Получение маточных дрожжей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра биотехнологии

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту на тему:

Производство хлебопекарных дрожжей. Получение маточных дрожжей

Мощность 11000 тонн/год

Дипломник В.В. Замятин Руководитель, ст. пр. В.А. Колодязная

Консультанты: По безопасности технологического процесса, к.х.н., доцент Л. В. Тагиева

По охране природы, к.м.н., доцент В. В. Галушко

По экономике и управлению, к.э.н., доцент В. А. Редькин

По автоматизации производства, к.т.н., доцент В. И. Булах

По строительной части, к.ф.н., ст.пр. О. В. Топкова

Санкт-Петербург 2006 год



Оглавление

Введение

1. Характеристика готового продукта

2. Физико-химические показатели

3. Характеристика штамма

4. Выбор и обоснование способа производства

5. Характеристика сырья и материалов

6. Технико-экономическое обоснование

6.1 Выбор района строительства

6.2 Расчет ППР

6.3 Обоснование выходов по стадиям

6.4 Обоснование времени работы основного технологического оборудования

6.5 Предварительные расчеты

7. Материальные расчеты

7.1 Предварительные материальные расчеты

7.2 Расчет материального баланса стадии приготовления мелассы и ее стерилизация для ЧК I (ТП 1)

7.3 Расчет материального баланса стадии приготовления мелассы и ее стерилизация для ЧК II (ТП 2)

7.5 Материальный баланс стадии ферментации ЧК I (ТП 4)

7.6 Расчет материального баланса стадии приготовления и кипячения питательной среды острым паром в ферментаторе для ЧК II (ТП 5)

7.7 Материальный баланс стадии ферментации ЧК II (ТП 6)

7.8 Материальный баланс стадии первой сепарации (ТП 7)

7.9 Материальный баланс стадии второй сепарации (ТП 8)

8. Расчеты и подбор технологического оборудования

9. Таблица спецификации оборудования

10. Тепловые и энергетические расчеты

11. Выбор средств механизации, транспортных средств

12. Контроль и автоматизация технологического процесса

13. Обеспечение безопасности технологического процесса и оборудования. Охрана труда

14. Охрана природной среды

15. Архитектурно-строительная часть

16. Технико-экономическая оценка проектируемого производства

Заключение

Список использованной литературы

Приложения



Введение

хлебопекарный дрожжи измерительный тепловой

Целью данного дипломного проекта явилась разработка производства хлебопекарных дрожжей, годовая мощность предприятия 11000тонн/год.

Для выпуска продукции намечается строительство новых производственных помещений в одной из промышленных зон г. Санкт-Петербурга. Подготовка проекта включает необходимые материальные, тепловые и энергетические расчеты, а также подбор производственного и технологического оборудования, контрольно-измерительных приборов. Произведены соответствующие расчеты технико-экономических показателей деятельности намечаемого производства. Большое внимание в проектных материалах уделено вопросам охраны труда, экологической безопасности и защиты окружающей среды.



1. Характеристика готового продукта

Хлебопекарные дрожжи представляют собой технически чистые культуры дрожжевых грибов-сахаромицетов семейства Saccharomycetaceae рода Saccharomyces вида cerevisiae.

Хлебопекарные качества дрожжей характеризуются способностью поднимать тесто и стойкостью при хранении.



2. Физико-химические показатели

Прессованные дрожжи

Внешний вид и основные физико-химические показатели

Согласно ГОСТу 171-81 дрожжи хлебопекарные должны соответствовать следующим требованиям:

Показатели	Характеристика
Органолептические показатели
Цвет	Равномерный без пятен, допускается
	сероватый или кремовый оттенок
Консистенция	Плотная, дрожжи должны легко
	ломаться и не мазаться
Запах	Свойственный дрожжам, не допускается
	запах плесени и другие посторонние запахи
Вкус	Пресный, свойственный дрожжам,
	без постороннего привкуса
Физико-химические показатели
Влажность, %, не более	75
Подъем теста до 70 мм, мин не более	70
Кислотность 100 г дрожжей в пересчете
на уксусную кислоту в день выработки,
мг, не более	120
Кислотность 100 г дрожжей в пересчете
на уксусную кислоту на 12е сутки
хранения при температуре от 0 до 4 С,
мг, не более	300
Стойкость, ч, не менее:
для дрожжей, вырабатываемых
специализированными заводами	60
для дрожжей, вырабатываемых
спиртовыми заводами	48

Прессованные дрожжи выпускаются в расфасовке по 1 кг и 100 гр и отпускаются в полиэтиленовых и деревянных ящиках или гофротаре по 8,5-12 кг.

Дрожжевое молоко

Внешний вид и основные физико-химические показатели

Дрожжевое молоко должно соответствовать следующим требованиям:

Показатели	Характеристика
Органолептические показатели
Вкус и запах	Свойственный дрожжам, не допускается запах плесени,
	гнилостный и другие посторонние запахи
Цвет	Беловато-серый с желтоватым оттенком
Консистенция	Водная суспензия с оседающим на дно при отстаивании
	слоем дрожжевых клеток
Физико-химические показатели
Концентрация дрожжей в 1 дм
дрожжевого молока в пересчете на
дрожжи влажностью 75%, г , не менее	450
Влажность, %, не более	75
Подъемная сила, мин, не более	75
Кислотность 100 г дрожжей в день
выработки, в пересчете на уксусную
кислоту, мг, не более	120
Кислотность 100 г дрожжей через 72 ч
хранения при температуре от 0-10 С
в пересчете на уксусную кислоту,
мг, не более	320



3. Характеристика штамма

Расы дрожжей:

На дрожжевых заводах выращивают дрожжи сахаромицеты, по культуральным и морфологическим признакам они относятся к семейству Endomycetaceae, к роду Saccharomyces, к виду cerevisiae. Дрожжевые грибы этого вида широко используются в практике различных бродильных производств.

В дрожжевом производстве ценятся быстро размножающиеся расы дрожжей, обладающие хорошей подъемной силой, хорошей стойкостью при хранении и способные активно сбраживать сахара - сахарозу, глюкозу, мальтозу. В производстве прессованных хлебопекарных дрожжей предпочтительно используются расы дрожжей, характеризующиеся дрожжевыми клетками крупного размера диаметром от 6-8 до 7-9 мкм с высокой мальтазной активностью.

В связи с изменчивостью дрожжей-сахаромицетов наблюдается приспособление дрожжей той или иной исходной чистой культуры к условиям технологического процесса на различных заводах. Поэтому чистая культура той же расы, выделенная из прессованных дрожжей такого же завода, иногда дает лучшие результаты на этом предприятии, чем чистая культура из лабораторных коллекций.

На дрожжевом заводе применяются высоко продуктивные расы LV-7 (дают подъемную силу 40-46 минут) и LV-80 (подъемная сила 25-30).

Химический состав дрожжей:

Химический состав дрожжей непостоянен и зависит от физиологического состояния дрожжевой клетки, расы дрожжей, состава питательной среды. Прессованные дрожжи содержат 25-28% сухого вещества и 72-75% влаги. Относительная плотность (уд. вес) хлебопекарных дрожжей 1,100; дрожжевой взвеси с содержанием 17,22% сухих веществ - 1,0566, а с содержанием 23,71% сухих веществ - 1,0821.

