вакуума, создаваемого над культуральной жидкостью, извлекается из нее растворенный углекислый газ, что позволяет сместить градиент растворимости в сторону кислорода и накапливать в культуральной жидкости увеличенную концентрацию дрожжей и повысить содержание сухих веществ в клетке до (СВ) 30-33% и содержанию трегалозы до 16%.

Когда речь идет о переработке концентрированных сред, т.е. когда концентрация дрожжей в дрожжерастильном аппарате достигает 300-330 г/л и выше, содержание углекислоты в культуральной жидкости достигает предельных значений. Инкубирующее воздействие углекислоты хорошо известно, происходят глубокие нарушения всего биосинтетического механизма в дрожжевой клетке.

Предельные значения растворенного углекислого газа в культуральной жидкости, являются одними из основных причин подавления процессов усвоения дрожжами растворенного кислорода. Учитывая, что растворимость углекислого газа в 10 раз выше, чем у кислорода, то и извлечь его из культуральной жидкости, будет намного легче, чем в нагнетатель системах, что является очень важным и решающим моментом. Таким образом, можно углекислый газ извлечь за счет разрежения, создаваемого в верхней части дрожжерастильного аппарата над поверхностью культуральной жидкости. Извлекая избыточное количество углекислого газа, мы снимаем его ингибирующее воздействие на дрожжи и, тем самым, создаем благоприятные условия для их роста.

Подача газообразного аммиака в момент входа воздуха в диспергирующие элементы аэрационной системы дрожжерастильного аппарата позволяет создать зону строгой стерильности, т.к. газообразный аммиак является абсолютно токсичным для всей микрофлоры атмосферного воздуха. Это позволяет удлинить процесс выращивания дрожжей с целью накопить концентрацию дрожжей в культуральной жидкости более 330 г/л без потери качества из-за посторонней микрофлоры. В тоже время, известен способ выращивания дрожжей [2], где газообразный аммиак является основным компонентом азотного питания в процессе выращивания дрожжей, что свидетельствует о несомненных преимуществах такого технического решения.

Свойство аммиака вбирать на себя влагу и активировать атомы кислорода воздуха, способствует повышению скорости сорбции кислорода воздуха в культуральной жидкости и увеличивает количество растворенного кислорода в ней, что повышает массобменные характеристики дрожжерастильного аппарата. Снижаются удельные расходы технологического воздуха на 30%, увеличивается в два раза продуктивность дрожжерастильных аппаратов, что позволяет использовать для выращивания дрожжей дрожжерастильные аппараты в два раза меньших объемов, а это приводит к снижению себестоимости технологического оборудования на дрожжевых заводах.

Практическое применение нового способа производства дрожжей особенно рельефно проявляется при использовании в засевных стадиях выращивания товарных дрожжей, где передача засевного материала из одного дрожжерастильного аппарата в другой происходит в течение нескольких секунд и определяется диаметром трубой засева. За счет вакуума весь объем засевных дрожжей перекачивается без перекачивающих насосов, в генеративно-активном состоянии.

После перекачки всего объема засевных дрожжей, начинают подавать питательные среды и воду. За счет вакуума расход технологической воды увеличивается на 10%, чтобы обеспечить интенсивное испарение воды в верхней части дрожжерастильного аппарата. Такое количество воды способно стабилизировать температурный режим без применения теплообменной аппаратуры.

Расход технологического воздуха при выращивании дрожжей постоянный и не требует регулировки, так как его количество, проходящее через аэрационную систему, определяется высотой аэрируемого слоя культуральной жидкости. Чтобы более эффективно происходил съем тепла за счет воздуха, для этого его осушают, что рассчитывается по I-D диаграмме.

Накопление концентрации дрожжей в культуральной жидкости более 330 г/л, при условии культивирования их вакуумным способом, приводит к значительному повышению качества работы дрожжевой клетки и улучшению ее свойств, ускоряет протекание окислительно-восстановительных реакций в дрожжевой клетке, повышает проницаемость клеточных мембран. В связи с этим повышается генеративная активность дрожжей, что особенно важно при передаче накопленной биомассы с одной стадии выращивания на другую.

В процессе выращивания дрожжей подачу газообразного аммиака осуществляют в расчетном количестве исходя из потребностей дрожжей в момент интенсивного роста при рН-5,9-6,9, чтобы обеспечить содержание азота 7,5%.

Литература, принятая во внимание:

1. А.С. №1337405 С12 N 1/18 от 04.04.86.

2. А.С. №1563234 С12 N 1/18 от 13.03.87.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам производства хлебопекарных дрожжей. Способ производства хлебопекарных дрожжей предусматривает внесение в дрожжерастильный аппарат засевных дрожжей, питательных веществ и сырьевой воды в начале процесса, выращивание под вакуумом при аэрации воздухом, предварительно охлажденным, и непрерывном добавлении питательных веществ. При этом в качестве источника азота используют газообразный аммиак, который подают в момент входа воздуха в диспергирующие элементы аэрационной системы дрожжерастильного аппарата. Изобретение позволяет повысить растворимость кислорода воздуха в культуральной жидкости, обеспечить стерилизацию и осушение воздуха, улучшить качество дрожжей и повысить их выработку. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ производства хлебопекарных дрожжей, предусматривающий внесение в дрожжерастильный аппарат засевных дрожжей, питательных веществ и сырьевой воды в начале процесса, выращивание под вакуумом при аэрации воздухом, предварительно охлажденным, и непрерывном добавлении питательных веществ, а в качестве источника азота использование газообразного аммиака, отличающийся тем, что с целью повышения растворимости кислорода воздуха в культуральной жидкости, стерилизации технологического воздуха и его осушения подают газообразный аммиак в момент входа его в диспергирующие элементы аэрационной системы дрожжерастильного аппарата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения концентрации дрожжей в культуральной жидкости извлекается растворенный углекислый газ за счет вакуума, создаваемого над поверхностью культуральной жидкостью.