Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

Воздух, подаваемый в дрожжерастильные аппараты, должен быть максимально чистым и не зараженным посторонними микро­ организмами. Забор его осуществляется из атмосферы, удаленной от запыленных и загрязненных мест. Для освобождения воздуха от механических примесей на всасывающей линии ставят жалю­ зийные решетки или фильтры, в которых происходит обеспылива­ ние воздуха. Фильтрующим элементом в них является пакет гоф­ рированных металлических сеток с антикоррозионным покрытием. Для очистки от пыли и микроорганизмов воздух, засасываемый воздуходувкой, промывается в башне, представляющей собой вер­ тикальный стальной цилиндр, заполненный керамическими коль­ цами, по которым сверху вниз течет холодная вода. Воздух, посту­ пающий снизу, движется вверх, навстречу воде, промывается ею и очищается. Для промывки и очистки воздуха применяются также фильтры с наружным обогревом до температуры 145° С. Внутри фильтра находится стеклянная вата и активированный уголь.

Технология получения белковых кормовых дрожжей разделяется на следующие стадии: 1 ) подготовку питательной среды (этот во­ прос был рассмотрен выше); 2 ) выращивание дрожжей; 3) сгуще­

ние дрожжевой суспензии; 4) упаривание сгущенной дрожжевой суспензии; 5) сушку дрожжей; 6 ) упаковку и складирование то­

варных дрожжей.

Все производственные процессы непрерывны. Основным является процесс выращивания, или накопления, дрожжевой массы.-При выращивании дрожжей на питательной среде, обогащенной кисло­ родом, протекают сложные ферментативные процессы, обеспечи­ вающие синтез белка, витаминов и других биологически активных веществ дрожжевой клетки. В благоприятных условиях дрожжи быстро размножаются, растут, накапливая биомассу. Для получе­ ния максимальных выходов биомассы дрожжей необходимо обес­ печивать оптимальные условия выращивания.

Аппараты, служащие для выращивания кормовых дрожжей, на­

дрожжей ряд конструкций дрожжерастильных аппаратов. Самым важным элементом в этих конструкциях является система воздухораспределения. Дрожжерастильный чан с барботажный воздухораспределением изготовляется из листовой стали или деревянной клепки. На дне аппарата расположены барботеры— металличе­ ские трубы с отверстиями диаметром 0 ,2 — 1 мм, через которые воз­

дух проходит в жидкость. Барботеры выполняются в виде спирали или в виде параллельно уложенных труб, соединенных общим кол­ лектором, к которому подведена вертикальная воздушная труба (рис. 60). Сжатый воздух подается в чан по вертикальной трубе 1, переходящей в горизонтальную 2, от которой отходят барботаж­ ные трубки 3. Температура питательной среды регулируется с по­ мощью змеевика, по которому движется холодная вода. Для ма­ ксимального соприкосновения воздуха с жидкостью была приме­ нена следующая конструкция барботажного воздухораспределения.

Вместо мелких отверстий на барботажных трубах вертикально ■укреплялись пористые керамические свечи, имеющие цилиндри­ ческую форму. Воздух, проходя через поры в необожженной керамике, распыляется на мелкие пузырьки. Применяются также дрожжерастильные чаны, в которых вместо свечей стоят барботерные колпачки, через которые воздух подается в жидкость. Недо­ статок чанов с барботажный воздухораспределением — высокий расход воздуха на выращивание дрожжей и низкая производитель­ ность.

Дрожжерастильные аппараты с механической системой воздухораспределения имеют много вариантов. Наиболее широко распро­

вертикальный железобетонный или стальной цилиндр 1 объемом 200—250 м3. Внутри чана установлен вертикальный вал 2, вращаю­ щийся со скоростью 75—80 об/мин. На нижней части вала укреп­ лено распылительное устройство 3, служащее для эмульгирования воздуха в жидкости. Распылительное устройство представляет со­ бой кольцеобразное перевернутое корыто, называемое шайбой. Верхняя часть его имеет мелкие отверстия. Для дополнительного распыления воздуха на вертикальном валу устанавливают на оп­ ределенном расстоянии еще одну шайбу 4. Сжатый воздух через отверстия в распределительной кольцевой трубе 5, расположенной под нижней шайбой, попадает в последнюю. Благодаря быстрому вращению шайбы воздух, выходя через мелкие отверстия в жид­ кость, распыляется в ней, образуя пену. Для того чтобы пена не поднималась выше верхней кромки чана, в верхней части его на вращающемся валу укреплен механический пеногаситель 6, пред­ ставляющий собой «беличье» колесо. На крышке чана устанавли-

276

вается электродвигатель и редукторы 7. В чане размещается зме­ евик для охлаждения жидкости. Дрожжерастильные чаны с систе­ мой шайбового воздухораспределения используются в основном для выращивания дрожжей на послеспиртовой барде. Недостат­ ком работы чанов этой конструкции является неполное использо­ вание емкости его вследствие образования мертвой зоны под шай­ бой, недостаточная диспергация воздуха, низкий коэффициент использования кислорода воздуха, значительный расход электро­ энергии на приведение во вращение шайбовых устройств. Для вы-

в его центральной части установлен неподвижный цилиндр. Пена через верхний борт этого цилиндра стекает вниз и отбрасывается струей воздуха на периферию. Благодаря этому уровень пены в таком аппарате поддерживается постоянным.