Принято считать, что дрожжевые клетки в среднем содержат 67% воды и 33% сухого вещества. Вода с растворенными в ней минеральными и органическими веществами проникает в клетку: свободная вода участвует в процессах обмена веществ, связанная вода удерживается белковыми молекулами при помощи водородных связей и, таким образом, является частью структуры протоплазмы дрожжевой клетки.

Элементарный состав дрожжей с содержанием 55% белков включает: 46% С; 6,9% Н; 9,1% N; 30% О; 8% неорганических веществ, в основном К и Р. Однако состав сухих веществ хлебопекарных дрожжей непостоянен и колеблется в пределах:

азот, общее количество, %............6-8

белок, %...........................................37-50

сырой жир, %..................................1,5-2,5

безазотистые вещества, %..............35-45

зола, %..............................................6-10.

Азотсодержащие вещества дрожжей представляют собой белковые вещества(63,8%), нуклеиновые вещества (26,1%), амиды и пептоны (10,1%). Около 64% азота дрожжей входит в состав белков.

Кроме того, в дрожжах содержится около 0,1% глютатиона (трипептида), состоящего из гликоколя, цистеинаи глютаминовой кислоты.

Ферменты дрожжей:

Весь комплекс ферментов дрожжевой клетки обозначают термином голоферменты, при этом устойчивый к нагреванию комплекс называют коферментом, а неустойчивый - апоферментом. Кроме того, в дрожжах имеются: карбогидразы, расщепляющие сложные углеводы на простые; сахараза, расщепляющая мальтозу на две молекулы глюкозы; лактаза, расщепляющая лактозу на глюкозу и галактозу. Имеется также гликогеназа, которая расщепляет гликоген. Этот фермент не проникает из клетки в окружающую среду и воздействует только на тот гликоген, который находится в протоплазме дрожжевой клетки.

Витамины дрожжей:

Установлено, что дрожжевые клетки содержат: витамин В - тиамин; витамин В - рибофлавин; витамин В - пантотеновую кислоту; витамин В - РР - никотиновую кислоту; витамин В - пиридоксин; витамин Н - биотин. Некоторые дрожжевые грибы розового цвета содержат провитамин А.

Жиры:

Жиры дрожжей являются смесью истинных жиров (глицеридов жирных кислот) с фосфолипидами (лецитин) и стеролами (эргостерол). Жир дрожжей состоит, главным образом, из насыщенных кислот жирного ряда: пальмитиновой 75% и стеариновой 25%. В состав жира дрожжей входит также неомыляемый жир - эргостерин - провитамин D.

Углеводы:

В дрожжах содержится 35-40% углеводов к массе сухих дрожжей. Они входят в состав протоплазмы и оболочки дрожжевых клеток. В дрожжах содержатся полисахариды: гликоген, маннан и глюкозан.

Питание дрожжей:

В благоприятных условиях культивирования дрожжевые клетки всегда размножаются, накапливая биомассу. Это возможно только при поступлении в клетку питательных веществ из вне. Питательные вещества, поступающие в клетку, приводят к росту микроорганизма, к увеличению его биомассы, к формированию клеточных веществ и к размножению. Одновременно происходят и процессы разложения клеточных веществ. Продукты распада выделяются в среду, окружающую дрожжевую клетку. Процессы разложения и процессы окисления освобождают химическую энергию веществ, что позволяет дрожжевым клеткам осуществлять все те сложные превращения протоплазмы, которые связаны с питанием клетки и с построением дрожжевой массы.

В окружающей дрожжи среде должны содержаться все те питательные соли, которые нужны дрожжевым клеткам, чтобы строить вещества протоплазмы. К таким солям относят:

(NH)SO - сернокислый аммоний - используется в дрожжевом производстве как источник азота;

(NH)HPO - диаммонийфосфат - применяется в дрожжевом производстве как источник азота и фосфора;

KCl - хлористый калий (технический) - применяется в дрожжевом производстве как источник калия в случае недостаточного содержания его в золе мелассы. Применяется I сорт этой соли с содержанием не менее 98% хлористого калия;

MgSO - сульфат магния - эта соль необходима для активирования ферментов углеводного обмена.

Основным источником углерода для построения дрожжевой массы является сахароза, содержащаяся в мелассе. Меласса - это отход свекличного производства, концентрированный сироп с содержанием различных минеральных и органических веществ, который получают после кристаллизации сахара.

Кроме того, при выращивании дрожжей в аэрируемой среде, содержащей все компоненты, необходимые для быстрого накопления биомассы, решающее значение для необходимой скорости роста и размножения дрожжей имеет концентрация таких веществ как: азот, фосфор, калий и магний.

Калий выполняет катаболитную функцию, так как является активатором некоторых ферментов, а также участвует в регуляции осмотического давления, что является необходимым, посколку питательные вещества проникают в дрожжевую клетку путем диффузии их через поверхностную оболочку, подчиняясь общим законам осмоса.

Аэрация:

Выращивание дрожжей необходимо проводить в аэробных условиях, поскольку в этом случае продукты распада сахаров идут на образование дрожжевой биомассы. В присутствии кислорода ПВК подвергается дополнительным превращениям через цикл трикарбоновых кислот, которые завершаются синтезом аминокислот и белковых веществ, то есть образованием биомассы. В анаэробных условиях происходит процесс брожения, то есть конечным продуктом превращения ПВК является спирт.

Таким образом, при выращивании дрожжей необходимо проводить постоянную аэрацию среды.

Паспорт штамма LV-80

1. Наименование организации, где был получен штамм:

СПб, лаборатория технологии дрожжей ВНИИ Пищ. биотехнологии

2. Авторский коллектив - Черным В. Г., Ченак Э. Г.

3. Почтовый адрес организации - 196084 СПб ул. Смоленская, 18

4. Видовое название культуры - Saccharomyces cerevisiae

5. Номер/индекс штамма - в Коллекции промышленных штаммов хлебопекарных дрожжей - номер 80

6. Способ получения штамма: селекционирован по признаку высокой скорости сбраживания мальтозы

7. Морфолого-культуральные признаки: форма и размер клетки односуточной культуры в солодовом сусле - круглые и овальные (5,84-6,64)*(4,96-5,8) мкм

Колонии на солодовом сусле-агаре: матовые, гладкие, консистенция - пастообразная, цвет - кремовый, форма - круглая, край - ровный, профиль - конусообразный, внутренний узор - концентрически исчерчен.

Рост по штриху - сплошной, обильный край, слегка волнистый. Мицелий отсутствует, псевдомицелий - скудный.

В жидком солодовом сусле формирует зернистый осадок средней плотности, пристеночное кольцо и островки пленки. Размножается почкованием. Хорошо спорулируют на ацетатной среде, образуя аски с 1-4 круглыми спорами с гладкой оболочкой.

8. Физиолого-биохимические признаки: факультативный анаэроб, растет при температуре 8-40 С, оптимальная температура роста 30-35 С, оптимальный рН (4,2-4,5)

Отношение к углеводам: активно сбраживают глюкозу, сахарозу, мальтозу, трегалозу, на 1/3 раффинозу. Не сбраживает лактозу, целлобиозу, инулин, растворимый крахмал, утилизирует окислительным путем: глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, мелицитозу, трегалозу, раффинозу.

Не утилизирует целлобиозу, лактозу, ксилозу, арабинозу, растворимый крахмал, инулин.

