В дрожжевых аппаратах (рис. 22.11) производят периодичное культивирование дрожжей в спиртовом производстве. Это геометрически закрытый цилиндроконический аппарат, снабженный двумя змеевиками 1: один – для стерилизации среды паром, второй – для охлаждения среды и поддержания постоянной температуры при размешивании дрожжей. В аппарате размещена мешалка 2, которая может быть с верхним или боковым приводом.
Суть способа периодического культивирования состоит в том, что все операции – подготовка сусла, ввод посевных дрожжей, выращивание, ввод дрожжей, промывка стенок и их стерилизация, охлаждение и повторение наполнения – осуществляют последовательно.
Перемешивание дрожжевой массы может быть осуществлено также сжатым воздухом, подаваемым через барботер. Воздух предварительно должен быть очищен в биологическом фильтре. Расход воздуха составляет 0,4…1 м3 на 1 м2 свободной поверхности жидкости в аппарате в минуту. Дрожжевой аппарат с воздушным перемешиванием изображен на рис. 22.12. При перемешивании мешалкой электродвигателя принимают расход мощности из расчета 1 кВт на 1 м3 дрожжевой массы.
Дрожжевые аппараты изготовляют из стали толщиной 5…6 мм. Расчет поверхности охлаждения змеевика аналогичен расчету змеевика бродильного аппарата. Площадь поверхности змеевика для воды принимают из расчета 2 м2 на 1 м3 полезной емкости аппарата; площадь поверхности парового змеевика – 0,8 м2 на 1 м3 полезной вместимости аппарата.
Вместимость дрожжевого аппарата составляет – 6…8 % объема бродильного аппарата, коэффициент наполнения 0,8.
Дрожжерастильные аппараты предназначены для размножения дрожжей в производстве хлебопекарных дрожжей при сохранении их подъемной силы. Процесс выращивания дрожжей длится 20…36 ч, выход их составляет 70… 85 % количества мелассы. В дрожжевом производстве стремятся погасить брожение и активизировать размножение дрожжей. Поэтому в современном дрожжерастильном аппарате должны обеспечиваться: значительное разбавление дрожжевой суспензии (до 25 м3 на 1 т мелассы), хорошая аэрация (до 100 м3/ч воздуха на 1 м3 объема аппарата), строго определенная концентрация питательных веществ во время размножения дрожжей и определенная температура.
Техническая характеристика дрожжерастильных аппаратов приведена в табл. 22.5.
Дрожжерастильный аппарат ВДА-100 (рис. 22.13) представляет собой сварной цилиндрический резервуар с охлаждающей рубашкой и пластинчатой аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом во время размножения дрожжей. Резервуар 1 установлен на балках 14 и стойках 15 и имеет охлаждающую рубашку 20 из десяти секций (поясов). Аппарат снабжен люками 18 и 21 для обслуживания и ремонта, смотровым окном 2, осветлителем 3, гидрозатвором 11, воздухоподводящей трубой 17, коробами 13 аэрационной системы, соплами 16 для промывания коробов, коллектором 19 для подачи воды в секции охлаждающей рубашки и коллектором 12 для вывода воды из охлаждающей рубашки. На крышке аппарата установлена вытяжная труба 7, которая перекрывается заслонкой 10. Заслонка с помощью муфты 4 соединена со штоком 9, несущим поршень, движущийся в цилиндре 8 при помощи гидравлического привода, снабженного четырехходовым краном 5. По шлангу 6 поступает вода для промывания. Подачу воздуха регулируют задвижкой 22 через распределительный коллектор 23. Культуральная среда выводится по трубе 24. За уровнем жидкости в аппарате наблюдают через мерное стекло 25.
Таблица 22.5. Техническая характеристика дрожжерастильных аппаратов
| Показатель | ВДА-100 | «Пресс-индустрия» | ПНР-200 |
| Производительность, кг/ч | 472 | 200 | 1680 |
| Рабочий объем, м3 | 70 | 75 | 140 |
| Вместимость, м3 | 100 | 110 | 200 |
| Коэффициент массопередачи кислорода, кг/(м3×ч) | 1,93 | 2,5 | 2,57 |
| Удельный расход воздуха, м3/ (м×ч) | 100 | 60 | 61.5 |
Рис. 22.13. Дрожжерастильный аппарат ВДА-100
Пластинчатая аэрационная система ВДА включает распределительный коллектор и короба, закрытые сверху перфорированными пластинами с отверстиями диаметром 0,5 мм. В некоторых аппаратах смонтированы трубчатые системы аэрации конструкции ЦРММ. Они состоят из перфорированных трубок диаметром 51 мм, расположенных на днище аппарата на определенном расстоянии. В поперечном сечении трубки имеют 7 рядов отверстий диаметром 0,8…0,9 мм, расположенных через 15°, с шагом 5 мм. Трубки соединены с воздухораспределительным коллектором.
Аппарат итальянской фирмы «Пресс-индустрия» (рис. 22.14) предназначен для выращивания дрожжей в концентрированных средах. Дрожжерастильный аппарат (рис. 22.14, а) установлен на опорной раме 14 и в нижней части содержит штуцеры для подачи сжатого воздуха 12, для вывода продукта 13, а также люк 1. Охлажденное дрожжевое сусло подается через штуцер 11, установленный в средней части аппарата. Здесь же находится патрубок 2 для установки датчиков температуры и рН. На верхней крышке аппарата размещены люк 3 и смотровое окно 10, а также патрубок 4 для установки датчиков регулятора и сигнализатора уровня и штуцеры: для подачи аммиачной воды 5, для подачи олеиновой кислоты 6, для крепления моечной головки 7, для подачи засевных дрожжей 8 и для подачи питательной среды, воды, пара, растворов диаммонийфосфата и серной кислоты 9.
Рис. 22.14. Дрожжерастильный аппарат фирмы «Пресс-индустрия»
Аппарат оснащен трубчатой аэрационной системой (рис. 22.14, б), перфорированные трубки 2 которой крепятся к коллектору 3, соединенному с трубопроводом 1. Перфорированные трубки с помощью резьбы соединены с коллектором (лежаком), диаметром 250 мм, на расстоянии 125 мм. С одной стороны коллектора расположено 25 трубок диаметром 40 мм, в которых отверстия диаметром 1,5 мм обращены вниз и расположены в три ряда через 30° (в поперечном сечении). Расположение отверстий в коллекторе и в барботажных трубках представлено на рис. 21.12, в и г. В коллекторе также имеются отверстия диаметром 1,5 мм для выхода воздуха, обращенные вниз с шагом по длине коллектора 50 мм. По поперечному сечению расположено пять рядов отверстий через 23°30¢. Такое расположение отверстий исключает застой жидкости в системе аэрации и создает удобства для ее мойки. Культуральная среда охлаждается при прохождении через выносной пластинчатый теплообменник с поверхностью теплообмена 100 м2 с помощью насоса.