Для поддержания оптимальной температуры в нем предусмот­ рена система концентрически расположенных змеевиков. Однако дрожжерастильные чаны с турбоаэрационным воздухораспредеде­ нием не дают хорошего производственного эффекта.

Более совершенной оказалась конструкция дрожжерастильного аппарата с эрлифтной системой воздухораспределения. Особенно­ стью и достоинством этого аппарата является отсутствие движу­ щихся механизмов, что существенным образом снижает удельный расход электроэнергии по сравнению с другими вышеописанными конструкциями дрожжерастильных чанов. Аппараты с эрлифтной системой воздухораспределения являются наиболее экономичными. На рис. 62 приведена схема аппарата конструкции Ле-Франсуа. Аппарат 1 имеет диаметр 5—6 м и высоту 13 м. Благодаря

277

большой высоте пена не достигает верхней кромки чана и гасится за счет собственного веса. Этим и поддерживается постоянный уро­ вень пены. По трубе 2 через воронку 3 поступает сусло. По трубе 4 в чан подается аммиачная вода для поддержания оптимального pH среды, по трубе 5 — дрожжи. Сжатый воздух от нагнетателя по центральной трубе 6 подводится ко дну чана, где выходит через узкую кольцевую щель между кюветой 7 и дном дрожжерастильного аппарата со скоростью до 20 м/сек при высоте щели 25 мм. Благодаря этому устройству воздух быстро диспергируется в жид­ кости, подаваемой в кювету. Внутри чана установлен стальной по­ лый цилиндр ■— диффузор 8. Образовавшаяся пена поднимается по диффузору почти до верха чана. Часть воздуха отделяется от по­ тока жидкости и уходит через открытый верх чана в атмосферу, остальная пена гасится под влиянием собственного веса и опуска­ ется через кольцевое пространство, образуемое стенками чана и диффузора. Затем снова направляется вверх, совершая замкнутый цикл. Таким образом достигается многократная циркуляция жид­ кости с дрожжами без помощи мешальных механизмов. В пене растут дрожжи, используя мелкодиспергированный кислород и пи­ тательные вещества среды. Необходимым условием роста дрожжей является отведение от дрожжевых клеток избыточного тепла. Ох­ лаждение содержимого чана осуществляется орошением водой на­ ружной стенки чана с помощью кольцеобразных труб-спрысков 9, а также водой, подаваемой в змеевик диффузора 8, имеющего двойные стенки. Охлаждающая вода подается по трубе 10, а отво­

дится по трубе 11. В рабочем состоянии дрожжерастильный чан на высоту 2,5—3,5 м заполнен жидкостью, над которой находится десятиметровый слой пены. На выращивание 1 кг сухих дрожжей расходуется 20—25 ж3 воздуха. Наиболее эффективно эти аппа­ раты работают на разбавленных гидролизных средах с концентра­ цией РВ 1,8—2,0%. Емкость дрожжерастильных аппаратов с эр­ лифтной системой воздухораспределения различна: 250, 320 и 600 ж3.

На некоторых заводах для выращивания дрожжей используют дрожжерастильные чаны с поднятой от дна кюветой или другим аэрационным устройством. В этом случае в дрожжерастильном чане образуются две зоны: над кюветой находится дрожжевая пена, которую отбирают и направляют для сгущения, а ниже кю­ веты— бражка без дрожжей, поступающая для дальнейшего ис­ пользования или на очистку. Этот способ позволяет частично сгущать дрожжевую суспензию в дрожжерастильном чане и под­ держивать высокую концентрацию дрожжей при переработке сред с низким содержанием РВ. В основном такие дрожжерастильные чаны используются при переработке барды.

В настоящее время строятся и вводятся в эксплуатацию мощные гидролизно-дрожжевые заводы. Поэтому для выращивания дрож­ жей необходимы дрожжерастильные аппараты большой емкости (1300—1700 м г) и высокой производительности. Создан ряд кон­

струкций таких аппаратов. Одним из высокопроизводительных яв­

278

ляется дрожжерастильный аппарат с эрлифтной многозонной си­ стемой воздухораспределения, описание которого приведено ниже. Большой эффект дают дрожжерастильные чаны с вибрационной системой воздухораспределения, основанной на принципе возбуж­ дения колебаний звуковых и ультразвуковых частот в струе пода­ ваемого в жидкость воздуха. Основным элементом этой системы является наличие в отверстии на выходе воздуха вибрационной пластинки. Под влиянием вырывающегося под давлением через за­ зор воздуха пластинка вибрирует, производя колебательные дви­

электроэнергии.

Одной из эффективных конструкций дрожжерастильных аппара­ тов является аппарат системы ВНИИгидролиза высокой произво­ дительности с вибрационно-рассредоточенной системой воздухорас­ пределения и встроенным флотатором. В этом аппарате происходит одновременно непрерывный процесс накопления биомассы и отде­ ление дрожжевой суспензии методом флотации, что является пре­ имуществом данной конструкции. На рис. 63 изображен дрожже­ растильный аппарат емкостью 1700 м3 со встроенным флотатором и вибрационной системой воздухораспределения. Он представляет собой вертикальный стальной цилиндр 1. У его дна расположен воздухоподводящий коллектор 2 и воздухораспределительные ви­ брационные устройства 3. В центре аппарата установлен флота­ тор 4, представляющий собой цилиндр с конической крышкой 5. Между верхним краем флотатора и сборным конусом имеются

279