Отношение к спиртам: усваивает этанол, не усваивает глицерин, дульцит, манит, сорбит, инозит.

Отношение к органическим кислотам: ассимилирует молочную кислоту, не усваивает янтарную кислоту, лимонную.

Отношение к гликозидам: не усваивает салицин, нитраты не ассимулирует, крахмалоподобные соединения не образует.

9. Технологические показатели в лабораторных условиях:

Выход биомассы на стадиях (% от мелассы, содержит 46% сахара)

- чистой культуры 75-80

- товарной культуры 90-92

Подъемная сила, мин 35-37

Мальтозная активность, мин 45-80

Содержание трегалозы, % от СВ 8-10

Стойкость, час более 120.

Паспорт штамма LV-7

1. Шифр штамма: LV-7 (А.С №1165715, БИ №10,1985)

2. Видовое название культуры - Saccharomyces cerevisiae

3. Способ получения: отбор активных вариантов на селективной среде

4. Автор/авторский коллектив - Кобрина Ю.П., Козлова М.А., Ченак Э. Г., Бондаренко Л.П.

5. Дата поступления в коллекцию: 1980 г.

6. Способ хранения штаммов и состав среды:

а) периодические пересевы через 3 месяца на скошенный сусловый агар (8-10% СВ) с послед. хранением при 4-8 С

б) в полужидкой среде (А.С №591507, 1976 г)

7. Культурально-морфологические особенности:

а) колонии: кремовые, гладкие, блестящие, пастообразные, слегка возвышающиеся, с ровными краями. Диаметр колоний пятисуточной культуры - 4,5-5,5 мм

б) вегетативные клетки: варьируют по форме от круглых до овальных; преобладающая форма - кругло-овальная; величина клеток односуточной культуры в солодовом сусле (8-10%СВ) - (3,75-7,5)*(6,25-10,5) мкм

в) тип размножения: почкование. Хорошо спорулируют на ацетатной среде, образуя аски с 1-4 круглыми спорами с гладкой оболочкой

г) рост в жидком сусле: формирует плотный осадок, кольцо и пленку не образует.

8. Физиолого-биохимические признаки:

а) ферментация

Глюкоза +

Галактоза слабо (медл.)

Сахароза +

Мальтоза +

Целлобиоза -

Трегалоза слабо (медл.)

Лактоза -

Мелибиоза -

Раффиноза + (на 1/3)

Инулин -

Растворимый крахмал -

б) усвоение источников С:

Глюкоза +

Галактоза +

Инулин -

Растворимый крахмал -

Дульцит -

Сахароза +

Мальтоза +

Целлобиоза -

Трегалоза +

Лактоза -

Мелибиоза -

Раффиноза +

Мелецитоза +

Этанол +

Глицерин -

Эритрит -

d манит -

d глюкозид +

инозит -

в) Ассимиляция нитратов -

г) Образование крахмалоподобных соединений -

д) Осмотолерантность - растет на среде с 50% глюкозо-дрожжевого экстракта, не растет на среде с 60% глюкозо-дрожжевого экстракта

е) Галотолерантность - не растет на среде с 10-12% NaCl

ж) Отношение к кислороду - аэротолерант

з) Отношение к температуре: min 8 С

opt 30-35 С

max 40 С

и) Отношение к рН: min 2,6

opt 4,2-5,5

max 8,8

9. Технологические показатели в лабораторных условиях:

Выход биомассы дрожжей на стадиях (% от мелассы с 46% сахара)

- чистой культуры 95-98

- товарной культуры 95-100

Подъемная сила, мин 43-47

Мальтозная активность, мин 170-180

Содержание трегалозы, % от СВ 15-17

Стойкость, час более 120

10. Особые свойства

Штамм предназначен для выпуска прессованных и сушеных дрожжей и характеризуется повышенной сопротивляемостью по отношению к посторонней микрофлоре.



4. Выбор и обоснование способа производства

При выращивании дрожжей применяют бесприточный, воздушно-приточный и воздушно-проточный способы, различающиеся режимом подачи питательных веществ, воды, воздуха и продолжительностью процесса.

Бесприточный способ выращивания дрожжей.

Этот способ предусматривает подачу всех питательных веществ и воды при загрузке дрожжерастительного аппарата. Культуральную среду либо аэрируют, либо воздух подают периодически в небольшом количестве на протяжении всего периода выращивания дрожжей. По этому способу получают дрожжи чистой культуры (ЧК) в начальных стадиях и первую стадию дрожжей естественно-чистой культуры (ЕЧК).

Воздушно-проточный способ выращивания дрожжей.

При этом способе дрожжи выращивают с постоянной аэрацией культуральной среды, постепенным притоком питательных веществ в дрожжерастительный аппарат и одновременным оттоком культуральной среды в отборочный аппарат, т.е. дрожжи выращивают в проточной среде с постоянной концентрацией питательных веществ и с постоянной концентрацией биомассы в дрожжерастительном аппарате. Этот процесс называют непрерывным. Он протекает в двух дрожжерастительных аппаратах (основном и отборном) и включает в себя два периода: накопительный и проточный (отточный). Накопительный период протекает в основном в дрожжерастительном аппарате при постоянной подаче питательных веществ, воды и воздуха. Дрожжи растут по закону периодического способа. В своем развитии они проходят лагфазу и фазу логарифмического роста. В дрожжерастительном аппарате к концу периода накапливается рабочая биомасса, количество которой зависит от массообменных характеристик дрожжерастительного аппарата (его конструкции). Затем начинается второй период - период непрерывного роста клеток (проток), во время которого рабочая биомасса непрерывно дает прирост дрожжей, который выводится вместе с культуральной средой из основного дрожжерастительного аппарата в отборочный. Количество среды, отбираемое ежечасно, соответствует (по объему) количеству питательной среды и воды, поступающей в основной дрожжерастительный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным.

В период оттока дрожжи находятся в стадии логарифмического роста. Для достижения высокой продуктивности процесса проток начинают при высокой скорости роста дрожжей, не допуская перехода клеток в стационарную фазу их развития.

При правильно организованном процессе прирост биомассы потоянен, неизменно также и качество продукта, так как процесс стабилизируется. Устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Отборочный период не ограничивается во времени при соблюдении следующих условий:

- скорость роста клеток равна скорости разбавления среды,

- дрожжевые клетки обеспечены всеми необходимыми для их жизнедеятельности питательными и ростовыми веществами, а также кислородом,

- непрерывный вывод из основного дрожжерастительного аппарат прирастающей биомассы,

- соблюдение параметров процесса, обеспечивающих оптимальные условия жизнедеятельности клеток.

Стационарная фаза развития дрожжевых клеток в непрерывном процессе наступает только в отборочном аппарате, в который питательные вещества не поступают. Клетки для поддержания жизнедеятельности используют оставшиеся в культуральной среде вещества, масса их увеличивается, т.е. проходит процесс дозревания дрожжей.

Трудность в ведении непрерывного процесса на предприятиях состоит в инфицированности культуральной среды вследствие использования нестерильного воздуха, воды, а иногда и питательной среды, что понижает качество готового продукта. В связи с этим продолжительность периода оттоков культуральной среды на предприятиях в настоящее время в основном составляет 12-20 ч.

Непрерывный процесс обеспечивает более высокую скорость роста по сравнению с периодическими процессами. Дегенерации клеток не наблюдается, если дрожжи выращиваются на полноценной питательной среде при полном обеспечении клеток кислородом.

Таким образом, от правильности ведения накопительного периода зависит продуктивность процесса, так как он характеризуется активностью ферментных систем, а от правильности ведения отточного периода - качество готового продукта.

Схема Тбилисского завода.

Дрожжи чистой культуры в лаборатории и цехе чистых культур получают по схеме ВНИИХПа один раз в месяц и расходуют для получения четырех партий дрожжей ЕЧК.

Естественно-чистую культуру выращивают по воздушно-приточному способу в две стадии один раз в неделю. Первую стадию проводят в аппарате «Б», вторую - в аппарате «В». Засевным материалом для первой стадии служат дрожжи ЧК, для второй - все содержимое аппарата «Б», переданное в аппарат «В» без сепарирования.

Дрожжи товарной стадии получают в одну стадию. Товарные дрожжи выращивают в двух дрожжерастительных аппаратах. Аппараты работают попеременно. При этом часть дрожжей, выращенных в первом аппарате (цикл I), служит засевным материалом для второго аппарата (цикл II), а из второго - для первого аппарата (цикл III) и т.д. Число циклов может быть более 10. Это зависит от качества питательных веществ, ЧК дрожжей и общего санитарного состояния завода. Длительность одного цикла обусловлена качеством и количеством засеваемых в аппарат дрожжей. При засеве в аппарат 800кг дрожжей длительность цикла составляет 7 ч., а при засеве 1400кг дрожжей - длительность цикла 6 ч.

Схема Эркен-Шахарского завода.

Схема Эркен-Шахарского дрожжевого завода предусматривает получение прессованных дрожжей двух видов: предназначенных для сушки и прессования. При этом используются разные расы дрожжей, выращиваемые по различным технологическим режимам. Для получения сушеных дрожжей применяют расу 166, прессованных - расу 12.

Дрожжи в лаборатории выращивают на солодовом сусле в 4 стадии: пробирки, колбы объемом , колбы объемом , колбы объемом . Продолжительность выращивания дрожжей на каждой стадии при ч.

Дрожжи ЧК выращивают в четыре стадии. Первые две стадии являются бесприточными, последние две - воздушно-приточными. Длительность культивирования I стадии - 13 ч.; II стадии - 12 ч.; III стадии - 13 ч.; IV стадии - 13 ч. Регулирование температуры, pH среды и воздуха во время культивирования дрожжей осуществляется автоматически, pH среды регулируют добавлением серной кислоты. В качестве источника азота применяют аммиачную воду (20-25%).

Дрожжи, полученные в четвертой стадии, представляют собой чистую культуру, которую используют для засева аппаратов товарной стадии.

Дрожжи товарной стадии выращивают в две стадии. На первой стадии дрожжи выращивают в аппарате «Б». В аппарат набирают мелассовое сусло, минеральное питание, дрожжи ЧК, прошедшие кислотную обработку (25-30 мин. при pH 1,8-2,0). Режим выращивания дрожжей - воздушно-приточный. Через 13 часов культивирования накопившуюся биомассу без дозревания передают на засев в аппарат стадии «В».

Дрожжи товарной стадии получают в аппарате «В». В аппарат набирают воду, мелассовое сусло и минеральное питание и передают все содержимое аппарата «Б». В дальнейшем питательную среду притоком подают в аппарат «В». pH среды регулируют аммиачной водой, подаваемой в эквивалентном по азоту количестве.

Схема ВНИИХП.

Размножение дрожжей по этой схеме проводят в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и заканчивают процесс в товарной стадии.

Дрожжи в лаборатории выращивают в четыре стадии: пробирки, колбы на , пастеровские колбы на , колбы на .

Длительность процесса при составляет 16-24 ч. в каждой стадии. Дрожжи последней лабораторной стадии являются засевными для получения дрожжей в цехе чистых культур.

Дрожжи ЧК выращивают в четыре стадии: первая стадия проводится в малом инокуляторе (МИН); вторая стадия - в большом инокуляторе (БИН); третья стадия - в аппарате ЧК-I и четвертая стадия - в аппарате ЧК-II. После сепарирования дрожжей со стадии ЧК-II дрожжевой концентрат используют для приготовления дрожжей естественно-чистой культуры (ЕЧК) или для засева дрожжей товарной стадии.

Дрожжи ЕЧК получают в две стадии: в аппаратах ЕЧК-I и ЕЧК-II.

Дрожжи товарной стадии выращивают в две стадии: первая стадия - засевные дрожжи (аппарат «Б»), вторая стадия - товарные дрожжи (аппарат «В»). Дрожжи товарной стадии (аппарат «В») выращивают в течение 8 часов без отборов или с 20-часовым периодом размножения - с 12 отборами культуральной среды.

Предусматривается также режим выращивания дрожжей на стадии II с 12-часовым периодом размножения дрожжевых клеток и четырехчасовым периодом отбора культуральной среды.

Дрожжи по режиму ВНИИХП выращивают на разбавленных и концентрированных средах.

Воздушно-приточный способ выращивания дрожжей

Данный способ предусматривает выращивание дрожжей в одном дрожжерастительном аппарате с постепенным притоком питательных веществ (мелассы, азот- и фосфорсодержащих солей) и постоянной аэрацией культуральной среды. Такой режим называют периодическим, так как он ограничен во времени. Продолжительность процесса в основном составляет 8-17 ч. Этот способ используют при получении дрожжей ЕЧК и ЧК, а также при выращивании товарных дрожжей.

Объем культуральной среды в аппарате и концентрация дрожжей на протяжении всего процесса не постоянны. В культуральной среде, несмотря на постоянный приток свежей питательной среды, к концу процесса накапливаются продукты жизнедеятельности клеток, тормозящие их рост, что отрицательно влияет на состояние клеток. Скорость роста дрожжей к концу процесса понижается.

В данном дипломном проекте применяется именно эта схема, т.к. позволяет за короткий промежуток времени накопить большую биомассу дрожжей



5. Характеристика сырья и материалов

Наименование	Обозначение НТД	Сорт или артикул	Показатели, обязательные для проверки	Примечание
А: основное сырье и материалы
Меласса свекловичная	ОСТ 18-395-82	Сорт высший	Органолептические показатели: концентрация - густая, сиропообразная жидкость. Цвет- темно-бурый. Запах- присущий свекловичной мелассе без посторонних запахов. Растворимость в воде- легко и быстро в любых соотношениях без образования осадка.	Сахар не менее 435. Содержание сухих веществ не менее 75% pH 6,5-8,5. Общий азот не менее 1%; зола не менее 7%; раффиноза не более 1%;серный ангидрид не более 0,005%; летучие кислоты не более 1,2%. Биотин, мкг/кг мелассы не менее 150. Доброкачественность- не выше 65% и не ниже 55%. Количество м/о в 1мг не более 10000.
Сернокислый аммоний	ТУ 113-38-94-89	Сорт первый	Внешний вид: кристаллы от белого до слабо желтого цвета, легко растворимые в холодной воде.	Азот в пересчете на сухое вещество не менее 21%, массовая доля воды не более 0,4%. Массовая доля (NH4)SO4 в пересчете на сухое вещество не менее 98,6%.
Хлористый калий (технический)	ГОСТ 4568-95	Сорт первый	Внешний вид: мелкие кристаллы серовато-белого цвета или мелкие зерна различных оттенков красно-бурого цвета.	Массовая доля KCl в пересчете на KCl не менее 95,7%. Рассыпчатость 100%. Массовая доля в пересчете на K2O не менее 60,4%. Он может содержать не более 1,4 % хлористого натрия и 1% влаги.
Диаммоний фосфат	ТУ 113-25-65-03-89	Марки А и В	Внешний вид: кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде.	Массовая доля ангидрида P2O5 не менее 53,18%; аммиак не менее 25,76%; фтора не более 0,3%; мышьяка не более 0,005%. Содержание влаги не более 2,23%.
Аммиачная вода	ГОСТ 9-92		Внешний вид: прозрачная бесцветная жидкость	Массовая доля аммиака не менее 25%. Массовая концентрация нелетучего остатка, мг/дм в кубе не более 0,07; CO2 , мг/дм в кубе не более 8.
Вода питьевая	СаНПиН 2.14.1074-01 ГОСТ Р512 32-98		Вода должна быть биологически чистая, пригодная для питья, бесцветная, без вкуса и запаха. Не должна содержать осадков, видимых глазом ни в момент взятия пробы, ни при хранении в закрытом сосуде при температуре 30С в течение суток.	Окисляемость не должна превышать 0,5 гм кислорода на 100 литров воды. Сухой остаток воды не должен превышать 1000мг/л. Общая жесткость не должна превышать 7 мг-экв. Запах и вкус воды при температуре 20 С не должен быть более 2 баллов. Цветность- по шкале (в градусах), не более 20. Прозрачность - по шрифту (см) не менее 30. Содержание вредных примесей (мг/л) , не более Pb - 0,1; As - 0,05; F - 1,5; Cu - 3; Zn - 5. Общее число бактерий в 1 мл воды после 24 часов выращивание при 37С не более 100. Количество кишечных палочек в 1 литре воды не более 3.
Биотин (Ровимикс Н2)	НД № 13-5-3/10 62	-	Стабилен на воздухе, но чувствителен к свету и влажности.	Хранится не менее 12 месяцев.
Б: вспомогательные материалы
Кислота серная , аккумуляторная	ГОСТ 667-73	-	Внешний вид бесцветная жидкость, не содержащая вредных для дрожжей примесей - солей тяжелых металлов и окислов азота.	Массовая доля H2SO4 92-94%, остаток после прокаливания не более 0,02% сумма тяжелых металлов на Pb не более 0,01% , окислы азота не более 0,00003%, As не более 0,0001%.
Светлый солодовый экстракт (MALT EXTRAKT)	ТУ 6-08-1306-85	Сорт первый	Густая не прозрачная жидкость, с явно выраженным, чистым солодовым запахом. Вкус: солодовый , сладковатый.	Содержание сухих веществ не менее 78,4%. Влажность не более 6%.
Каустик (NaOH) технический	ТУ 6-01-1306-85	-	Внешний вид: гранулы сферические белого цвета, допускается окраска.	Массовая доля NaOH не мене 99,5%; Na2CO3 не более 0,32%; NaCl не более 0,0014%; Na2SO4 не более 0,0033%
Пеногаситель -Лапрол ПД1 (полиоксиалкиленгликоль)	ТУ2226-028-10488057-2000	-	Внешний вид: вязкая жидкость от бесцветного до желтого цвета. Допускается опалесценция.	Массовая доля воды не более 0,5%. Динамическая вязкость при температуре 25С не менее 450 мПа в с. pH 6,0-8,0.
Пластификатор Д-1	ТУ 2226-364-10488057-2002	-	Внешний вид: низковязкая жидкость без включений, от свекловичного до коричневого цветов.	Массовая доля воды не более 0,3%. pH 5,2- 7,4.
Бельтинг	ГОСТ 332-91	Арт. 2030	Масса ткани: БФ-5Д. ширина: 140 см. толщина 1,87 мм.	Поверхностная плотность ткани 87,6 гм на 1 м2



Описание технологической схемы

Подготовка и очистка мелассы:

Неочищенная натуральная меласса, поступающая из сборника натуральной мелассы [1] с помощью насоса [3], подается в рассиропник [4]. В рассиропнике [4] меласса смешивается с серной кислотой и водой, для достижения pH между 5,6-6,0. Далее из рассиропника [4] меласса поступает в сепаратор-кларификатор [5] фирмы «Альфа-лаваль», где происходит очистка от механических примесей и кальциевых солей, т.е. осветление. Этот процесс предусматривает удаление осадка под действием центробежного ускорения, которое во много раз превышает ускорение свободного падения. Для того чтобы увеличить степень очистки, необходимо снизить вязкость раствора, и, именно поэтому мелассу предварительно разбавляют водой. Кроме того, подкисление мелассы необходимо, поскольку неочищенная меласса ведет к ухудшению качества дрожжей.

После сепаратора-кларификатора [5], осветленная меласса поступает в сборник осветленной мелассы [6].

Стерилизация мелассы для ЧК I (периодический способ):

Из сборника осветленной мелассы [6], меласса подается насосом [8] в реактор [7] для периодической стерилизации. Периодическая стерилизация осуществляется комбинированно глухим и острым паром. Сначала меласса нагревается до глухим паром, а затем острым паром до температуры и выдерживают заданное время. Затем стерильную мелассу охлаждают и подают в ферментатор [16], где она охлаждается до температуры ферментации .

Стерилизация мелассы для ЧК II (непрерывный способ):

Из сборника осветленной мелассы [6], меласса подается насосом в струйный инжектор, где она быстро нагревается насыщенным водяным паром до температуры . Нагретая меласса поступает в емкостной выдерживатель [12] объемом . Из выдерживателя [12] горячая стерильная меласса поступает в пластинчатый теплообменник-охладитель [13], где она охлаждается очищенной водой до температуры . Охлажденная меласса поступает в сборник стерильной мелассы [17], который для сохранения стерильности работает только под давлением.

Стадия приготовления и стерилизации питательной среды:

В смеситель [9] - вертикальный цилиндрический аппарат с мешалкой - загружаются компоненты питательной среды: сернокислый аммоний, диаммоний фосфат, хлористый калий, биотин, тиамин, которые растворяются артезианской водой.

Насосом [10] раствор солей подается на установку непрерывной стерилизации. Сначала раствор солей поступает в струйный инжектор, где он нагревается насыщенным водяным паром до температуры стерилизации . Горячий раствор солей поступает в трубчатый выдерживатель, состоящий из трех секций, где происходит выдержка раствора солей при . Из выдерживателя горячий стерильный раствор солей поступает в пластинчатый теплообменник-охладитель [14], где он охлаждается оборотной водой до температуры . Охлажденный стерильный раствор солей поступает в ферментатор [16] , где уже находится стерильная меласса.

Стадия ферментации ЧК I:

Стерильная питательная среда, охлажденная до температуры , находится в ферментаторе [16] - вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищем и крышкой, змеевиком, барботером для подачи воздуха, объемом . В него же подается 0,5 кг дрожжевого концентрата из лаборатории. Ферментация длится 18 часов при температуре и рН=4,5-4,7. Аэрация среды преследует следующие цели: непрерывное снабжение клеток кислородом, растворенным в жидкости; удаление образующегося , быструю доставку к клеткам питательных веществ и поддержание дрожжевых клеток во взвешенном состоянии. Концентрация кислорода в среде оказывает влияние на скорость биосинтеза. Критической концентрацией кислорода для дрожжей Saccharomyces cerevisiae является величина 0,6 мг/литр. Подача воздуха в аппарат сбалансирована с ожидаемой скоростью размножения дрожжей и осуществляется через барботер в количестве, соответствующем конкретному периоду ферментации. При недостатке воздуха наступает перестройка дрожжевых клеток в сторону анаэробного обмена, при этом увеличивается образование спирта и других побочных продуктов. Выход биомассы резко падает. Для получения готовой продукции хорошего качества необходимо, чтобы дрожжи обладали соответствующими бактериологическими характеристиками. Для этого предусмотрен фильтр для подачи воздуха [15], который практически полностью исключает проникновение примесей и бактерий вместе с воздухом в процесс. Отвод тепла, выделяющегося в процессе ферментации, осуществляется с помощью внутренней системы охлаждения в виде змеевика. Для ЧК I предусмотрена внутренняя система охлаждения в виде змеевика. Охлаждение производится артезианской водой, начальная температура которой составляет .

В аппарате должно накопиться 170-190кг дрожжей. Окончание стадии можно определить по количеству почкующихся клеток и по падению сухих веществ.

На стадии получают дрожжевой концентрат с .

Стадия ЧК II:

Из семикубового ферментатора [16] самотеком дрожжевой концентрат попадает в вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищем и крышкой, змеевиком, барботером для подачи воздуха, объемом [16] на уже подготовленную складку. Складка представляет собой: вода + меласса + соли, необходимые на 1 час ферментации. Соли передаются в аппарат в сухом виде, все количество сразу через воронку. Соли растворяются водой, и полученный раствор солей кипятят в ферментаторе. В процессе ферментации подача мелассы осуществляется ежечасно в автоматическом режиме из емкости. Также ежечасно осуществляется подача в аппарат аммиачной воды из мерника [21] и синтетического пеногасителя (лапрола) из мерника [23]. Аммиачная вода подается как источник азота и для корректировки pH. Корректировка необходима, так как в процессе ферментации происходит закисление среды за счет образования большого количества органических кислот при утилизации сахарозы.

Подача воздуха в аппарат осуществляется через воздуховод в виде трубы по центру ферментатора. Расход воздуха составляет 6000 . На воздуховоде установлен фильтр [22], предназначенный для очистки воздуха. Воздух в ферментаторы подается с помощью воздуходувной машины.

Для охлаждения среда с помощью насоса [19] подается в теплообменник [18]. В качестве охлаждающего агента используется очищенная вода. В процессе культивирования дрожжей осуществляется контроль среды в аппарате. Для этого используют пробоотборник. Общее время ферментации 24 часа включая и время дозревания дрожжей. По истечении срока дозревания культуральную среду направляют на сепарирование.

Сепарирование дрожжей:

С помощью насоса [24] среда перекачивается на первую ступень сепарации в аппарат [25], где под влиянием центробежной силы жидкость делится на два потока разной плотности: дрожжевое молоко и бражка. Это необходимо, поскольку при длительном пребывании дрожжей в бражке снижается их мальтозная активность и повышается протеолитическая активность, происходит автолиз дрожжей, повышается кислотность биомассы и ухудшается ее подъемная сила. Чем длительнее дрожжи пребывают в бражке, и чем выше температура среды, тем резче проявляется ухудшение качества дрожжей. Поэтому процесс отделения дрожжей необходимо осуществлять быстро. Сепаратор не удаляет из взвеси сразу всю бражку, а лишь 80%. Остающиеся 20% представляют собой смесь дрожжей с некоторым количеством бражки. Для окончательного освобождения дрожжей от бражки дрожжевой концентрат, получившийся после первой ступени сепарирования разбавляют в промывном аппарате [26] двойным или тройным объемом чистой воды. По окончанию промывки дрожжи подвергаются вторичному сепарированию в аппарате [28], куда подаются насосом [27]. Здесь происходит его окончательное отделение от остатков бражки и воды, а также его сгущение. Двухступенчатая система сепарирования позволяет получить дрожжевой концентрат с содержанием дрожжей 600 г/л. Полученный дрожжевой концентрат направляется в аппарат [29], где происходит его охлаждение с помощью рассола, подаваемого во внутренний змеевик, до температуры. Охлаждение дрожжевого концентрата необходимо для того, чтобы улучшить качество продукта и увеличить стойкость дрожжей при хранении. Кроме того, охлажденный концентрат более устойчив к образованию посторонней микрофлоры, поэтому не нужно проводить его стерилизацию. С помощью насоса охлажденный дрожжевой концентрат отправляется дальше на товарное производство.



6. Технико-экономическое обоснование

6.1 Выбор района строительства

В данном проекте рассматривается строительство нового завода на территории ОАО «Комбинат пищевых продуктов» в городе Санкт-Петербург. Санкт-Петербург расположен на побережье финского залива Балтийского моря и устье реки Невы и на островах ее дельты.

Город, располагаясь в северо-западной части России, занимает выгодное геополитическое положение. Высоко развиты морской транспорт, авиалинии и железные дороги. С помощью развитой инфраструктуры обеспечивается связь города со странами ближнего зарубежья.

Специфика экономико-географического положения отразилась на его промышленных функциях. Производство, в основном, ориентировано на привозное сырье. ОАО «Комбинат пищевых продуктов» расположен рядом с грузовой трассой.

Северной столице присущ климат, характерный для территорий, находящихся под влиянием атлантических и континентальных воздушных масс умеренных широт. Средняя температура зимой , в летний период . Осадков выпадает сравнительно немного, однако недостаток солнечного тепла и облачность приводят к медленному испарению влаги и высокой насыщенности ею атмосферного воздуха.

Помимо транспортной инфраструктуры, Санкт-Петербург обладает широкой сетью аптечных, лечебных и лечебно-профилактических учреждений, что позволит проектируемому производству наладить постоянный сбыт выпускаемой продукции в масштабах, которые смогут не только быстро оправдать затраты на проектирование, строительство и запуск производственных зданий, сооружений и оборудования, но и сделать проектируемое производство выгодным с коммерческой точки зрения, как для собственников производства, так и для потенциальных партнеров, и регионального и федеральных бюджетов.

Также, в Санкт-Петербурге имеется много научно-исследовательских институтов, ВУЗов, что обеспечивает наличие высоко-квалифицированных кадров.

Благодаря своему географическому расположению Санкт-Петербург предоставляет заманчивые перспективы в области коммерческого и технического сотрудничества с зарубежными компаниями, в первую очередь со странами Прибалтики и западной Европы, что позволит производству выйти на международные рынки сбыта фармацевтической продукции.

6.2 Расчет ППР

ППР - это время простоя оборудования в планово-предупредительном ремонте, считается на основное технологическое оборудование.

Ремонтный цикл (РЦ) - время между двумя капремонтами - 25920 часов. Коэффициент пересчета РЦ в расчете на год:

,

где: 8640 - норматив времени в час, принимаемый в ППР.

Время простоя оборудования в ППР за РЦ:

- капитальный ремонт - ,

- текущий ремонт - ,

- регламентированное техническое обслуживание - .

Итого: 668часов.

Время простоя оборудования в ППР в расчете на год:

, включая резервные 5дней, выходит 15дней.

Эффективный фонд времени работы ведущего оборудования в году составляет:

6.3 Обоснование выходов по стадиям

Выходы продукта по стадиям

Стадия процесса	Выход, %
	По данным завода	По проекту
Ферментация (200м3)	100	100
3х ступенчатая сепарация	95	95
Фильтрация	98	98
Общий выход	93	93

6.4 Обоснование времени работы основного технологического оборудования

Время цикла работы технологического оборудования

Стадии или операции	Время
	По д.з.	По проекту
7 м3 ферментатор
1. Время подготовки аппарата	3 часа	3 часа
2. Приготовление среды+кипячение	3 часа	1 час
3. Время засева аппарата	20 мин	20 мин
4. Время ферментации	18 часов	18 часов
5. Дозревание	2 часа	2 часа
6. Время слива	20 мин	20 мин
Итого:	26 часов 40 мин	24 часов 40 мин
100 м3 ферментатор
1. Время подготовки	3 часа	3 часа
2. Приготовление среды	3 часа	3 часа
3. Время заполнения ЧК I	40 мин	40 мин
4. Время ферментации	24 час	24 час
5. Дозревание	1 час	1 час
6. Время слива	1 час	1 час
Итого:	32 часа 40 мин	32 часа 40 мин



6.5 Предварительные расчеты

Товарная стадия:

Объем аппарата для товарного производства дрожжей принят по данным завода, .

1) Объем ферментатора на сливе, :

где: - коэффициент заполнения ферментатора при сливе,

(по д.з.),

- объем ферментатора по каталогу, ,

(по д.з.).

.

2) Количество дрожжей, полученное на сливе с одного ферментатора, кг:

,

где: - концентрация дрожжей на сливе в ферментаторе, ,

, (по д.з.).

.

3) Число операций ферментаций в год:

,



где: - годовая мощность производства, кг,

,

- общий выход дрожжей, в долях,

, (по д.з.).

.

4) Число операций ферментаций в год на одном ферментаторе:

,

где: - число рабочих дней в году, дн.,

, (по проекту),

- время цикла работы ферментатора стадии товарного производства, час,

(по д.з),

24 - количество часов в сутках.

.

5) Число ферментаторов товарного производства:

,

ферментатора

Стадия выращивания ЧК II:

В ферментаторе товарной стадии нужно получить 16380 кг дрожжей для этого в ферментатор нужно засеять кг дрожжей.

6) Количество дрожжей для засева в ферментатор товарного производства, кг:

,

где: А - ожидаемое количество дрожжей, кг,

(см.стр.35),

- удельная скорость роста,

(по д.з.),

- длительность фазы роста исключая lag фазу, час,

.

,

(количество дрожжей для засева).

На стадии ЧК II выращивают дрожжи для засева 8-10 операций.

.

7) Вместимость ферментатора ЧК II на сливе, :

,

где: С - концентрация дрожжей на стадии ЧК II, ,

(по д.з.).

.

8) Геометрический объем ферментатора для выращивания дрожжей ЧК II, :



,

где: - коэффициент заполнения аппарата ЧК II при сливе, в долях,

(по д.з.).

.

Выбираем ферментатор объемом 100.

9) Количество ферментаторов на стадии ЧК II:

,

где: - коэффициент нестерильности, ,

- время цикла работы ферментатора ЧК II, час,

(по проекту),

- время цикла работы ферментатора на стадии товарного производства, час,

(по д.з.).

ферментатор.

Фактически на стадии ЧК II вырастет дрожжей:

,

Стадия выращивания ЧК I:

В ферментаторе ЧК II нужно получить 6760кг дрожжей для этого в ферментатор нужно засеять P кг дрожжей.

10) Количество дрожжей для засева в аппарат ЧК II:

,

где: А - ожидаемое количество дрожжей, кг,

(см. стр. 37),

- удельная скорость роста,

(по д.з.),

- длительность фазы роста исключая lag фазу, час.

.

,

(количество дрожжей для засева).

11) Геометрический объем ферментатора ЧК I, :

,

где: - коэффициент заполнения аппарата ЧК I при сливе, в долях,

(по д.з.),

- концентрация дрожжей на стадии ЧК I, ,

.

.

Выбираем ферментатор объемом 7.

12) Количество ферментаторов на стадии ЧК I:



,

где: - коэффициент нестерильности, ,

- время цикла работы ферментатора ЧК I, час,

(по проекту),

ферментатор.

13) Уточненный рабочий объем ферментатора:

,

где: - коэффициент заполнения аппарата ЧК I при сливе, в долях,

(по д.з.),

- объем аппарата ЧК I по каталогу, ,

.

.

Фактически на стадии ЧК I вырастет дрожжей:

,

где: - концентрация дрожжей на стадии ЧК I, ,

.

.

К установке принимаем:

Ферментатор товарного производства , в количестве двух штук.

Ферментатор маточного производства стадии ЧК II , в количестве одна штука.

Посевной маточного производства стадии ЧК I , в количестве одна штука.



7. Материальные расчеты

7.1 Предварительные материальные расчеты

Расход мелассы в каждой стадии определяется на основании данных о выработке дрожжей по стадиям и выходе дрожжей:

Расход мелассы для ЧК II:

,

где: - количество дрожжей, полученных на стадии ЧК II за вычетом засевных дрожжей, кг,

,

- выход дрожжей на стадии ЧК II, %,

(по д. з.),

- содержание сахара в натуральной мелассе, %,

(по д.з.),

46 - содержание сахара в условной мелассе, %.

.

Расход мелассы для ЧК I:

,

где: - количество дрожжей, полученных на стадии ЧК I за вычетом засевных дрожжей, кг,

По данным завода в посевной аппарат засевают 3 пятилитровых бутыли, в которых концентрация дрожжей равна ,

Сколько дрожжей содержится в этих бутылях определим по пропорции:

-

- .

,

,

- выход дрожжей на стадии ЧК I, %,

(по д. з.),

- содержание сахара в натуральной мелассе, %,

(по д.з.),

46 - содержание сахара в условной мелассе, %.

.

7.2 Расчет материального баланса стадии приготовления мелассы и ее стерилизация для ЧК I (ТП 1)

По технологии принимаем периодическую стерилизацию мелассы глухим и острым паром.

,

,

,

где: - масса конденсата, кг, (в случае стерилизации мелассы периодическим способом глухим и острым паром необходимо дополнительно учесть конденсат, образовавшейся при нагреве аппарата, в котором стерилизовалась меласса, при нагреве самой мелассы, при нагреве изоляции и теплопотери за счет лучеиспускания и конвекции),

- берем как 5% от .

Масса натуральной мелассы, кг:

, (см. стр. 40).

Масса стерильной осветленной мелассы, кг:

,

где: - объем стерильной мелассы, ,

, (по д.з.)

- плотность стерильной мелассы, ,

, (2, стр.246),

.

Масса конденсата общая, кг:

Масса конденсата от нагрева аппарата, кг:

,

где: кг, - масса аппарата, кг, (),

- начальная температура аппарата, ,

- конечная температура аппарата, ,

- теплоемкость стали, [6, стр. 503, таб.XXV],

- удельная энтальпия насыщенного водяного пара, принимается по давлению пара, ,

, (по табл. № 51, стр. 467, 4),

- удельная энтальпия сконденсированного пара, принимается по температуре, ,

, (по табл. № 50, стр. 465, 4),

.

Масса конденсата от нагрева среды, кг:

,

,

,

,

где: - удельная теплоемкость мелассы (принимаем по воде), ,

,

- температура стерилизации мелассы, ,

,

- начальная температура мелассы, ,

,

,

.

Масса конденсата от нагрева изоляции и теплопотери за счет лучеиспускания конвекции, кг:

,

.

,

.

Масса осветленной мелассы, кг:

,

.

Масса серной кислоты, кг:

рассчитываем по соотношению:

1 тонна мелассы - 10 кг 96 - 98% кислоты (по д. з.),

1111,42 кг мелассы - кг ,

Следовательно, масса равна:

,

Масса осадка отделяемого на кларификаторе, кг:

рассчитываем по соотношению:

1 тонна мелассы - (0,7-1,0), (по д.з.), берем 0,7,

1111,42 кг мелассы - кг осадка,

Следовательно, масса осадка равна:

,

Т. о. массу воды на разбавление и промывку находим на разницу:

,

.

Таблица материального баланса стадии приготовления и стерилизации мелассы (ТП. 1)

Наименование п/продуктов и сырья	Содержание основного вещества, %	Масса техническая, кг	Масса основного вещества, кг	Объем,	,
На стадию поступает:
А. Полупродукты: -Конденсат Б. Сырье: -Меласса натуральная -Серная кислота -Вода для разбавления мелассы В. Отходы: -Осадок	0,46 0,98	135,57 1111.42 11,12 154,73 0,78		0,1356 0,93 0,006 0,155	1000 1197,5 1840 1000
Итого:		1413,62
На стадии получено:
А. Полупродукты: -Меласса осветленная стерильная		1413,62		1,3	1087,4
Итого:		1413,62

7.3 Расчет материального баланса стадии приготовления мелассы и ее стерилизация для ЧК II (ТП 2)

По технологии принимаем непрерывную стерилизацию мелассы острым паром на УНС.

,

,

Масса натуральной мелассы, кг:

, (см. стр. 40).

Масса стерильной осветленной мелассы, кг:

,

где: - объем стерильной мелассы, ,

, (по д.з.)

- плотность стерильной мелассы, ,

, (2, стр.246),

.

Масса конденсата, кг:

При стерилизации питательной среды на УНС острым паром конденсат образуется только от нагрева среды.

,

,

,

где: - удельная теплоемкость мелассы (принимаем по воде), ,

,

- температура стерилизации мелассы, ,

,

- начальная температура мелассы, ,

,

- удельная энтальпия насыщенного водяного пара, принимается по давлению пара, ,

, (по табл. № 51, стр. 467, 4),

- удельная энтальпия сконденсированного пара, принимается по температуре, ,

, (по табл. № 50, стр. 465, 4),

,

.

Масса осветленной мелассы, кг:

,

.

Масса серной кислоты, кг:

рассчитываем по соотношению:

1 тонна мелассы - 10 кг 96 - 98% кислоты (по д. з.),

5374,66 кг мелассы - кг ,

Следовательно, масса равна:

,

Масса осадка отделяемого на кларификаторе, кг:

рассчитываем по соотношению:

1 тонна мелассы - (0,7-1,0), (по д.з.), берем 0,7,

1090,52 кг мелассы - кг осадка,

Следовательно, масса осадка равна:

,

Т. о. массу воды на разбавление и промывку находим на разницу:

,

.

Таблица материального баланса стадии приготовления и стерилизации мелассы (ТП. 2)

Наименование п/продуктов и сырья	Содержание основного вещества, %	Масса техническая, кг	Масса основного вещества, кг

Подобные документы

• Микробиология дрожжевого производства

  Сырьё и основные стадии технологического процесса дрожжевого производства, а также его микробиологический контроль и санитарно-гигиенический режим. Дрожжи используемые для производства хлебопекарных дрожжей, их активность и вредоносные микроорганизмы.
  
  реферат [484,2 K], добавлен 22.11.2009
  

• Активация сухих дрожжей с применением пищевой подкормки

  Применение пищевых подкормок для повышения жизнеспособности дрожжей. Рассмотрение действия комбинированной дрожжевой подкормки, содержащей смесь измельченных цеолитсодержащего туфа и сухих хлебопекарных дрожжей. Ферментативная активность дрожжей.
  
  статья [18,5 K], добавлен 22.08.2013
  

• Технология производства сливочного масла

  Расчет сырья для производства масла. Обоснование и выбор технологического процесса. Классификация существующих методов производства сливочного и комбинированного масла. Расчет и подбор технологического оборудования. Разработка графика работы оборудования.
  
  дипломная работа [90,8 K], добавлен 25.02.2011
  

• Проект производства сгущенного молока

  Продуктовый расчет производства сгущенного молока с сахаром, расчет и подбор технологического оборудования, разработка графиков технологических процессов и технологического оборудования. Вычисление площадей предприятия и компоновка оборудования.
  
  курсовая работа [65,6 K], добавлен 15.04.2011
  

• Хлебопекарные дрожжи: их признаки, свойства, применение

  Общая характеристика дрожжей. Особенности строения и химический состав дрожжевой клетки. Специфика органолептических и физико–химических показателей и нормы внесения основных видов хлебопекарных дрожжей: сухих активных, быстродействующих сухих и жидких.
  
  реферат [467,7 K], добавлен 09.11.2014
  

• Активация дрожжей

  Значение хлебобулочных изделий в питании человека. Виды брожения при приготовлении теста. Биохимические аспекты приготовления теста. Методы активация прессованных дрожжей. Газообразующая способность пшеничной муки. Методы исследования качества дрожжей.
  
  отчет по практике [5,2 M], добавлен 23.11.2011
  

• Контроль качества прессованных дрожжей, муки и хлеба

  Характеристика посторонней микрофлоры прессованных дрожжей. Влияние примесей на ценность дрожжей. Методы контроля муки на присутствие в ней споровых бактерий. Причины и условия развития картофельной болезни хлеба. Биологические меры ее предупреждения.
  
  контрольная работа [17,5 K], добавлен 24.11.2012
  

• Разработка методов активации сухих пивоваренных дрожжей для заводов малой мощности

  Свойства и активность дрожжей Saccharomyces cerevisiaе. Способы их активации перед подачей их на главное брожение. Исследование влияния аминокислотно-витаминного активатора на бродильную активность сухих пивных дрожжей. Динамика сбраживания сусла.
  
  реферат [1,0 M], добавлен 16.07.2015
  

• Технология приготовления пищи и организация производства

  Химический состав ингредиентов блюд. Разработка и характеристика ассортимента блюд для предприятий наценочной категории. Подбор технологического оборудования: инструмента и инвентаря, столовой посуды и приборов. Значение мясных и сладких блюд в питании.
  
  курсовая работа [362,3 K], добавлен 09.03.2011
  

• Введение в технологию продуктов питания

  Сырье и основы технологии производства муки, крахмала, сахара. Масложировая продукция пищевая и технологии ее получения. Основы производства хлебопекарных дрожжей, растительных масел. Способы и общие технологические приемы консервирования плодов и овощей.
  
  презентация [955,6 K], добавлен 28.09.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам