Aspecte Biotehnologice ale Fabricarii Drojdiei Comprimate

REZUMATUL LUCRĂRII

Această lucrare evidențiază aspectele biotehnologice întâlnite în procesul de fabricație al drojdiei comprimate de panificație, având ca scop obținerea unui produs finit de înaltă calitate, atât din punct de vedere fizco-chimic cât și microbiologic.

Lucrarea se întinde pe trei parți principale: partea I cuprinde date din literatură de specialitate, fiind structurată pe trei capitole care urmăresc aspectele pe care trebuie să le îndeplinească produsul finit, materiile prime și auxiliare, dar și fazele procesului de producție.

A doua parte a lucrării este reprezentată de analize de natură fizico-chimică, aciditate, umiditate, putere de fermentare și variația volumului de aluat, dar și analize de natură microbiologică, numărul de celule viabile, identificarea speciei, prezența bacteriei Escherichia coli și prezența bacteriilor coliforme

Partea a III-a își propune întocmire calculului de bilanț, pentru materiile prime și auxiliare, consumate pe durata procesului.

CUPRINS

INTRODUCERE

Drojdia de panificație reprezintă o acumulare de celule vii din genul Saccharomyces cerevisiae, care sunt capabile să fermenteze zaharurile prezente în aluat, după fermentare rezultând formarea de alcool etilic și dioxid de carbon, util pentru creșterea volumului aluatului, pentru reducerea nivelului de pH, datorită acidului carbonic și pentru gustul pâinii.

Procesul tehnologic de fabricare al drojdiei comprimate reprezintă de fapt un complex de procese de natură fizico-chimcă, microbiologică, biochimică și termochimică.

Din producția mondială de drojdie, un procent de 88% este folosit în industria de panificație, iar 12% este utilizat în industria farmaceutica, pentru izolarea proteinelor, enzimelor, și vitaminelor, prezente în cantități considerabile în acest produs, cunoscut a fi unul complex, din punct de vedere nutritiv.

Drojdia de panificație se poate prezenta sub mai multe forme, ca drojdie comprimată, drojdie uscată activă, drojdie uscată activă protejată, drojdie uscată instant și foarte rar drojdie lichidă, producția acesteia din urmă fiind evitată datorită conținutului ridicat de apă și posibilității de contaminare.

În prezenta lucrare, întreaga atenție a fost focusată asupra drojdiei de panificație comprimate, datorită considerentului că, acest produs este cel mai cunoscut și cel mai utilizat în întreaga lume, începând foarte repede fermentarea, chiar înainte de terminarea frământării.

Principalul scop al tehnologiei de fabricare a drojdiei de panificație este obținerea unei canțități maxime de biomasă folosind un consum minim de materii prime, auxiliare și utilități, scopul fiind îndeplinit în momentul în care pe parcusul procesării sunt oferite condiții optime și luate în considerare necesitățile fiziologice pentru creșterea, dezvoltarea și multiplicarea celulelor.

I. DATE DE LITERATURĂ

CAP. I. DROJDIA DE PANIFICAȚIE

Datorită particularități morfo-anatomice, eco-fiziologice și genetice, celulele de drojdie au devenit modelele experimentale preferate și eficiente pentru cercetătorii. În ultimii ani, descoperirile care s-au făcut asupra acestui grup de microorganisme au avut un impact major asupra multor domenii de activitate, fapt care justifică interesul mereu în creștere al specialiștilor față de această clasă de microorganisme.

Pentru îndeplinirea scopului propus și anume fabricarea drojdiei de panificație, este necesară o cunoaștere minimală a organizării celulare și a modului prin care se realizează reproducerea acestui grup de microorganisme.

1.1 ORGANIZAREA CELULARĂ A SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Celula de drojdie este o celulă eucariotă (celule care posedă un nucleu individualizat cu membrană nucleară și organite celulare) care prezintă conform figurii 1.1, structuri subcelulare (nucleu, mitocondrii, vacuole, perete celular și citozol) și ultrastructuri (membrană citoplasmatică, reticul endoplasmatic și corp Golgi).

Figura 1.1. Schema organizării celulare a drojdiei Saccharomyces cerevisiae

Cm- cicatrice mugurală; G- corp Golgi; Lz- lizozomi; Mt- mitocondrie; N- nucleu; n- nucleol;

Pc- perete celular; Pl- plasmalemă; RE- reticul endoplasmatic; V- vacuolă.

1.2. MULTIPLICAREA CELULEI SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Drojdiilor se înmulțesc, în funcție de genul căruia aparțin, fie prin înmugurirea vegetativă, fie prin sporulare.

Drojdiile din genul Saccharomyces cerevisiae au ca modalitate de reproducere înmugurirea. Procesul de înmugurire are loc doar în condiții optime cum ar fi: pH acid, cuprins între 4.5 și 5,5; temperatură cuprinsă între 25 și 32°C; prezența în mediu a glucidelor simple într-un procent cuprins între 2 și 5% și mediu bogat în surse de azot asimilabil, factori de creștere și săruri minerale.

În condiții de mediu optime, o celulă de drojdie poate forma între 9 și 42 celule fiice, apoi celula mama moare din punct de vedere fiziologic.

Înmulțirea drojdiei se realizează conform figurii 1.2., plecând de la o celulă matură care inițiază sinteza ADN pentru o ulterioară apariție a unui mugure, urmată de migrarea unei părți a nucleului către mugurele nou format, divizarea acestuia, peretele celular rămânând comun, până la momentul în care celulele se despart, rezultând individualizarea celor două.

Figura 1.2. Înmuțirea prin înmugurire a celulei de drojdie

Saccharomyces cerevisiae

Procesul de înmugurire (Figura 1.2.) al drojdiilor are foarte multe aplicații în industrie, de la fabricarea drojdiei de panificație și furajere, până la selecționarea unor culturi speciale de celule care să fie folosite în prealabil la producerea vinului, berii și chiar pentru producerea derivatelor proteice, vitaminelor și a altor componenți valoroși.

1.3 FACTORII CARE INFLUENȚEAZĂ PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICAȚIE AL DROJDIEI DE PANIFICAȚIE

Un aspect foarte important la multiplicarea și obținerea biomasei de drojdie este influența factorilor intrinseci și extrinseci, a căror acțiune poate avea un efect pozitiv sau negativ asupra cantității de produs finit.

1.3.1. FACTORI INTRINSECI

PRESIUNEA OSMOTICĂ

Drojdiile preferă mediile cu presiune osmotica cât mai apropiată de cea din interiorul celulei. La aparția unor variații bruște și importante ale acestui parametru are loc trecerea în incapacitate de funcțioare a membranei celulare și lezarea peretelui celular, care duce la moartea fiziologică a celulei.

În cazul presiunii osmotice crescute într-un mediu bogat în glucide, celulele vor fi silite sa echilibreze această presiune prim eliminarea unei parți din cantitatea de apă celulară.

În cazul presiunii osmotice scăzute, celulele vor recurge la absorbția mediului de cultură, rezultând supraumplerea celulei și reperea peretelui celular.

PH-UL MEDIULUI

Drojdiile sunt microorganisme capabile să se dezvolte în limite largi ale pH-ului, având posibilitatea adaptării unor eventuale modificări ale mediului de cultură.

La un pH = 7,5 intensitatea respirației și randamentul de creștere este cu 60-100% mai mare decât la pH = 4 în medii nutritive cu glucoză la 30°C.

La un pH = 3,5 într-un mediu cu cantități suficiente de săruri de potasiu are loc creștea pH-ul intracelular până la o valoare de 7,5. Variația pH-ului intracelular prezintă o importanță deosebită în reglarea a respirației celulelor.

pH-ul optim pentru înmulțirea drojdiilor este 7-7,5, iar acesta scade pe masura multiplicării și a fermentării. În momentul în care conținutul de alcool în mediul nutritiv ajunge la 4,5%, corespunde unui pH=1,8. În cazul în care concentrația alcoolică crește la 5,5-6% pH-ul ajunge la 2,3 iar la o tărie alcoolică de 8,5-12,5% pH-ul devine 3,5, moment care este considerat a fi limita de activitate a drojdiei.

Un pH redus duce la scăderea activitații drojdiei, dar este preferat pentru prevenirea infecțiilor, deoarece acestea nu rezistă la aciditați ridicate.

1.3.2. FACTORI EXTRINSECI

TEMPERATURA

Temperatura este, din punct de vedere industrial, cel mai important parametru fizic, cu implicații profunde asupra optimizării procesului, variațiile acestui parametru având efect puternic asupra randamentului de obținere a probusului finit.

Drojdiile din genul Saccharomyces cerevisiae aparțin grupului mezofil (pentru care temperatura optimă de dezvoltare este cuprinsă între 28 și 32°C), pentru care modificarea cu câteva grade a temperaturii optime conduce la modificarea randamentului de biomasă obținută, viteza de creștere și compoziția biochimică a celulei.

Ele rezistă mult mai ușor într-un mediu rece și uscat decât într-unul umed.

UMIDITATEA

Apa reprezință și ea un component cu importanță ridicată din mai multe puncte de vedere: este principalul element constituent, reprezentând circa 80% din greutatea celulei; este un reactant pentru reacțiile de hidroliză acționând ca solvent pentru metaboliții intermediari; are un important rol mecanic în menținerea dimensiunii și formei celulei și realizează hidratarea proteinelor și a celorlalte componente celulare.

Drojdiile pot folosi doar apă liberă nelegată fizic sau chimic, care să poate asigura transportul substanțelor nutritive.

AERAREA ȘI AGITAREA MEDIULUI

Aerarea dorește asigurarea continuă a cantității de aer necesasară și eliminarea cantității de dioxid de carbon format deja, care influențează negativ multiplicarea.

Însuficiența aerării conduce la obținerea unor celule de dimensiuni foarte mici și implicit la o cantitate mai redusă de produs finit.

Cantitatea de produs finit este crescută semnificativ la combinarea aerărării cu agitarea mediului, deoarece prin agitare are loc o mai bună circulare a aerului printre celulele de drojdie, asigurându-se astfel necesarul de aer pentru o foarte mare parte a celulelor existente în mediu.

1.4. DROJDIA COMPRIMATĂ – PRODUSULUI FINIT

Cea mai cunoscută și utilizată formă este cea de drojdie comprimată comercializată vrac sau ca drojdie pentru prăjituri ambalată în hartie. Pentru a putea fi distribuită întreprinderilor de panificație sau în comerț, drojdia de panificație trebuie să îndeplinească anumite condiții de calitate:

1.4.1. PROPRIETĂȚI ORGANOLEPTICE (STAS 985-68)

Principalele proprietăți organoleptice care trebuiesc respectate sunt următoarele:

aspectul: trebuie să se prezinte sub formă de masă omogenă cu suprafață netedă, să

fie complet solubilă în apă;

culoarea: trebuie aibă culoarea cenușiu-deschis, cu o nuanță ușor gălbuie, uniformă în toată masa; este un strat de maxim 1mm grosime cu o nuanță ușor mai închisă;

gustul: trebuie să fie caracteristic drojdiei proaspete. Nu este admis gust de amar,

rânced sau alte gusturi străine;

miros: trebuie să fie caracteristic drojdiei. Nu este admis miros de mucegai, putrefacție

sau alte mirosuri străine;

consistență: trebuie să fie densă, neunsuroasă, nelipicioasă și ușor sfărâmicioasă.

1.4.2. PROPRIETĂȚI FIZICO-CHIMICE

Cunoașterea compoziției chimice a drojdiei de panificație prezintă o importanță deosebită pentru stabilirea cantităților de substanțe nutritive necesare pentru multiplicarea drojdiei, pentru cunoașterea modului de adăugare, în vederea obținerii unor randamente maxime de drojdie, dar și pentru înțelegerea proceselor care au loc pe durata păstrării.

Drojdia de panificație conține 46-50% apă extracelulară și 18,4-28% apă intercelulară. Substanța uscată a drojdiei este compusă din componentele menționate în tabelul 1.1.

Tabel 1.1 Compoziția substanței uscate a drojdiei de panificație

Substanțele cu azot sunt împărțite în 63,8% proteine, 26,1% substanțe nucleinice și 10,1% amide și peptide.

Drojdia de panificație conține și o gamă largă de minerale. Drojdia – produs finit este cunoscută ca fiind o sursă extrem de bogată în vitamine, majoritatea aparținând grupului B. Vitaminele care se regăsesc în drojdia coprimată sunt prezentate în tabelul 1.3.

Tabel 1.2. Conținutul drojdiei de panificație în vitamine.

1.4.3. MICROFLORA STRĂINĂ

Din punct de vedere microbiologic, biomasa de drojdie comprimată conține, pe lângă celulele de drojdie și microorganisme străine, datorită faptului că procesul de multiplicare se desfășoară în fermentatoare neermetice.

Microorganismele străine pot aparține bacteriilor lactice homofermentative ( bacterii la care în procesul de fermentare se realizează formarea acidului lactic-genul Leuconostoc) sau celor heterofermentative (bacterii la care în procesul de fermentare se realizează formarea și a altor compuși secundari( alcool etili, acid propionic, dioxid de carbon) pe lăngă acidul lactic-genul Lactobacillus), dar ocazional se pot întâlni și bacterii din genul Aerobacter aerogenes.

Drojdia de panificație poate fi contaminată și cu drojdii sălbatice, cum ar fi: Candida mycoderma, Candida Krusei, Candida tropicalis, Candida utilis ș.a sau cu fungi cum ar fi: Monilia, Fusarium, dezvoltându-se la suprafața calupurilor în timpul depozitării.

1.4.4. POSIBILE SURSE DE CONTAMINARE

În timpul procesului de fabricare a drojdiei de panificație se pot dezvolta și alte microorganisme, care măresc gradul de contaminare a produsului finit sau care pot determina diminuarea calităților tehnologice și conservabilitatea drojdiei comprimate.

Pentru a putea preveni multiplicarea haotică a microorganismelor contaminante, se impune un control riguros pe toate fazele de producție, prin studiul gradului de igienă și detectarea tuturor surselor de contaminare.

1.5. POSIBILE UTILIZĂRI ALE DROJDIEI DE PANIFICAȚIE.

Drojdia de panificație poate fi folosită în mai multe domenii de activitate, după cum urmează:

1.5.1. FABRICAREA PRODUSELOR DE PANIFICAȚIE

Drojdia se folosește încă de mii de ani pentru fabricarea produselor de panificație și în special a pâinii,drept afânător biologic și potențiator de aromă fapt care este considerat ca fiind principalul scop pentru care aceasta este fabricată.

Introdusă în aluat, drojdia realizează fermentarea a 95% din zaharurile fermentescibile, cu eliminarea de dioxid de carbon, dioxidul de carbon format conducând la creșterea volumului de aluat și la formarea acidului carbonic, reducăndu-se astfel pH-ul aluatului, iar restul de 5% sunt transformate în alcooli superiori.

În practică există și posibilitatea înlocuirii drojdiei de panificație, prin inocularea aluatului cu o cantitate de kefir.[7]

1.5.2. PRODUCEREA DE PROTEINE ȘI AMINOACIZI

Este cunoscut faptul că, 45% din substanța uscată a drojdiilor este reprezentată de proteine și 8% aminoacizi.

Cercetătorii au pus bazele unei adevarate industrii bazate pe extracția proteinelor, descoperind metode din ce în ce mai ușoare și mai sigure în acest scop [8a], [8b]. O metodă ar fi cea în care se realizează un tratament alcalin asupra celulelor, urmat de o scurtă perioadă de fierbere a acestor celule într-o soluție SDS-PAGE [8], .

1.5.3. ALTE UTILIZĂRI

Eliminarea metalelor grele: punctele forte ale acestei operații sunt posibilitatea de producție a drojdiei Saccharomyces cerevisiae și desorbția ionilor de Cu2+ și Pb2+,

În acest scop au fost studiate comportamentul de absorbție al drojdiilor nemodificate în ceea ce capacitatea de a îndepărta ionii Pb(II) și Cu(II) din soluțiile apoase.[9]

Producerea de produse naturale prin ingineria metabolică. Drojdia fiind un organism foarte complex din punct de vedere nutritiv s-a recurs la izolare componentelor de interes și la modificarea genetică celulei de drojdie, astfel încât aceasta să poată producă cantități mai mari ale acestor componente. [10]

Producerea bauturii tradiționale japoneze sake. Drojdia Saccharomyces cerevisiae este folosită pentru inițierea fermentării plămezii de orez. [11]

Producerea de combustibili și chimicale prin ingineria metabolică. Sunt folosite în acest scop deoarece prezintă costurile pe care le implică sunt foarte scăzute. [12]

CAP. II. MATERII PRIME ȘI AUXILIARE UTILIZATE

ÎN PROCESUL TEHNOLOGIC

Culturile de Saccharomyces cerevisiae pot absorbi numai hexoze. În scopul de a oferii mediul optim pentru multiplicarea celulelor se folosesc materii prime cu un conținut ridicat de amidon sau alți hidrați de carbon, care pot fi scindați în hexoze. În trecut, ca materie primă se foloseau plămezile de cereale, dar după Primul Razoi Mondial s-a utilizat melasa. Aceasta mai conține pe lângă hidrați de carbon, substanțe azotoase și biostimulatori necesari pentru dezvoltarea drojdiilor, care sunt totuși insuficienți pentru înmulțirea celulelor, motiv pentru care în melasă se mai adaugă și materii auxiliare – săruri cu conținut ridicat de azot, fosfor și biostimulatori.

2.1. MATERIA PRIMĂ UTILIZATĂ ÎN PROCESUL TEHNOLOGIC- MELASA

Prin melasă se înțelege ultimul reziduu rezultat în urma cristalizării repetate a zaharozei, de la fabricarea zahărului, din care nu se mai poate obține zahar .

În funcție de materia primă folosită la fabricarea zahărului deosebim melasa din sfeclă de zahăr și melasa din trestie de zahăr.

2.1.1. PROPRIETĂȚILE ORGANOLEPTICE ALE MELASEI

Proprietățile organoleptice ale melasei sunt prezentate în STAS 12846-90.

Aspectul trebuie să fie siropos, fără spumă și alte corpuri străine;

Culoarea:variază de la brun deschis până la brun închis (parametru decis în special de

natura materiei prime – melasă din sfeclă sau din trestie);

Mirosul: este plăcut de cafea proaspăt prăjită, caracteristic, fără mirosuri străine;

Gustul: este dulce-amărui, caracteristic.

2.1.2. PROPRIETĂȚILE FIZICO-CHIMICE ALE MELASEI

Compoziția chimică a melasei poate varia în funcție de materia primă folosită la fabricarea zahărului, după cum se poate observa în tabelul 2.1.

Tabel 2.1. Compoziția chimica a melasei în funcție de proveniența acesteia.

Avantajele utilizarii melasei din sfeclă de zahăr sunt acelea că favorizează obținerea unui produs cu o culoare mai deschisă și se poate conserva o perioada mai lungă de timp, dar în schimb conține betaină, care nu este asimilată de drojdie. De asemenea, poate prezenta un deficit în biotină și în vitaminele necesare înmulțirii drojdiilor.

Melasa din trestie de zahăr este bogată în biotină, dar prezintă dezavantajul că biomasa de drojdie obținută are o culoare mai închisă, necesitând operații suplimentare de spălare. Totuși, în țară noastra pentru fabricarea dorjdiei de panificație se folosește melasa din sfeclă de zahăr, melasa din trestie fiind folosită la fabricarea alcoolului.

Compoziția chimică a melasei, conform STAS 12846-90, sunt prezentate în tabelul 2.2

Tabelul 2.2. Compoziția chimică a melasei conform STAS 12846-90

În afară de melase, se pot folosi și produse asemănătoare, denumite paramelase dar și produse destinate înlocuirii melaselor, denumite pseudomelase. Dintre paramelasele sunt folosite hidrolul, siropul-mamă de la fabricarea dextrozei, siropul-mamă de la fabricarea lactozei și borhotul de la fabricarea xilozei. Pseudomelasele sunt siropuri cu compoziție asemănăoare cu cea a melasei, dar ameliorate din punct de vedere nutritiv.

Drojdia de panificație necesită, pentru dezvoltare, substanțe nutritive cu un conținut ridicat de azot, de proveniență organică sau anorganică. Se știe că, din conținutul de azot de circa 2% al melasei, în funcție de procesul tehnologic se regăsește 0,4-1,2% azot asimilabil.

Diferența dintre substanța uscată și conținutul total de zaharuri reprezintă nezahărul organic din melasă. Acesta este format din substanțe organice cu azot, substanțe colorate/colorante, substanțe pectice, acizi volatili și factori de creștere.

Substanțele organice cu azot sunt alcătuite din: colină, betaină, proteine și produsele lor de hidroliză, dar și aminoacizi liberi. Azotul asimilabil reprezintă un important criteriu pe baza căruia se apreciază calitatea melasei destinate pentru fabricarea drojdiei de panificație, de aceea se va ține cont de raportul optim dintre azotul total și cel asimilabil, prezentat in tabelul 2.3.

Tabelul 2.3. Raportul optim dintre azotul total și azotul asimilabil

Vitaminele prezente în melasă sunt, în principal, acidul pantotenic, biotina și inozitolul. Acestea nu acoperă insă necesarul celulor de drojdie, motiv pentru care necesită o operație de suplimentare. Conținutul în vitamine al melasei este prezentat în tabelul 2.4.

Tabel 2.4. Conținutul în vitamine al melasei(mg/t melasă)

Substanțele colorat/colorante rezultă din modificarea zaharurilor în urma procesului de obținere a melasei și au ca reprezentante: melanoidele; substanțele de caramelizare și

substanțele de degradare alcalină a zaharurilor.

Melasa, folosită trebuie imbogățită cu o sursă de biotină, precum și cu fosfor asimilabil, sub formă de fosfat de amoniu sau alți fosfați.

Conținutul melasei în microelemente (fier, cupru, mangan, molibden) este suficient pentru dezvoltarea drojdiei, excepție făcând zicul, care trebuie uneori suplimentat.

Acizii volatili (0,5-1,8%) din melasă au ca reprezentanți acidul acetic, butiric și formic.

Factorii care influențează calitatea melasei sunt factorii climaterici și agrotehnici, maturitatea sfeclei de zahăr la recoltare, condițiile de depozitare ale sfeclei și a melasei, tehnologia folosită și durata campaniei de fabricare a zahărului (se preferă melasa de la începutul campaniei).

2.1.3. INDICI FIZICO-CHIMICI AI MELASEI

Referitor la acesti indici se fac următoarele precizări:

" melasele normale trebuie sa aibă un pH=7,1-8,5. Melasa cu este cea în

care s-au dezvoltat bacterii osmofile (bacterii care se dezvoltă în medii cu o presiune osmotică ridicată; sunt bacterii care pot altera foarte ușor chiar și alimentele conservate în soluții de sare sau de zahăr). Asemenea melase conțin cantități mari de săruri de calciu care influențează negativ dezvoltarea drojdiilor.

capacitatea de tamponare a melasei se datorează acizilor organici și sărurilor acesteia.

După capacitatea tampon( ml HSO1N pentru aducerea pH-ului a 100g melasă la 4,5),

melasele pot fi: normale(); medii() și slabe();

capacitatea de spumare a melasei se datorează saponinelor, proteinelor solubile și altor

coloizi. Cantitatea de saponine care dau stabilitate spumei este în funcție de gradul de maturare al sfeclei." [Banu C., Manualul inginerului de chimie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București, 2002]

2.1.4. MICROFLORA MELASEI

Microflora melasei este reprezentată de bacterii, drojdii și mucegaiuri. Din acest punct de vedere, melasele pot fi: foarte bune: <2 000 germeni/g; bune: 2 000-10 000 germeni/g; defecte: >10 000 germeni/g.

În tabelul 2.5. se prezintă principalele grupe de bacterii din melasa, dar și acțiunea lor asupra drojdiilor de cultură, iar în tabelul 2.6. sunt prezentate proprietățile microbiologice ale melasei sunt prezentate, conform STAS 12846-90.

Tabelul 2.5. Grupe de bacterii care pot fi întâlnite în melase.

Tabelul 2.6. Proprietăți microbiologice conform STAS 12846-90

2.2. MATERII AUXILIARE UTILIZATE ÎN PROCESUL TEHNOLOGIC

Materiile auxiliare sunt reprezentate de substanțe care ajută echilibrarea în substanțe nutritive a plămezilor de melasă, dar și pentru a corecta unii indicatori fizico-chimici.

2.2.1. SUBSTANȚE NUTRITIVE

Adaosul acestor substanțe este necesar pentru a compensa deficitul nutritiv al celulelor, astfel evitându-se un randament scăzut în procesul de fabricație.

Sulfatul de amoniu-se utilizează ca sursă de azot asimilabil. Solubilitatea, principalele caracteristici fizico-chimice și caracteristicile soluțiilor apoase sunt prezentate în tabelele A-E, Anexa 1.

Amoniacul – se utilizează cu scopul de a corecta pH-ul, dar și ca sursă de azot. Acesta se adaugă în melasă sub formă de apă amoniacală, obținută prin diluarea cu apă a amoniacului, în raport de 1:5. Solubilitatea în apă și unele caracteristici ale amoniacului sunt prezentate în tabelele F-G, Anexa 1.

Fosfatul diamonical tehnic este utilizat ca sursă de fosfor și azot asimilabil, precum și pentru reglarea pH-ului. Solubilitatea fosfatului diamoniacal și caracteristicile soluțiilor apoase sunt menționate în tabelele H-I, Anexa 1.

Superfosfatul de calciu- este obținut prin tratarea făinii de oase cu o cantitate de acid sulfuric și se folosește ca sursă de fosfor.

Acidul sulfuric – se utilizează pentru corectarea nivelului pH-ului. Are o concentrație de 96-98% substanță pură. Se folosește acidul sulfuric care conține o cantitate mică de arsen, maxim 10mg/kg. Caracteristicile sunt prezentate în tabelul J din Anexa 1.

2.2.2. FACTORI DE CREȘTERE

Pentru multiplicare, drojdiile necesită prezența în mediul de cultură a unor substanțe care ajută la dezvoltare, numite factori de creștere.

Biotina (B7) intervine în multe din reacțiile metabolismului glucidelor, azotului, în biositeza proteică, dar și în sinteza acizilor grași.

Cerința în biotină scade parțial, la prezența în mediu a aminoacizilor dicarboxilici (acidul aspartic și acidul glutamin).

Inositolul (B8) stimulează procesul de creștere al drojdiilor, deficitul cauzând slabirea metabolismului glucozei, atât în condiții aerobe cât și anaerobe.

Acidul pantotenic (B3) influențează metabolismul atât în condiții aerobe cât și anaerobe. Este unul dintre cei mai importanți stimulatori ai creșterii, care de obicei se regăsește în melasă în cantități suficiente.

Tiamina (B1) are un rol fundamental în metabolismul glucidelor.

Riboflavina (B2) este sintetizată de toate drojdiile și este termostabilă. Atunci când celulele de drojdie sunt transferate, în timpul propagării industriale, conținutul de riboflavină crește.

Piridoxina (B6) participă la decarboxilarea aminoacizilor absorbiți, și la fixarea polipeptidelor.

2.2.3 PRODUSE BIOSTIMULATOARE

Extractul de porumb se obține la concentrarea apelor în care a fost înmuiat porumbul, la fabricarea amidonului și este utilizat ca sursă de microelemente, aminoacizi și vitamine din grupul B. și poate crește productivitatea cu 4-6%.

Extractul apos din radicele de malț. Radicelele de malț conțin vitamine din grupul B, vitamina E, provitaminele A și D, biotină și aminoacizi cu rol biostimulator.

Germeni de cereale (grău sau porumb) conțin, pe lângă lipide, microelemente, aminoacizi și vitamine.

2.2.4 SUBSTANȚE ANITISPUMANTE

La fabricarea drojdiei de panificație se formează cantități importante de spumă, datorita prezenței în melasă a coloizilor, care se dispun pe bulele aer care barbotează mediul, ducând la stabilizarea spumei formate.

Substanțele antispumante care se folosesc sunt acidul oleic, uleiul siliconic, hidrocarburile parafinice, polipropilenglicolul.

Antispumanții folosiți sunt inofensivi pentru drojdii,nu influențează negativ aspectul sau proprietățile organoleptice ale produsului finit.

2.2.5. SUBSTANȚE ANTISEPTICE ȘI DEZINFECTANTE

Substanțele antiseptice se folosesc în scopul de a înlătura eventualele microorganisme de contaminare, din cadrul etapei de fermentare a plămezilor și sunt folosite în proporții bine stabilite, astfel încât sa nu influențeze negativ activitatea fermentativă a drojdiei.

Cele mai utilizate substanțe antiseptice sunt formalina, pentaclorfenolatul de sodiu și acidul sulfuric.

Formalina este folosită ca antiseptic, în special în cazul plămezilor de cereale, dar este folosită și pentru dezinfectarea utilajelor.

Pentaclorofenolatul de sodiu este utilizat ca antiseptic la fermentarea plămezilor din melasă.

2.2.6. ALTE MATERII

Aceste materii auxiliare sunt substanțe chimice utilizate pentru creșterea duratei de păstrare a calităților drojdiei: Acidul lactic concentrat (90%); acidul ascorbic; acidul acetic concentrat (96%); acidul formic; apa oxigenată; benzoatul de sodiu; bisulfitul de sodiu; clorura de amoniu/magneziu; iodatul de potasiu.

2.3. PRINCIPALELE UTILITĂȚI FOLOSITE ÎN PROCESUL DE FABRICAȚIE

2.3.1. APA TEHNOLOGICĂ

Apa este folosită în cantități foarte mari în toate fazele procesului tehnologic și trebuie sa îndeplinească anumite condiții de calitate, anume, să fie apă potabilă, nu trebuie să conțină hidrogen sulfurat sau amoniac și înainte de a fi folosită, trebuie supusă unui control microbiologic riguros.

Apa de răcire ocupă cea mai mare pondere a consumului și nu este obligatoriu să îndeplinească condițiile de calitate ale apei potabile, dar se cer temperatura și duritatea mai scăzută.

Apa tehnologică uzată în procesul tehnologic poate fi utilizată pentru irigare în agricultură[16]

2.3.2. AERUL TEHNOLOGIC

Aerul tehnologic este folosit pentru asigurarea necesarului de oxigen al drojdiei pe durata procesului de fermentare a plămezilor. Acesta trebuie sa întrunească anumite condiții de calitate, cea mai importantă fiind sterilitatea.

Aerul tehnologic este folosit sub formă de aer comprimat, pentru obținerea acestuia folosindu-se compresoare, suflante cu aer sau turbosuflante, dimensionate astfel încât să asigure necesarul de aer. În cazurile în care nu este posibilă purificarea întregii cantități de aer, se impune ca măcar aerul folosit în stația de culturi pure să fie steril.

CAP. III. TEHNOLOGIA DE FABRICARE A DROJDIEI COMPRIMATE

Deși recent oamenii de știință au elaborat o nouă metodă pentru prodecerea biomasei de drojdie, bazată pe influența azotului asupra întregului proces de producție vazută din punct de vedere al parametrilor tehnologici necesari și din punct de vedere al analizei matematice a politicii optime de operare, în prezente, pentru fabricarea drojdiei comprimate de panificație se folosește tot clasicul procedeul cu plămezi diluate.[13]

3.1. RECEPȚIA MELASEI

Recepția melasei constă în verificarea cantității de melasă (aspectul; mirosul; consistența; culoarea; pH-ul; conținutul de substanță uscată; densitatea; conținutul de zahăr total și invertit; aciditatea volatilă; nitriții și numărul total de microorganisme dintr-un gram de melasă), și are ca scop aprovizionarea fabricii cu o melasă de bună calitate, care să indeplineacă condițiile optime necesare pentru buna desfășurare a procesului de fabricație.

Pentru reglementarea costului melasei s-a stabilit ca nivel de referință conținutul de zahăr, astfel costul unei tone de melasă este fixat pentru un procent de 50% zaharoză.

3.2. DEPOZITAREA MELASEI

Depozitarea melasei se face în rezervoare metalice (500-2000 tone), prevăzute, din jumătate în jumătate de metru, pe toată înălțimea, cu robineți pentru a facilita prelevarea probelor. Ușurarea transportului melasei și la alimentarea fabricii, se realizează mărirea fluidității melasei cu ajutorul aburului.

Pe parcursul depozitării se pot produce fenomene de degradare, datorită unor procese chimice și biochimice, a căror intensitate depinde de condițiile de depozitare, contaminarea cu microorganisme și de compoziția melasei.

Datorită proceselor biochimice care au loc în melasă, în cazul depozitării pe o perioadă mai lungă de timp, pot apărea fenomene de creștere a acidității și a conținutului de zahăr invertit sau scăderea conținutului zahărului din melasă și a substanței uscate. Pentru evitarea acestor pierderi este imperios necesară respectarea următoarelor condiții de depozitare: melasa trebuie depozitată în rezervoare închise, curate și dezinfectate și trebuie sa efectueze constant controlul temperaturii, controlul fizico-chimic și lunar controlul microbiologic al melasei; pe durata lunilor de vară temperatura în rezervor nu trebuie să depășească 40°C; în rezervorul în care se face depozitare trebuie să se introducă doar melasă de calitate corespunzătoare; trebuie să se evite fluidizarea melasei cu apă provenită din precipitații.

În figura 3.1. este redată schema instalației de depozitare și descărcare a melasei.

Figura 3.1. Schema instalației de depozitare și descărcare a melasei

1- cisternă; 2- conductă de abur; 3- ventil de pe racordul de golire; 5- conductă; 6- rezervor de descărcare;7- pompă; 8- conductă; 9- rezervor de depozitare; 10- conductă; 11- racord;

12- serpentină; 13- capac; 14- riglă gradată; 15- cursor indicator; 16- plutitor

3.3. PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA MULTIPLICĂRII

Pregătirea (corectarea) melasei reprezintă transformarea ei într-un mediu favorabil pentru multiplicarea drojdiilor.

Corectarea melasei presupune mai multe etape succesive, conform schemei tehnologice prezentate în figura 3.2.

Prima etapă care are loc după întroducerea melasei în procesul de fabricație este cântărirea. Aceasta se realizează în vederea stabilirii consumurilor specifice și a randamentelor în drojdie și este urmată de procesul de diluare.

3.3.1. DILUAREA MELASEI

Diluarea melasei se efectuează în două etape:

Diluarea I (inițială)-până la 60°Bllg, scopul ei fiind acela de a crește fluiditatea;

Diluarea II (finală)-până la concentrații necesare în diferitele faze de multiplicare.

Figura 3.2. Schema tehnologică de corectare a melasei din sfeclă de zahăr

3.3.2. ACIDULAREA MELASEI

Acidularea melasei se face cu acid sulfuric, până la un pH de 4.5-5. Pe lângă corectarea nivelului pH-ului, acidul sulfuric contribuie la limpezirea melasei și protejează împotriva contaminărilor care pot apărea pe durata procesului de multiplicare, fapt care nu impune condiții de lucru absolut pure.

Acidularea plămezilor se face diferit în funcție de fazele de multiplicare, astfel în primele trei faze de multiplicare, aciditatea este mult mai ridicată decât în ultimele două, pentru a se evita apariția contaminării.

3.3.3. LIMPEZIREA ȘI STERILIZAREA MELASEI

Procesul de limpezire al melasei este absolut necesar pentru îndepărtarea suspensiilor și substanțelor coloidale care sunt dăunătoare pentru aspectul produsului finit, deoarece produc închiderea culorii acestuia.

Limpezirea se realizează prin procedee de sedimentarea, filtrare sau centrifugare.

În prezent, procedeul preferat pentru curățarea și sterilizarea melasei este unul complet automatizat. În acest scop sunt folosite separatoare centrifugale și schimbătoare cu plăci, care realizează purificarea melasi până la 95%.

Cele mai folosite metode și instalații pentru curățarea și sterilizarea melasei în flux continuu sunt Westfalia și Alfa-Laval (Figura A-Anexa 2).

În instalația Westfalia (Figura 3.3.) melasa se acidulează slab cu acid sulfuric administrat cu pompa de dozatoare cu piston(1) și se diluează cu apă fierbinte. Prin programarea utilajului se pot modifica paramentrii,pH-ul PH 1, densitatea DI și temperatura TI, în funcție de necesități. În schimbătorul cu placi (3) și injectorul de abur (4) melasa se încălzește și se menține temperatura constantă la 140°C cu ajutorul circuitului de reglare TIC. Melasa este trecută prin zona de menținere a temperaturii (5) timp de 6 secunde, fiind direcționată apoi către recipientul de detentă (6), unde se răcește la 15°C. De aici este debitată în schimbătorul cu plăci cu ajutorul pompei (7), iar după răcirea la 60°C ea se trimite către separatorul de limpezire (8). Debitul se stabilește cu regulatoarele de nivel LC și cu ventilul M, astfel că în recipientul de detentă să se mențină nivelul dorit.

Eliminarea nămolului din separatorul centrifugal se face în mod automat prin dispozitivul de comandă (9) și ventilele magnetice (10). Din recipientul (11) melasa se direcționează prin contoarul cu piston ( 13) și ventilul de reglare pneumatică (14), comandate din programatorul (12) către linurile de fermentare (15).

În procesul tehnologic de fabricare a drojdiei de panificație s-a ales utilizarea instalației Westfalia pentru etapa de limpezire si sterilizare a melasie.

Figura 3.3. Instalația Westfalia pentru limpezirea și sterilizarea melasei

3.3.4. ADAOSUL PARȚIAL DE SĂRURI NUTRITIVE

Drojdiile au nevoie pentru dezvoltarea activitaților biologice de existența în mediul de cultură a substanțelor nutritive care să conțină elemente chimice necesare pentru procesele de sinteză, pentru activitatea enzimelor și care să le furnizeze substanțe necesare pentru producerea de energie utilă biologică.

Literatura de specialitate oferă o multitudine de date referitoare la necesarul nutritiv

al acestor microorganisme, chiar și rețete de preparare a mediului nutritiv. Utilizarea acesora din urmă trebuie făcută însă cu prudență, iar pentru fiecare firmă producătoare rețetele mediilor de cultură reprezintă secretele procesului de fabricație.

Un aspect deosebit de important in ceea ce privește proiectarea și optimizarea mediilor de cultură îl reprezintă cerințele tehnico-economice, pentru că prețul materiilor prime reprezintă între 10 și 60% din costul de producție.

Soluțiile de săruri nutritive se prepară astfel:

Sulfatul de amoniu și sulfatul diamoniacal: se prepară la concentrații de 10 sau 20%,

în vase speciale, prevăzute cu agitatoare, în prezența unei hote care să aspire vaporii de apă degajați;

Extractul de porumb: se prepară prin diluare 1:1 sau 1:2 cu apă, este încălzită până la fierbere, după care se răcește și este introdusă în fermentatoare în proporție de 60 kg/t melasă.

La sfârșitul operațiilor de pregătirea a melasei pentru fermentare se obține melasa corectată, care mai poartă și denumirea de plămadă.

3.4. PREGĂTIREA DROJDIEI PENTRU FERMENTARE

Principalul scop al tehnologiei de fabricare a drojdiei de panificație este obținerea

unei mase maxime de drojdie de calitate superioare (capacitate de creștere și fermentare), printr-un consum minim al mediilor nutritive și al utilităților.

Înmulțirea culturilor se realizează în două etape, prima etapă corespunzând primelor două faze de multiplicare, care se realizează în laboratorul fabricii, iar cea de-a doua se realizează în stația de culturi pure.

Procesul de multiplicare este urmărit îndeaproape, astfel că, pentru obținerea unui număr optim de celule se recurge la reînnoirea periodică a culturilor, după aproximativ 20 de reproduceri.

3.4.1. MULTIPLICAREA DROJDIILOR ÎN LABORATORUL FABRICII

Pentru multiplicarea drojdiilor în condiții de laborator, se pleacă fie de la culturi obținute în laborator fabricii (culturi stoc), fie de la culturi stoc obținute într-un institut specializat.

Multiplicarea în laborator a culturi stoc obținute într-un institut specializat

Într-o eprubetă, cu mediu de cultură steril, natural (must de malț) sau sintetic (geloză și extract de drojdie), se însămănțează din cultura stoc, 1-5mg biomasa pură. Eprubeta se termostatează la 30°C, 24 de ore, timp în care se dezvoltă o biomasă de 300-400mg , din care se însămânțează un vas de 50mL cu mediu nutritiv care se supune acelorași condiții de incubare.

Conținutul vasului de 50mL se trece în condiții aseptice într-un vas de 250mL, iar după alte 24 ore de incubare, continutul vasului de 250mL se trece integral într-un vas Carlsberg, cu o capacitate de 5-6L care conține mediu nutritiv, acesta se termostatează alte 24ore la temperaturi cuprinse între 26 și 29°C.

Multiplicarea în laborator a culturi stoc obținute într-un institut specializat se realizează respectând etapele ilustrate în figura 3.4.

Deși culturile stoc obținute într-un institut specializat sunt mult mai sigure, dau un randament crescut de producție, deoarece sunt atent selecționate și sunt supuse unei largi game de analize înaine de a ajunge la producător, în practica industriala se mai folosește obținerii culturilor în laboratorul fabricii.

Figura 3.4. Etapele care se parcurg pentru reactivarea și multiplicarea

culturilor stoc în condiții de laborator

Obținerea culturile pure în laboratorul fabricii să se desfăsoară astfel:

Sunt izolate celule individuale aflate în ultima fază a multiplicării, din culturi care s-au comportat bine. În funcție de mediul nutritiv, pentru izolarea lor, se folosind fie substrat solid, fie substrat lichid.

După izolarea celulelor urmează verificarea purității culturilor respective, prin analize la microscop și prin inocularea la suprafața mediului nutritiv, solid, în plăci Petri. Se urmărește aspectul, numărul celulelor moarte, uniformitatea dezvoltării, absența fenomenelor de degradare, prezența indicatorilor caracteristici speciei izolate și absența sau prezența în mediu a microorganismelor contaminante sau a celulelor mutante.

După finalizarea tuturor analizelor menționate anterior și formularea unei concluziei finale, drojdiile selecționate intră în procesul propriu-zis de multiplicare în laborator.

Multiplicarea drojdiilor în laborator se realizează pe mediu de cultură care coține must de malț și cuprinde patru etape.

În prima etapă cultura de drojdie selecționată se însămânțează cu vârful unei anse într-o eprubeta care conține mediul de cultură solidificat. Din această eprubetă, cultura se însămânțează apoi în pahare Erlenmayer, în trei faze, succesiv.

La sfârșitul etapelor menționate mai sus, se obține cultura pură de drojdie de laborator, care se folosește pentru inocularea primului vas de multiplicare (Figura B, Anexa 2.), din stația de culturi pure, ilustrată în figura 3.5.

3.4.2. MULTIPLICAREA DROJDIILOR ÎN FABRICĂ

Multiplicare drojdiilor în fabrică se desfăsoară în cinci faze, primele două realizându-se în vasele de multiplicare ale stației de culturi pure, iar următoare trei în linurile de multiplicare de pe linia de producție.

3.4.2.1. MULTIPLICAREA DROJDIILOR ÎN STAȚIA DE CULTURI

PURE A FABRICII

Vasele (1) și (2) sunt prevăzute cu: țevi perforate în exterior (3), țevi prin care se introduce apă, pentru ajustarea temperaturii plămezii și cu țevi perforate în interior (4) care se folosesc pentru introducerea aburului, pentru sterilizarea mediului sau a aerului comprimat; racorduri de introducere a mediului nutritiv (5); racord de însămânțare a culturii pure obținute în laborator (6); guri de vizitare (7); supape de presiune (8); vacuum(9); manometre (10); termometre (11); robinete pentru prelevarea probelor (12) și conducte pentru evacuarea dioxidului de carbon (13), care sunt legate de vasele de apă (14); jgheabul (15)unde se colectează apa folosită pentru răcirea pereților; conducta (16) prin care se trece cultura starter intermediară în cel de-al doilea vas; conducta (17) prin care cultura starter de producție se transportată în secția de producție.

Figura 3.5. Instalația pentru obținerea culturilor pure

Aceasta instalație permite multiplicarea de 5-10 ori a volumului drojdiilor, în două trepte, în vase metalice confecționate din cupru, folosind ca mediu nutritiv plămada.

Etapele multiplicarii drojdiilor în stația de culturi pure a fabricii și obținerea culturilor starter de producție sunt ilustrate în figura 3.6.

Figura 3.6. Etapele obținerii culturii starter de producție, în cadrul stației de culturi pure.

Multiplicarea generației I de drojdii se realizează prin fermentarea anaeroba cu formare de alcool etilic, în vasul 1, închis cu un capac. Pe toată durata procesului de fermentare, se verifică temperatura, aciditatea, gradul Balling(°Bllg) și se efectueză examenul microscopic.

La sfărșitul acestui proces, se prepară plămada pentru faza II de multiplicare și se trece integral conținutul vasului pentru multiplicarea generației I (300-500L) în vasul pentru multiplicarea generației II (1000-2500L). După expirarea perioadei de multiplicare, cutura pură rezultată trece printr-o conductă în secția de producție.

3.4.2.2. MULTIPLICAREA DROJDIILOR ÎN STAȚIA DE PRODUCȚIE A FABRICII

Cultura starter de producție este multiplicată în alte trei faze pe durata cărora, alimentarea cu melasă și substanțe nutritive se face în mod continuu, urmând etapele indicate în figura3.7.

În faza a III-a de multiplicare se folosesc linuri de fermentație cu o capacitate de 7-25m3 , 75% din acestea reprezentând capacitatea utilizată, iar restul de 25% fiind rezervat pentru sistemul de aerare și formarea spumei.

Faza III de multiplicare se realizează, astfel: Prima oră a procesului – se introduce inițial toată cantitatea de apă cu care urmează să fie diluată; se adaugă 10% din cantitatea totală de melasă destinată procesului, îmbogățită în prealabil cu săruri nutritive; se adaugă soluția de drojdie obținută în faza II de multiplicare; se aerează cu 40 maer/mplămadăh, la temperatura de 28°C; concentrația inițială a plămezii este 2,8°Bllg. A doua oră a procesului- se micșorează la jumătate debitul de melasă și se dublează aerarea; concentrația plămezii scade la 2,3°Bllg.

Procesul continuă timp de 10 ore, mărind câte puțin doza orară de melasă. În a zecea oră a procesului se reduce aerarea la jumătate.

Plămada de drojdie rezultată din faza a III-a de multiplicare este supusă unei operații de concentrare prin separare și centrifugare, eliminându-se plămada epuizată.

Multiplicarea drojdiei în faza a IV-a se realizează în linuri asemănătoare din punct de vedere constructiv cu cele folosite la fazele anterioare de multiplicare.

În această fază multiplicarea se realizeză în linuri cu o capacitate de 5-6 ori mai mare decât cele folosite în faza III. Melasa este diluată cu apă 1:20. Linurile sunt alimentate treptat cu melasa îmbogățită cu săruri nutritive, pe durata procesului, care durează 13 ore.

Figura 3.7. Schema tehnologică de multiplicare a drojdiilor pe linia de producție și obținerea produsului finit

Aerarea se realizează în prima și în ultima oră a procesului, cu câte 50maer/mplămadă, iar în restul orelor cu o cantitate dublă. Laptele de drojdie rezultat după multiplicare, are concentrația 3-3,8°Bllg, un pH de 4,5-4,8 și un randament în drojdie cu 27% s.u. de 45% și este supus unei operații de concentrare, pentru obținerea drojdiei cuib.

Ultima etapa în procesul de multiplicare a drojdiei este faza aV-a. În această fază se introduc în linul de fermentație 40% din cantitatea de apă, 8% din cantitatea de melasă și 14% din cantitatea de săruri nutritive. Plămada cu drojdie de vânzare rezultată are o concentrație de 1,1°Bllg și un pH de 5,3-5,4, parametrii a căror valoare crește, după concentrarea prin centrifugare care se realizează la sfărșitul regimului de multiplicare, când se obține un lapte de drojdie cu concentrație de 2,2-2,3°Bllg, aciditate 0,3-0,4°, pH 5,4-5,6 și temperatură 29-30°C.

3.5. SEPARAREA ȘI SPĂLAREA PLĂMEZII DE DROJDIE

Scopul separării și spălării laptelui de drojdie este acela de a îmbunătății aspectul și de a mări durabilitatea produsului fint, prin concentrarea drojdiei din plămadă pentru obținerea unui volum mai mic și prin îndepărtarea resturile de plămada epuizată.

Separarea se realizează cu ajutorul separatoarelor centrifugale cu talere care folosesc trei trepte de separare și spălare, obținând în final un lapte de drojdie concentrat, supus unei operații de răcire la 2-4°C, cu ajutorul schimbătoarelor de căldură cu plăci.

În prima treapta de separare, laptele de drojdie este adus la o concentrație de 150-200g/L, este răcit și diluat cu o cantitate de apă de 4-8 ori mai mare decât cea a laptelui de drojdie.

A II-a treaptă de separare presupune obținerea unei concentrații de 300-400g/L și se repetă și în a III-a treaptă de separare ducând la obținerea unei concentrații de 600-800g/L a laptelui de drojdie. Acesta este răcit în schimbătorul de căldură cu plăci până la 2-4°C și păstrat în colectoare de depozitare. Răcirea ajută la încetinirea proceselor biologice care au loc în celula de drojdie.

Colectoarele sunt vase confecționate din oțel inoxidabil, prevăzute cu o manta dublă de răcire și cu agitatoare acționate electric pentru omogenizare.

Figura 3.8. Schema de separare în trei trepte a laptelui de drojdie

1-separator pentru treapta I; 2-separator pentru treapta II; 3-separator pentru treapta III;

4, 6, 8-pompe; 5-colector pentru laptele de drojdie; 7,9-colectoare intermediare.

3.6. FILTRAREA LAPTELUI DE DROJDIE

Laptele de drojdie obținut în etapele anterioare nu poate fi comercializat ca atare deoarece există probabilitatea ridicată de contaminare cu microorganisme străine. Datorită acestui considerent, laptele de drojdie este supus unor operații de filtrare și presare, prin care masa de drojdie este concentrată în substanță uscată, care ocupă un volum de două ori mai redus.

Operația de filtrare se realizează, în cazul de față, cu fitru rotativ sub vid, a cărui schemă de funcționare este ilustrată în figura 3.9.

Filtrul rotativ sub vid este o instalație modernă, care folosește amidonul ca strat filtrant și mărește considerabil conținutul în substanță uscată a produsului finit (de la 27% s.u. la 33-37% s.u.).

Procesul de filtrare decurge în felul următor:

Laptele de drojdie răcit se introduce în proces cu ajutorul unei pompe în cuva de alimentare, de aici cilindrul preia o anumită cantitate, pe care o supune unei spălări în doi pași. Apa folosită la spălare este aspirată în interiorul cilindrului cu o pompă cu vid, la

suprafața acestuia rămânând doar biomasa de drojdie, care este transportată către malaxor;

În cazurile în care consistența necesară modelării nu este atinsă, în etapa de malaxare, se practică adăugarea unei cantitați de apă, ulei comestibil sau alte substanțe. Tot în această etapa masa de drojdie obținută poate fi îmbogățită cu cantități mici de polialcooli (glicerină) care ajută la păstrarea culorii drojdiei pe parcursul depozitării, cu substanțe emulsionante (lecitină) sau cu cantități mici de alcool etilic, pentru protecția împotriva dezvoltării mucegaiurilor.

Figura 3.9. Schema filtrării laptelui de drojdie cu ajutorul filtrului rotativ sub vid

3.7. MODELAREA ȘI AMBALAREA DROJDIEI COMPRIMATE

Acest proces se realizează cu ajutorul mașinii de modelat și porționat din figura 3.10.

Mașina realizează modelarea biomasei de drojdie malaxate într-un paralelipiped. Paralelipipedul format este porționat în calupuri de 10, 25, 50, 100, 250, 500 și 1000g.

Figura 3.10. Mașină de modelat și porționat drojdia

Ambalarea calupurilor se realizează folosind hârtie parafinată sau sulfurizată cu un film celofan. Calupurile cu drojdie ambalate se introduc în lăzi din material plastic sau carton.

3.8. DEPOZITAREA ȘI TRANDPORTUL DROJDIEI COMPRIMATE

Depozitarea se face în depozite răcite, la 10°C. În depozit este necesară o bună circulație a aerului rece și o umiditate relativă 65-70%.

În depozit, lăzile de carton vor fi așezate peste laje sau paleți în formă de fagure cu locuri libere pentru circulația aerului.

Este necesar de știut faptul că într-un volum de depozitare 3m se pot depozita 400 kg de drojdie comprimată.

Transportul drojdiei comprimate către beneficiar se face fie cu mijloace de transport adecvate, izoterme, încercând menținerea unei temperaturi cât mai scăzute pe distanțe mai lungi, iar pe distanțe mai scurte livrarea se face cu mijloace de transport obișnuite.

II. PARTE EXPERIMENTALĂ

CAP. IV. ANALIZE FIZICO-CHIMICE ȘI MICROBIOLOGICE ALE

DROJDIEI DE PANIFICAȚIE

În vederea realizării analizelor fizico-chimce și microbiologice s-au utilizat 5 tipuri de drojdie de panificație, comprimată sau uscată, de la producători diferiți, după cum urmează:

drojdie comprimată BUDAFOK, produsă de Lesaffre Magyarország Ltd;

drojdie comprimată PAKMAYA, produsă de S.C. ROMPAK S.R.L;

drojdie comprimată DR.OETKER, produsă de Dr. August Oetker Nahrungsmittel KG;

drojdie uscată DR.OETKER, produsă de Dr. August Oetker Nahrungsmittel KG;

drojdie uscată PAKMAYA, produsă de S.C. ROMPAK S.R.L.

4.1. ANALIZE FIZICO-CHIMICE

În acest subcapitol sunt detaliate rezultatele analizelor pentru determinarea acidității, umidității, puterea de fermentare, variația volumului de aluat și azotul total.

4.1.1. ACIDITATEA TITRABILĂ TOTALĂ

Extractul apos al probei de analizat de titrează cu o soluție de hidroxid de sodiu 0,1N în prezență de fenolftaleină ca indicator.

Calculul rezultatelor:

[mg acid acetic, în procente]

în care:

V – volumul soluției de hidroxid de sodiu 0,1N folosit la titrare, în ml;

A – mg acid acetic corespunzător la 1 ml soluție hidroxid de sodiu 0,1N

A=6mg acid acetic;

f – factorul soluției de hidroxid de sodiu 0,1N;

10 – masa probei luată în analiză.

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată și două tipuri de drojdie uscată: drojdie comprimată BUDAFOK, drojdie comprimată PAKMAYA, drojdie comprimată DR.OETKER, drojdie uscată DR.OETKER, drojdie uscată PAKMAYA.

Tabel 4.1. Valori ale acidității pentru diferite tipuri de drojdie

4.1.2. UMIDITATEA

Determinarea pierderilor de masă prin încălzire la 1052°C timp de 4 ore sau la 120°C cu 1 cm alcool 96° timp de 2 ore.

Calculul rezultatelor:

[%]

în care:

– masa fiolei cu probă de drojdie, înainte de uscare, în g;

– masa fiolei cu probă de drojdie, după uscare, în g;

– masa fiolei, în g;

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată și un tip de drojdie uscată: drojdie comprimată BUDAFOK; drojdie comprimată PAKMAYA; drojdie comprimată DR.OETKER; drojdie uscată DR.OETKER;

Pentru o mai bună acuitate a analizei s-au realizat câte trei determinări paralele pentru fiecare probă, rezultatele aflându-se centralizate in tabelul următor:

Tabel 4.2. Procentul de umiditate obținut pentru tipurile de drojdie analizate

Concluzie:

Rezultatele obținute pentru fiecare tip de drojdie supusă analizei, arată că umiditatea se încadrează conform STAS 987-78.

4.1.3. DETERMINARE PUTERII DE FERMENTARE A DROJDIEI

Puterea de fermentare este principala caracteristică a drojdiei, se exprimă în minute și se poate determina prin:

Metoda STAS

Principiul metodei: Determinarea puterii de fermentare a drojdiei prin timpul necesar pentru ca aluatul să crească la înălțimea de 7 cm, considerat din momentul introducerii drojdiei în aluat, durata maximă admisă fiind de 90 minute conform STAS 985-79.

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată: drojdie comprimată BUDAFOK, drojdie comprimată PAKMAYA, drojdie comprimată DR.OETKER.

Tabel 4.3. Durata de creștere a aluatului până la 7 cm pentru diverse tipuri de drojdie

Figura 4.1. Înainte de termostatare Figura 4.2. După termostatare

METODA BILEI DUPĂ OSTROVSKI

Principiul metodei:

Determinarea puterii de fermentare a drojdiei prin timpul, exprimat în minute, pentru ca bila de aluat să se ridice la suprafața apei din pahar, considerat din momentul introducerii bilei în apă.

Tabel 4.4. Interpretarea rezultatelor obținute

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată: drojdie comprimată BUDAFOK, drojdie comprimată PAKMAYA, drojdie comprimată DR.OETKER.

În tabelul 4.5 se regăsesc centralizați timpii și concluziile referitoare la calitatea drojdiei, conform STAS 986-50 se regăsesc în .

Tabel 4.5. Durata de fermentare și concluziile privind calitatea produsului

4.1.4.DETERMINAREA VARIAȚIEI VOLUMULUI DE ALUAT

Principiul metodei:

Studiul cineticii fermentației alcoolice și a procesului de fermentație pentru produse de panificație.

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată: drojdie comprimată BUDAFOK, drojdie comprimată PAKMAYA, drojdie comprimată DR.OETKER.

drojdie comprimată DR.OETKER:

Tabel 4.6. Variația volumului de aluat în funcție de cantitatea de suspensie folosită

Figura 4.3. Variația volumului de aluat în timp

drojdie comprimată PAKMAYA:

Tabel 4.7. Variația volumului de aluat în funcție de cantitatea de suspensie folosită

Figura 4.4. Variația volumului de aluat în timp

drojdie comprimată BUDAFOK:

Tabel 4.8. Variația volumului de aluat în funcție de cantitatea de suspensie folosită

Figura 4.5. Variația volumului de aluat în timp

4.1.5. DETERMINAREA AZOTULUI TOTAL

METODA KJELDHAL

Principiul metodei:

Produsul alimentar este mineralizat în mediu acid puternic, azotul fiind transformat în ion amoniu determinat ulterior prin titrare cu un acid tare. Această metodă nu măsoară direct conținutu de proteine- factor de conversie. Acest factor de conversie variază în funcție de secvența de aminoacizi specifică fiecărei proteine.

Calculul rezultatelor:

Calculul cantității de azot total:

în care:

– concentrația acidului clorhidric folosi;

V- volumul de acid clorhidric folosit la titrarea probei de analiza,exprimat în ml;

– volumul de acid clorhidric folosit la titrarea probei martor, exprimat în ml;;

m(g)- masa probei supuse digestiei, exprimată în g.

B) Calcului cantității de proteină:

în care:

0,001401- cantitatea de azot care corespunde la 1ml acid sulfuric 0.1N

– volumul de acid clorhidric folosit la titrarea probei de analizat, exprimat în ml;

– volumul de acid clorhidric folosit la titrarea probei martor, exprimat în ml;

F- factorul de corecție al soluției de acid clorhidric 0,1N;

f- factorul de transformare a azotului total în substanțe proteice(5,7);

m- masa probei supuse digestiei, exprimată în g.

Rezultate:

Această metodă de analiză a fost aplicată pe trei tipuri de drojdie comprimată și două tipuri de drojdie uscată: drojdie comprimată BUDAFOK, drojdie comprimată PAKMAYA, drojdie comprimată DR.OETKER, drojdie uscată DR.OETKER, drojdie uscată PAKMAYA.

I. Digestia și mineralizarea probelor:

În fiecare fiolă s-au adăugat următoarele: 20 ml acid sulfuric concentrat 98%; 5g sulfat de potasiu, 0.5g sulfat de cupru și probele de analizat:

TREPTELE DE FUCȚIONARE ALE APARATULUI PENTRU ANALIZA PROBELOR

10 minute la 70%

20 minute la 60%

30minute la 70%

La sfârșitul acestor trei trepte de funcționare probele s-au prezentat astfel:

Fiolele 1, 2 și 3 au căpatat colorație albastru- verzui și transparență, iar la fiolele 4, 5 și M( proba martor) a persistat colorația brun-negricioasă, de unde rezultă faptul că digestia probelor nu s-a realizat, necesitând o treaptă suplimetară de digestie.

4) 10 minute la 70%

La sfârșitul acestei trepte de digestie fiolele 4 și M au căpătat transparență și colorație albastru- verzui și transparență, iar fiola 5 a manifestat o schimbare a colorației în verde- cenușiu, foarte puțin transparent, de unde rezultă că pentru această probă procesul de digestie nu s-a realizat complet, necesitând o altă treaptă suplimentară de digestie.

5) 20 minute la 70%

După trecerea 10 minute a fost oprit, deoarece s-a realizat și digestia completă a probei din fiola 5.

Figura 4.6. Finalizarea digestie probelor

II. Conținutul în azot și în proteină al drojdiei de panificație

Tabel 4.9. Conținutul în azot și proteină

4.2. ANALIZE MICROBIOLOGICE

Analizele microbiologice au fost efectuate în laboratorului de microbiologie din cadrul Direcției de Sănătate Publică Județeană, Constanța.

Analizele microbiologice au fost realizate pentru următoarele tipuri de drojdie: comprimată BUDAFOK, comprimată DR.OETKER, uscată DR.OETKER.

Pergătirea probei constă în a realiza diluțiile 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5 și 10-6, pornind de la 10g drojdie și 90 mL apă peptonată(90mL apă distilată și 1,35g peptonă, se incălzește sub agitarea ușoară, după care se autoclavează 15 min la 121°C).

4.2.1. NUMĂRUL DE CELULE VIABILE

Pentru această determinare a fost folosită drojdia comprimată BUDAFOK.

Rezultate:

a. b.

c.

Figura 4.7. Coloniile de drojdii dezvoltate:

a) pentru diluția 10-4 (mai mult de 3500 colonii); b)pentru diluția 10-5 (315 colonii);

c) pentru diluția 10-6 (27 colonii)

Calcul:

Numărul coloniilor obținute se inmulțește cu inversul diluției, rezultatul reprezentând numărul celulelor viabile prezente în 10g produs.

Astfel pentru diluția: 10-4: 3500104= 35000000 celule viabile

10-5: 315105 = 31500000 celule viabile

10-6: 27106 = 27000000 celule viabile

Figura 4.8. Aparat pentru numărarea celulelor

4.2.2. IDENTIFICAREA SPECIIEI

Din una din coloniile apărute pe placa Petri la diluția s-a recoltat un frotiu, în scopul de a observa dacă, coloniile apărute sunt drojdii.

Rezultate:

Figura 4.9. Analiza microscopică a celulelor Saccharomyces cerevisiae

Prezența acestor aglomerări de celule de tip ciorchine, colorația și forma puțin turtită a acestora a confirmat faptul că acestea aparțin speciei Saccharomyces cerevisiae.

4.2.3. PREZENȚA BACTERIEI ESCHERICHIA COLI

S-au analizat următoarele tipuri de drojdie: comprimată BUDAFOK (Probele 1, 2, 3), comprimată DR.OETKER (Probele 3, 4, 5), uscată DR.OETKER (proba 7). Pentru fiecare tip de drojdie comprimată și o singură probă pentru drojdia uscată

Bacteria E. Coli se identifică prin apariția unor culturi albastre-verziu pe mediu de cultură TBX (triptonă-bilă-glucorat).

Rezultate

a. b.

Figura 4.10. Aspectul probelor analizate din suspensia de drojdie

a) după incorporare ; b) după incubare la 44°C după 24 ore

Nu a fost identificată apariția coloniiilor albastre-verzui specifice bacteriei E.coli.

4.2.4. PREZENȚA BACTERIILOR COLIFORME

S-au analizat următoarele tipuri de drojdie: comprimată BUDAFOK (Probele 1, 2, 3), comprimată DR.OETKER (Probele 3, 4, 5), uscată DR.OETKER (proba 7).

Se folosește mediul de cultură VRBL (geloza-lactoza-bilă-cristal violet-roșu neutru). Cultivarea pe acest mediu are doar scop nutritiv în vederea creșterii coloniilor, care pot aparține și altor genuri decât bacteriilor coliforme.

Bacteriile coliforme sunt identificate pe mediu de cultură lichid, BBLV (bulion lactoza-bilă-verde briliant), unde produc bule de gaz.

Rezultate:

Pe plăcile 1, 2 și 3 care corespund drojdiei de panificație BUDAFOK, la diluția 10-1 au apărut colonii portocalii, dar s-a observat și modificarea culorii mediului de cultură de la roșu la portocaliu, iar la diluția 10-2 au apărut colonii de culoare rosie și nu s-a observat o modicare semnificativă a mediului de cultură.

a.

b.

c.

Figura 4.11. Coloniile de bacterii dezvoltate:

a) Proba 1: diluția 10-1 și 10-2; b) Proba 2 diluția 10-1 și 10-2; c) Proba 3 diluția 10-1și 10-2

Pentru probele 4, 5, 6 și 7 la diluția10-1 singura modificare identificată a fost opacizarea mediului de cultură. La diluția 10-2 a probe nu s-a identificat nicio modificare semnificativă.

a. b.

Figura 4.12. Aspectul probelor 4, 5, 6 și 7 după incubare

opacizarea mediului de cultură la diluția 10-1; b) absența modificărilor la diluția 10-2

Figura 4.13.Mofidicările apărute după incubare 24 ore la 37°C.

Din probele 1, 2 și 3 la diluția10-1se recoltează câte 5 colonii și se introduc în eprubete care conțin mediu de cultură BBLV, cu un mic tub în interior, aflat cu susul în jos, care în cazul prezenței bacteriilor coliforme se vor umple cu gaz și se vor ridica la suprafață.

Rezultate:

Figura 4.14. Aspectul probelor după incubare 24 ore la 37°C

Nu s-a constantat apariția bulelor de gaz, prin urmare nu s-a identificat prezența bacteriilor coliforme.

III. CALCUL TEHNOLOGIC

CAP. V. BILANȚ DE MATERIALE

Se dorește obținerea unei cantități minime de 10000 kg de drojdie de panificație, avănd un randament de fabricație de 90%.

5.1. BILANȚ DE MATERIALE LA PREGĂTIREA MELASEI

Melasa folosită are următoarele caracteristici: concentrație de 80°Bllg, conținut în zaharoză 50% și pH= 8.

Cantitatea de melasă care se folosește în scopul obținerii unei cantități minime de 10000 kg de drojdie de panificație este:

(5.1.)

– cantitatea de melasă care intră în procesul de fabricație, exprimată în kg;

D- cantitatea de drojdie care se dorește a fi obținută, exprimată în kg;

z- conținutul în zaharoză al melasei folosite, exprimat în %;

ƞ- randamentul optim de producție conform cu procedeul clasic în plămezi diluate, exprimat în %;

50- este conținutul în zaharoză al melasei standard, exprimat în %;

kg melasă/șarjă

5.1.1. DILUAREA MELASEI

Calculul cantității de apă folosită pentru diluarea melasei până la 60°Bllg.

Cantitatea de apă folosită pentru diluare se calculează cu relațiile (5.2.) și (5.3.)

(5.2.)

(5.3.)

Md- cantitatea de melasă diluată, exprimată în kg;

Mm- cantitatea de melasă care trebuie supusă diluării, exprimată în kg;

Ma- cantitatea de apă folosită pentru diluare, exprimată în kg;

a- concentrația inițială a melasei, exprimată în °Bllg; a=80°Bllg;

b- concentrația finală a melasei, exprimată în °Bllg; b=60°Bllg;

kg melasă diluată/șarjă

kg apă de diluare/șarjă

5.1.2. ACIDULAREA MELASEI

Acidularea melasei reprezintă operația în care este redus pH-ul melasei de la 8 la 5. Conform datelor din literatura de specialitate este necesară adăugarea a 2,5 grame de acid sulfuric pntru 1kg melasă.

Cantitatea de acid sulfuric necesară pentru acidularea melasei se calculează cu relația (1.4)

(5.4)

g

kg /șarjă

Acidul sulfuric nu poate fi introdus ca atare, ci este diluat cu apă, în raport 1:1.

Cantitatea de acid sulfuric diluat cu apă, în raport 1:1 este:

(5.5)

kg/șarjă

5.1.3 STERILIZAREA ȘI LIMPEZIREA MELASEI

S-a ales pentru această etapă de pregătire a melasei, un separator centrifugal Westfalia, care este capabil să îndepărteze între 0,7 și 1kg suspensii dintr-o tonă de melasă.

kg, adică tone

(5.6)

kg suspensii/șarjă

Cantitatea totală de melasă corectată care intră în procesul de fabricație este de:

(5.7)

kg melasă limpezită/șarjă

5.2. BILANȚ DE MATERIALE LA PREGĂTIREA SĂRURILOR NUTRITIVE

Elemente care urmează să fie folosite în calcul:

– Cantitatea de melasă tip 50% zaharoză necesară pentru o șarjă de producție: 11111.11kg;

– Conținutul de azot al drojdiei produs finit: 1.8%;

– Conținutul de fosfor al drojdiei produs finit: 0.8%;

– Conținutul de azot al sulfatului de amoniu: 21%;

– Pierderi de azot pe durata fabricației: 7%;

– Pierderi de fosfor pe durata fabricației: 30%;

– Conținutul de azot asimilabil al melase: 0.4%

– Cantitatea de drojdie cuib folosită la însămânțarea mediului( conform datelor din literatura de specialitate drojdia cuib reprezintă 20% față de cantitatea de melasă utilizată);

(5.8)

kg /șarjă

– Conținutul în azot al drojdiei cuib( maia): 2.1%

– Conținutul în fosfor al drojdiei cuib( maia): 1.1%

5.2.1 Calculul cantității de sulfat de amoniu utilizat ca sursă de azot solubil

Cantitatea de drojdie comprimată care urmează să fie obținută la sfârșitul procesului cu un randament de fabricație ƞ=90% este:

(5.9)

– cantitatea de drojdie comprimată care se dorește a fi obținută, exprimată în kg;

kg produs finit/ șarjă

La această cantitate de drojdie produs-finit se mai adăugă și cantitatea de drojdie cuib( maia), folosită la însămânțarea mediului nutritiv.

(5.10)

kg drojdie/șarjă

Cantitatea totală de azot din cantitatea finală de drojdie trebuie sa fie 1.8%, adică:

(5.11)

kg N/șarjă

Pierderile de azot pe durata fabricației sunt de 7%, adică:

(5.12)

kg N pierdut/șarjă

Cantitatea necesară de azot pe durata fabricației este de:

(5.13)

kg N/șarjă

Trebuie ținut cont de faptul că, masa de azot finală se diminuează cu cantitatea de azot asimilabil, aflat în melasă în proporție de 0.4%, dar și cu cantitatea de azot care se află în drojdia cuib( maia) în proporție de 2.1%, adică:

(5.14)

kg N asimilabil/șarjă

(5.15)

kg N/șarjă

Cantitatea efectiva de azot care trebuie adăugată prin sulfatul de amoniu este de:

(5.16)

kg N/șarjă

Cantitatea de sulfat de amoniu cu conținut 21% azot folosită este:

(5.17)

kg /șarjă

5.2.2 Calculul cantității de superfosfat de calciu utilizat ca sursă de fosfor

Cantitatea totală de fosfor din cantitatea finală de drojdie trebuie sa fie 0,8%, adică:

(5.18)

kg P/șarjă

Pierderile de fosfor pe durata fabricației sunt de 30%, adică:

(5.19)

kg P pierdut/șarjă

Cantitatea necesară de fosfor pe durata fabricației este de:

(5.20)

kg P/șarjă

Trebuie ținut cont de faptul că, masa de fosfor finală se diminuează cu cantitatea de fosfor, aflat în drojdia cuib( maia), adică:

(5.21)

kg P/șarjă

Cantitatea efectivă de fosfor care trebuie adăugată în procesul de fabricație este de:

(5.22)

kg P/șarjă

Acestei cantități de fosfor ii corespunde următoarea cantitate de superfosfat de calciu cu 16% pentaoxid de fosfor:

(5.23)

kg/ șarjă

5.3. BILANȚ DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA DROJDIEI

Elemente care urmează să fie folosite în calcul:

– volumul total al vasului de multiplicare, exprimat în L;

– volumul util al vasului de multiplicare, exprimat în L;

– volumul de melasă care intră la multiplicare, exprimat în L;

– volumul de apă folosit, exprimat în L;

– volumul soluției de sulfat de amoniu adăugat, exprimat în L;

– conținutul de zaharoză al melasei, exprimat în °Bllg;

– timpul de fermentare, exprimat în ore(h);

– temperatura de sterilizare, exprimată în °C;

– temperatura apei de răcire, exprimată în °C;

– cantitatea de melasă folosită, exprimată în kg;

– catitatea de drojdie obținută, exprimată în kg;

– cantitatea de apă adăugată, exprimată în kg;

– cantitatea de drojdie de însămânțare, exprimată în kg;

– cantitatea de săruri adăugată, exprimată în kg;

– cantitatea de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei, exprimată în kg;

– cantatea de acid sulfuric adăugată, exprimată în kg;

– cantitatea de sulfat de amoniu care este adăugată, exprimată în kg;

– cantitatea de superfosfat de calciu adăugată, exprimată în kg;

– cantitatea totală de plămadă, exprimată în kg;

5.3.1. BILANȚ DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA I

I. Calculul cantității de melasă și apă utilizate la formarea plămezii

Melasa care a fost diluată până la 60°Bllg, în etapa de pregătire, este acum diluată până la 14°Bllg.

Volumul total al vasului de multiplicare poate fi cuprind între 300 și 500L. Pentru acest proces s-a ales un vas de multiplicare de 300L.

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că volumul util al acestui vas reprezintă 40% din volumul total al vasului.

(5.24)

L

60 părți…………………….14 părți melasă…………………..46 părți apă

120L……………………………………………………………………

L melasă/sărjă

Densitatea melasei la 20°C este: kg/m adica: g/cm

(5.25)

kg/șarjă

L apă/ șarjă

Densitatea apei la 20°C este: kg/m, adică g/m

(5.26)

kg apă/șarjă ≈ 92kg apă/șarjă

II. Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatra de specialitate se cunoaște că, pentru:

1 L plămadă………………..2 g sulfat de amoniu………………..4 g superfosfat de calciu

120 L plămadă…………………………………………………….

= 240g/șarjă= 0,24 kg / șarjă

g/ șarjă= 0,48 kg/ șarjă

Din literatura de specialitate se cunoaște că:

1 kg sare………………………………………………………….10L apă

0,24kg ……………………………………………X

0,48 kg ………………………………………………Y

L apă

L apă

(5.27)

L/ șarjă

(5.28)

L/șarjă

Densitatea soluției de sulfat de amoniu la 20°C: kg/L:

(5.29)

kg/șarjă

Densitatea soluției de sulfat de amoniu la 20°C: kg/L;

(5.30)

kg/șarjă

Masa soluției de săruri este:

(5.31)

kg săruri nutritive/șarjă

III. Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitatea se știe că:

100 L plămadă……………………………………………………….100 mL acizi grași

120 L plămadă………………………………………………………………..

mL acizi grași/șarjă, adicăL acizi grași/șarjă

Densitatea acizilor grași la 20°C: kg/m, adică g/cm

(5.32)

kg acizi grași/șarjă

IV. Calculul cantității de acid sulfuric folosit pentru acidulare

Plămada este acidulată cu acid sulfuric diluat în raport de 1:1 până la un pH 4,5-4,8. Pentru această operație se folosesc 2.5 g acid sulfuric kg de melasă.

(5.33)

gconc./șarjă

kgconc./șarjă

Diluarea se face în raport 1:1 cu apă.

(5.34)

kg diluat/șarjă

Densitatea acidului sulfuric la 20°C este: kg/L

(5.35)

L diluat/șarjă

V. Cantitatea de plămadă obținută

(5.36)

kg plămadă 14°Bllg/șarjă

După etapa de sterilizare , conform datelor de specialitate, volumul plămezii va fi cu 15% mai mare decât volumul de dinainte de sterilizarea și concentrația scade la 12°Bllg, datorită faptului că aburul folosit pentru sterlizarea condensează parțial.

(5.37)

kg plămadă 12°Bllg/șarjă

Cantitatea finală de plămadă de drojdie, după însămânțare cu cultura de laborator este de:

(5.38)

Se cunoaște faptul că drojdia de însămânțare() reprezintă circa 1% din cantitatea de plămadă pentru faza I și că masa de alcool() reprezintă 4% din cantitatea totală a plămezi destinate fazei I de multiplicare.

(5.39) (5.40)

kg plămada de drojdie/șarjă

kg cultură de drojdie/șarjă

kg alcool/șarjă

La sfârșitul procesului de fermentare(h și t=30°C) plămada de drojdie are următoarele caracteristici: alcool 4%; aciditate 1.8-2.2 grade aciditate; concentrație 4-4.4°Bllg.

VI. Calculul cantității de oxigen folosit la barbotarea plămezii

Se cunoaște faptul că melasa standard conține 50% zaharoză, adică 50g zaharoză/L. Având în vedere acest aspect se calculează în continuare conținutul de zaharoză al melasei folosite pentru faza I de multilicare.

(5.41)

g zaharoză/ șarjă de melasă, adică:

kgzaharoză/șarjă de melasă

180g………………………632g………………….644g

18200g………………………………………

g/h, adică =19,413kg/h

g/h,adică

=26,693 kg/h

VII. Randamentul de fabricație al drojdiei tip 27% substanță uscată

Randamentul optim de fabricație pentru această faza de multiplicare este 10% față de greutatea de melasă folosită pentru formarea plămezii.

kg drojdie tip 27% s.u./șarjă (5.42)

5.3.2. BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA II

I. Calculul cantității de melasă și apă utilizate la formarea plămezii

Melasa care a fost diluată până la 60°Bllg, în etapa de pregătire, este acum diluată până la 12°Bllg.

Volumul total al vasului de multiplicare poate fi cuprind între 1000 și 2500L. Pentru acest proces s-a ales un vas de multiplicare de 2100L.

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că volumul util al acestui vas reprezintă 40% din volumul total al vasului.

(5.43)

L

60 părți…………………….12 părți melasă…………………..48 părți apă

840L……………………………………………………………………

L melasă/sărjă

Densitatea melasei la 20°C este: kg/m adica: g/cm

(5.44)

kg/șarjă

L apă/ șarjă

Densitatea apei la 20°C este: kg/m, adică g/m

(5.45)

kg apă/șarjă ≈ 670kg apă/șarjă

II. Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatra de specialitate se cunoaște că, pentru:

1L plămadă………………..8 g sulfat de amoniu………………..12 g superfosfat de calciu

840L plămadă……………………………………………..

= 6720g/șarjă= 6.72 kg / șarjă

g/ șarjă= 10.08 kg/ șarjă

Din literatura de specialitate se cunoaște că:

1 kg sare………………………………………………………….10L apă

6.72 kg ……………………………………………X

10.08 kg ………………………………………………Y

L apă

L apă

(5.46)

L / șarjă

(5.47)

L /șarjă

Densitatea soluției de sulfat de amoniu la 20°C: kg/L:

(5.48)

kg/șarjă

Densitatea soluției de sulfat de amoniu la 20°C: kg/L;

(5.49)

kg/șarjă

Masa soluției de săruri este:

(5.50)

kg săruri nutritive/șarjă

III. Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitatea se știe că:

100 L plămadă……………………………………………………….100 mL acizi grași

840 L plămadă………………………………………………………………..

mL acizi grași/șarjăL acizi grași/șarjă

Densitatea acizilor grași la 20°C: kg/m, adică g/cm

(5.51)

kg acizi grași/șarjă

IV. Calculul cantității de acid sulfuric folosit pentru acidulare

Plămada este acidulată cu acid sulfuric diluat până la 1,2-1,4 grade aciditate sau până la un pH 4,5-4,8. Pentru această operație se folosesc 2.5 g acid sulfuric kg de melasă.

(5.52)

gconc./șarjă, adică:

kgconc./șarjă

Diluarea se face în raport 1:1 cu apă.

(5.53)

kg diluat/șarjă

Densitatea acidului sulfuric la 20°C este: kg/L

V. Cantitatea de plămadă obținută

(5.54)

kg plămadă 12°Bllg/șarjă

După etapa de sterilizare , conform datelor de specialitate, volumul plămezii va fi cu 12% mai mare decât volumul de dinainte de sterilizarea și concentrația scade la 12°Bllg, datorită faptului că aburul folosit pentru sterlizarea condensează parțial.

(5.55)

kg plămadă cu conc. 10°Bllg/șarjă

Cantitatea finală de plămadă de drojdie, după însămânțare cu drojdia rezultată din faza I de multiplicare este de:

(5.56)

Se cunoaște faptul că masa de alcool() reprezintă 3% din cantitatea de plămezi destinate fazei aI-aI de multiplicare.

kg plămada de drojdie/șarjă

Densitatea plămezii din faza aII-a de multiplicare este: kg/L

La sfârșitul procesului de fermentare(h și t=30°C) plămada de drojdie are următoarele caracteristici: alcool 2,5-3%; aciditate 1.8-2.4 grade aciditate; concentrație 3,6-3,8°Bllg.

VI. Calculul cantității de aer folosită la barbotarea plămezii

Din literatura de specialitatea se știe că:

1m plămadă…………………………………………..25maer/h

1,349mplămadă………………………………………..X

maer/h

Știm că aerarea durează 12 h, de unde putem afla volumul total de aer folosit de barbotarea plămezii

maer/12h

VII. Randamentul de fabricație al drojdiei tip 27% substanță uscată

Randamentul optim de fabricație pentru această faza de multiplicare este 20% față de greutatea de melasă folosită pentru formarea plămezii.

kg drojdie27% s.u/șarjă (5.57)

5.3.3. BILANȚUL DE MULTIPLICARE ÎN FAZA III

I. Calculul cantității de apă utilizată la formarea plămezii

Volumul total al vasului de multiplicare poate fi cuprind între 7000 și 25000 l. Pentru acest proces s-a ales un vas de multiplicare de 10000 l.

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că volumul util al acestui vas reprezintă 75% din volumul total al vasului.

(5.58)

L

Volumul de apă introdusă în această faza de multiplicare este, conform datelor din literatură de specialitate, 50% din volumul util al vasului de multiplicare.

L apă/ șarjă (5.59)

II. Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatra de specialitate se cunoaște că în cantitatea de melasă se adaugă 5% sulfat de amoniu și 7,5% superfosfat de calciu

III. Calculul cantității de acizi grași aăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitatea se știe că:

100L plămadă……………………………………………………….100 mL acizi grași

7500L plămadă………………………………………………………………..

ml acizi grași/șarjă, adicăL acizi grași/șarjă

IV. Cantitatea de plămadă obținută

Se știe că volumul final al plămezii în care s-a înmulțit drojdia este de egal cu volumul util al vasului de fermentare, adica :

L plămadă /șarjă (5.60)

Această cantitate de plămadă, conține 1,9-3% alcool, adică:

L alcool/șarjă (5.61)

Cunoscând aceste date putem afla, din ecuația de bilanț, cantitatea necesară de melasă:

(5.62)

L plămadă 12°Bllg/șarjă

Densitatea melasei este: kg/L

(5.63)

kg melasă/șarjă

L

L

La sfârșitul procesului de fermentare(h și t=30°C) plămada de drojdie are următoarele caracteristici: alcool 2-3%; aciditate 1.8-2.2 grade aciditate; concentrație 3,5-4°Bllg.

VI. Calculul cantității de aer folosit la barbotarea plămezii

Din literatura de specialitatea se știe că:

1 mplămadă…………………………………………..50maer/h

7,5 mplămadă…………………………………………..X

maer/h

Știm că aerarea durează 9 h, de unde putem afla volumul total de aer folosit de barbotarea plămezii.

maer/12h

VII. Randamentul de fabricație al drojdiei tip 27% substanță uscată

Randamentul optim de fabricație pentru această faza de multiplicare este 30% față de greutatea de melasă folosită pentru formarea plămezii.

kg drojdie27% s.u/șarjă (5.64)

5.3.4. BILANȚUL DE MULTIPLICARE ÎN FAZA IV

I. Calculul cantității de melasă și apă utilizate la formarea plămezii

Volumul total al vasului de multiplicare poate fi cuprind între 40000 și 100000L. Pentru acest proces s-a ales un vas de multiplicare de 60000L.

Elementul principal care ajută la calcularea cantitășii de melasă este diluția acesteia, în cazul de față diluția fiind de 1:18, adică pentru prelucrarea unei tone de melasă, avem nevoie de un vas al cărui volum util este de 18m.

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că volumul util al acestui vas reprezintă 72% din volumul total al vasului.

(5.65)

L, echivalent cu

Volumul de apă introdusă în această faza de multiplicare este, conform datelor din literatură de specialitate, 30% din volumul util al vasului de multiplicare.

L apă/ șarjă

Cantitatea de melasă care intră este prelucrată în acestă faze de multiplicare este de:

kg melasă/șarjă (5.66)

II. Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatra de specialitate se cunoaște că, masa sulfatului de amoniu reprezintă 8% din cantitatetea de melasă utilizată, iar superfosfatul de calciu reprezintă 10%.

(5.67)

kg/șarjă

kg/șarjă

Din literatura de specialitate se cunoaște că:

1 kg sare………………………………………………………….10L apă

192kg………………………………………………X

240 kg…………………………………………………Y

L apă

L apă

(5.68)

L / șarjă

(5.69)

L /șarjă

III. Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitatea se știe că:

100 L plămadă……………………………………………………….100 mL acizi grași

43200L plămadă………………………………………………………………..

mL acizi grași/șarjăL acizi grași/șarjă

La sfârșitul procesului de fermentare(h și t=30°C) plămada de drojdie are următoarele caracteristici: aciditate 0,7 grade aciditate; concentrație 2,2°Bllg, pH=4,5-4,7

IV. Calculul cantității de aer folosit la barbotarea plămezii

Din literatura de specialitatea se știe că debitul de aer folosit la barbotarea plămezii este de:

50maer/ mplămadă pentru prima și ultima oră a procesului;

100maer/ mplămadă pentru orele intermediare

Știm că aerarea durează 12 h, de unde putem afla volumul total de aer folosit de barbotarea plămezii

maer/12h (5.70)

V. Randamentul de drojdie cuib tip 27% substanță uscată

Randamentul optim de fabricație pentru această faza de multiplicare este 75% față de greutatea de melasă folosită pentru formarea plămezii.

(5.71)

kg drojdie cuib tip 27% s.u/șarjă

După finalizarea procesului de multiplicare al drojdiilor, plămada este trecut către un separator centrifugal, care funcționează în 2 trepte de separare.

Din literatura de specialitate se știe faptul că laptele de drojdie care va rezulta va avea 400g drojdie la un litru de soluție.

1L lapte de drodie………………………………………….0,4 kg drojdie

…………………………………………………………..1800 kg drojdie

L lapte de drojdie cu conc. 10°Bllg/șarjă

Cu acest lapte de drojdie se vor însămânța 3 plămezi.

5.3.5. BILANȚUL DE MULTIPLICARE ÎN FAZA V

I. Calculul cantității de melasă și apă utilizate la formarea plămezii

Elementul principal care ajută la calcularea cantității de melasă este diluția acesteia, în cazul de față diluția fiind de 1:25, adică pentru prelucrarea unei tone de melasă, avem nevoie de 25mvolum util al fermentatorului. Am ales un vas al cărui volum util este de 100m.

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că volumul util al acestui vas reprezintă 75% din volumul total al vasului.

(5.72)

m, echivalent cu

Volumul de apă introdusă în această faza de multiplicare este, conform datelor din literatură de specialitate, 50% din volumul util al vasului de multiplicare.

L apă/ șarjă (5.73)

Cantitatea de melasă care intră este prelucrată în acestă faze de multiplicare este de:

kg melasă/șarjă (5.74)

II. Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatra de specialitate se cunoaște că, masa sulfatului de amoniu reprezintă 6% din cantitatetea de melasă utilizată, iar superfosfatul de calciu reprezintă 5%.

(5.75)

kg/șarjă

(5.76)

kg/șarjă

Din literatura de specialitate se cunoaște că:

1 kg sare………………………………………………………….10L apă

180kg ……………………………………………X

150 kg ………………………………………………Y

L apă

L apă

(5.78)

l / șarjă

(5.79)

l /șarjă

III. Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitatea se știe că:

100L plămadă……………………………………………………….100 mL acizi grași

75000L plămadă………………………………………………………………..

mL acizi grași/șarjă, adică

L acizi grași/șarjă

Plămada rezultată este însămânțată cu 20% drojdie cuib tip 27%, față de cantitatea de melasă folosită.

(5.80)

kg drojdie de însămânțare/ șarjă

IV. Calculul purificării drojdiei cuib cu acid sulfuric

Din liteatura de specialitate se știe ca se folosesc 2 g acid sulfuric pentru un kg de drojdie de însămânțare.

(5.80)

gconc./șarjă

Acidul sulfuric se diuluează în raport 1:1 cu apă:

(5.81)

gdiluat/șarjăkgdiluat/șarjă

Cantitatea totală de drojdie care a fost purificată este de:

(5.82)

D = 602,4 kg drojdie purificată/șarjă

La sfârșitul procesului de fermentare(h și t=30°C) plămada de drojdie are următoarele caracteristici: aciditate 0,3 grade aciditate; concentrație 1-1,1°Bllg, pH=5.2-5.4 și temperatură 28-29°C

IV. Calculul cantității de aer folosit la barbotarea plămezii

Din literatura de specialitatea se știe că debitul de aer folosit la barbotarea plămezii este de:

50maer/ mplămadă pentru prima și ultima oră a procesului;

100maer/ mplămadă pentru orele intermediare

Știm că aerarea durează 13 h, de unde putem afla volumul total de aer folosit de barbotarea plămezii

maer/13h

5.4. BILANTUL DE MATERIALE LA SEPARAREA BIOMASEI DE DROJDIE

Din literatura de specialitatea se cunoaște faptul că:

1L…………………………………………………38-44 g drojdie tip 27% s.u.

75000L plămadă………………………………………….M

g drojdie tip 27% s.u./șarjă

kg drojdie tip 27% s.u./șarjă

Densitetea drojdiei este de: kg/m

L drojdie tip 27% s.u./șarjă (5.83)

Volumul plămezii fără drojdie este de:

L/șarjă (5.84)

Eficacitatea centrifugei, de eliminare a componentului uscat este P=85%

(5.85)

L/șarjă

Volumul laptelui de drojdie rezutal la separare este de:

L/șarjă m/șarjă

5.4.1 BILANȚ DE MATERIALE LA SPĂLAREA LAPTELUIDE DROJDIE

Spălarea se realizează cu apă potabilă în cantitate de 2-8 mai mare decât laptele de drojdie supus spălării.

L apă/șarjă (5.85)

Volumul laptelui de drojdie diluat:

(5.85)

L apă/șarjă

La separarea soluției de drojdie după spălare se obțin:

L drojdie tip 27% s.u./șarjă (5.86)

Volumul soluției fără drojdie:

L/șarjă (5.87)

Eficacitatea eliminării prin centrifugare a materiei uscate este 85%.

L/șarjă

Volumul laptelui de drojdie spălat:

(5.88)

L/șarjă

5.5. BILANȚ DE MATERIALE LA RĂCIREA LAPTELUI DE DROJDIE

După separarea laptelui de drojdie are o temperatură cuprinsă între 14 și 18°C.

Răcirea laptelui se face cu ajutorul unor răcitoare cu plăci, până la temperatura 3-4°C.

L apă /h (5.89)

5.6. BILANȚ DE MATERIALE LA FILTRAREA LAPTELUI

Utilajele folosite pentru operația de filtrarea a laptelui de drojdie sunt filtrele rotative sub vid.

Volumul de lichid filtrat este:

(5.90)

L/șarjă

5.7. BILANȚ DE MATERIALE LA MALAXAREA DROJDIEI

kg drojdie tip 27% s.u./șarjă

Prin malaxare drojdia comprimată rezultată are un conținut de 24% s.u. și 76% apă.

Necesarul de apă pentru etapa de malaxare este:

(5.91)

L apă/100kg drojdie presată

(5.92)

L apă/șarjă

Cunoscând densitatea apei, putem calcula cantitatea de apă: g/cm

(5.93)

kg apă/șarjă

Pentru o bună plasticitate a biomasei de drojdie se adaugă între 0,5-1% ulei vegetal, față de cantitatea de drojdie.

(5.94)

kg ulei vegetal/șarjă

La sfârșitul malaxării rezultă următoarea cantitate de drojdie malaxată:

(5.95)

kg drojdie presată/ 1 plămadă

Atunci din 3 plămezi va rezulta o cantitate de:

10000 kg drojdie comprimată/șarjă

5.8. BILANȚ DE MATERIALE LA MODELAREA ȘI AMBALAREA DROJDIEI

Pentru modelarea și ambalarea drojdiei se utilizează un utilaj automat AKMA, care realizează modelarea biomasei obținute de drojdie sub formă de paralelipiped, operație urmată de porționarea acesteia sub formă de calupuri de 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 sau 1000 g.

Numărul de bucăți obținute la proționarea biomasei sub formă de calupuri de 100g

calupuri de 100 g (5.96)

Productivitatea mașinii este de 50 calupuri/min.

Timpul necesar porționării și ambalării întregii cantități de biomasă:

minute, adică aproximativ 33 ore. (5.97)

Numărul total de lăzi folosite pentru ambalare este de:

1 ladă de 10 kg………………………………….100 calupuri de 100g

…………………………………………………..995961calupuri de 100g

ladițe cu câte 100 calupuri de 100g (5.98)

5.9. BILANȚ DE MATERIALE LA DEPOZITARE

Depozitarea se face în depozite răcite la 4°C

Din literatura de specialitate se cunoaște faptul că:

400kg drojdie comprimată…………………………………3m

9959,61kg drojdie comprimată…………………………….

Volumul de depozitare necesar celor 9959,61 kg drojdie comprimată este de:

m (5.100)

CAP. VI. NORME DE SECURITATE ȘI SĂNĂTATE ÎN MUNCĂ

Datorită naturii procesului tehnologic utilizat la fabricarea drojdiei comprimate de panificație este necesară respectarea riguroasă a unor reguli de igienă, atât în ceea ce privește personalul fabricii, utilajele cât și incăperile de producție.

Pe durata expoatării utilajelor producătorul trebuie la rândul lui să pună la dispoziția personalului echipamente de protecție, să respecte și să aplice normele de sănătate și securitate în muncă, în vederea evitării accidentelor în timpul exercitării activității profesionale.

Pe durata acestui proces se utilizarea substanțelor toxice, concentrate, fierbinți, conducte prin circulă abur/apă fierbinte sau utilaje care prezintă un risc crescut de accidentare, prin urmare se impun următoarele:

– în cazul în care fabrica nu este dotată cu sisteme automate pentru transportul și diluarea acizilor concentrați, personalul este obligat să poarte echipament de protecție compus din componente înscrise în legislația în vigoare;

– este interzisă introducerea mâinilor în malaxor, ambalator s.a.;

– atenție deosebită la montarea sau demontarea în vederea curățării a unui utilaj;

– pătrunderea în vasul de fermentare în vederea igienăzării se face doar cu mască, care să asigure oxigenul necesar din afara vasului;

– sălile trebuie să fie prevăzute cu sisteme care să asigure aspirarea dioxidului de carbon format în procesul de fermentare;

– ventilarea sălilor de producție trebuie realizată corespunzător astfel încât să fie îndepărtat excesul de umiditate și vapori toxice care se pot degaja;

– toate vasele și utilajele folosite trebuie să fie prevăzute cu platforme de deservire;

– solubilizarea sărurilor și acidului sulfuric din cadrul etapei de pregătire a melasei trebuie realizată cu deosebită atenție, cu ustesilele și echipament corespunzător;

– conductele cu abur/apă fierbinte trebuie să fie bine izolate;

Cunoașterea în detaliu a procesului și a utilajelor folosite reprezintă o măsură de prevenire a posibilelor accidente sau bolilor profesionale, motiv pentru care personalul angajat trebuie să fie în prealabil foarte bine pregătit.

CONCLUZII

În prezenta lucrare a fost studiat întregul proces tehnologic de fabricare al drojdiei comprimate de panificație.

Introducerea în acest studia s-a făcut pornind de la cunoașterea organizării celulare și a modului de multiplicare al acestui organism, continuând cu factorii care ar putea influența procesul tehnologic și sfârșind cu însușirile organoleptice, fizico-chimice și microbiologice pe care trebuie să întrunească produsul finit, conform standerdelor în viguare.

O pondere foarte mare în ceea ce privește calitatea produsului care se dorește a fi obținut este reprezentată de indicii de conformitate pe care trebuie sa îi îndeplinească materia primă, dozajul materiilor auxiliare, dar și procedeul tehnologic adoptat.

În cadrul procesului de fabricație o atenție deosebită a fost alocată respectării rețetei de fabricație, a condițiilor de lucru și a normelor de sănătate și securitate în muncă, astfel încât s-a obținut un produs necontaminat, viabil pentru consumul populației, fapt care a fost confirmat prin analizele fizico-chimice și microbiologice realizate asupra mai multor tipuri de drojdie.

Calculul tehnologic a relevat faptul că, scopul principal al lucrării și anume, obținerea unei cantități maxime de biomasă folosind un consum minim de materii și utilități, pe parcursul procesării, oferind celulelor condiții optime pentru desfășurarea activităților biologice, a fost îndeplinit.

Bibliografie

[1] Banu. C, ''Manualul inginerului de chimie alimentară'', Vol. II, Editura Tehnică, București, 2002, 14-25, 1411-1452;

[2] Banu. C, "Tratat de industrie alimentară, Tehnologii alimentare", Editura Asab, București 2009, 1061-1099;

[3] Banu. C, "Biotehnologii în industria alimentară", Editura Tehnică, București 2000;

[4] Anghel I. ''Biologia și tehnologia drojdiilor'', Vol I, II, III, Editura tehnică, București, 1991, 221-265;

[5] Modoran D.L. "Tehnologia alcoolului și a drojdiilor"- note de curs;

[6] Jelea M. "Microbiologie generală"-note de curs;

[7] Plessas S., Pherson L." Bread making kefir grains as baker's yeast" Food Chemistry, 2005, 93, 285-589;

[8] Kushnirov. V. "Rapid and reliable protein extracțion from yeast", Yeast functional analysis report, Yeast, 2000, 16, 857-860;

[8a] Liya Ge., "A novel method of protein extraction from yeast using ionic liquid solution", Talanta, 2010, 81, 1861-1864;

[8b] Soarea-Costa A.,"Industrial PE-2 strain of Saccharomyces cerevisiae: from alcoholic fermentation to the production of recombinat proteins", New biotechnology, Vol. 3, Nr. 1, 2014, 90-97;

[9] Amirnia S., Ray B. M. "Heavy metals removal from aqueous solutions using Saccharomyces cerevisiae in a novel continuous bioreactor-biosorption system" Chemical Engineering Journal, 2015, 264, 863-872;

[10] Krivoruchko A., Nielsen J., ''Production of natural products through metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae", Current opinion in biotechnology, 2015, 35, 7-15;

[11] Shimoi K., "Saccharomyces cerevisiae: Sake yeast", Enciclopedia of food microbiology, Vol. 3, 1999, 1918-1925;

[12] Mielsen J., "Metabolic engineering of yeast for production of fuels and chemicals", Current opinion in biotechnology, 2013, Vol. 24, 3, 398-404;

[13] Joseph R., Bachhawat AK., " Yeast: production and commerrcial uses" Enciclopedia of food microbiology, Vol. 3, 2014, 283-230;

[14] Mantzouridou F., "Yeast flavour production by solid state fermentation of orange peel waste", Biochemical Engineering Journal, 2014;

[15] Tsardaka E.C., "Determination of glutathion in baker's yeast by capillary electrophoresis using methyl propiolate as derivatizing reagent", Journal of cromatography A, 2013, 1300, 204-208.

[16] Balcioglu G., "Recovery of baker's yeast wastewater with membrane processes for agricultural irrigation purpose: Fouling characterization", Chemical Engeneering Journal, 2014, 225, 630-640.

ANEXA 1.

Tabel A. Solubilitatea în apă.

Tabel B. Caracteristicile soluțiilor apoase de la temperatura de 20°C.

Tabel C. Relația dintre concentrația soluției și căldura masică specifică.

Tabel D. Vâscozitate soluțiilor apoase de.

Tabel E. Densitatea soluțiilor de [kg/m].

Tabel F. Solubilitatea amoniacului în apă [kg/1kg soluție].

Tabel G. Caracteristicile soluțiilor de în apă la temperatura de 20°C.

Tabel H. Solubilitatea fosfatului diamoniacal în apă.

Tabel I. Caracteristicile soluțiilor apoase de fosfat diamoniacal la temperatura 20°C.

Tabel J Caracteristicile solutțiilor apoase de .

ANEXA 2.

Figura A. Instalația Alfa Laval pentru limpezirea și sterilizarea melasei

A- melasă concentrată; B- apă caldă; C- melasă diluată la 50%; D- nămol; E- melasă

limpezită; F- vapori din vasul de expansiune; G- apă pentru răcire; H- abur; I- melasă preîncălzită; K- melasă sterilă la 140°C; L- melasa sterilă și limpezită la 20°C; 1- rezervor de alimentare; 2- pompă de amestec; 3- rezervor de apă caldă; 4- rezervor cu melasă diluată la 50%; 5- pompă; 6- separator centrifugal; 7- rezervor melasă limpezită; 8- pompă; 9- schimbător de căldură; 10- pompă cu debit variabil; 11- cap de sterilizare pentru încălzirea melasei la 140°C; 12- recipient de expansiune, sub vid, în care malasa se răcește la 85°C; 13- pompă centrifugală; 14- schimbător de căldură cu plăci pentru răcirea melasei la 20°C.

Figura B. Schema de principiu a vaselor de multiplicare a culturi pure

în stația de culturi pure

1- manta de răcire; 2- virolă; 3- conductă de alimentare; 4- racord pentru termometru; 5- distribuitor pentru alimentarea cu aer comprimat și abur; 6- ventil pentru intrare aer comprimat și abur; 7- capac; 8- ștuț cu ventil pentru alimentare cu melasă; 9- supapă de siguranță; 10- luminare de voltaj scăzut; 11- vizor; 12- manometru; 13, 15- ștuț cu ventil pentru alimentare cu apă; 14- ștuț pentru ieșirea apei de răcire; 16- robinet cu 3căi; 17- robinet pentru prelevat probe; 18- barbotor; 19- fund; 20- racord de golire; 21- teu; 22- racord de evacuare a apei de spălare.

ANEXA 3.

ACIDITATEA

Mod de lucru:

O probă cântărită de 10 g drojdie se diluează prin frecare într-un pahar care conține 50 ml apă distilată. După omogenizare se adaugă 3 picături de soluție de fenolftaleină și se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1N până la apariția colorației roz, persistentă 1 minut. Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă de analizat.

UMIDITATEA

Mod de lucru: Într-o fiolă de cântărire cu capac, aduse în prealabil la masă constantă și tarate, se cântăresc la balanță analitică circa 2g probă care se întind pe fundul și pereții fiolei într-un strat subțire și uniform. Se introduce fiola cu capacul alături în etuva încălzită la 1052°C și se menține 4 ore la această temperatură. Se acoperă fiola cu capacul, se scoate din etuvă și se introduce în exsicator. După răcirea, fiola se cantarește din nou.

Observație! Prin adăugarea a 1 cm alcool de 96°se reduce durata de uscare la etuvă cu 2 ore la temperatura de 120°C.

PUTEREA DE FERMENTARE FOLOSIND METODA STAS

Modul de lucru: La o balanță tehnică se cântăresc 5g drojdie cu o precizie de 0,01g. Într-o capsulă de porțelan, drojdia cântărită se amestecă până la dispariția cocoloașelor cu o porțiune din 160 ml soluție de sare de bucătărie 2,5% încălzită la 35°C.

Suspensi de drojdie se adugă la 280g făină de grâu tip 650, încălzită în prealabil timp de 1 oră într-un termostat la 35°C. Acest moment se notează.Urmele de drojdie rămase în capsulă se spală cu restul de soluție de sare și se adaugă făina cu care se frământă exact 5 minute.

Aluatul obținut se modelează sub formă ovală și se introduce în forma de tablă în prealabil unsă cu grăsime și încălzită în termostat la 35°C. Pe marginile lungi ale formei se așează lama care marchează înălțimea de 7 cm de la fundul tăvii. Se introduce tava în termostatul încălzit la 35°C și se determină intervalul de timp cuprins între momentul începerii amestecării făinii cu drojdia și momentul atingerii lamei de către aluat.

În scopul stabilirii exacte a momentului final, în forma de tablă se poate adapta un semnalizator acustic care se pune în funcțiune, prin intermediul unui contact, în momentul când lama este atinsă de bila de aluat.

PUTEREA DE FERMENTARE FOLOSIND METODA BILEI DUPĂ OSTROVSKI

Model de lucru: Se cântăresc 3,12g de drojdie la balanța tehnică, se introduc într-un balon cotat de 50ml și se aduce la semn cu apă la 30°C și se agită bine. 5ml din suspensia obținută, care conține 0,312 g de drojdie, se amestecă cu 7,5 g făină. După frământare se dă aluatului forma unei bile cu suprafață netedă care se cufundă intr-un pahar cu apă încălzită la 32°C. Procesul de frământare și modelare trebuie să dureze maxim 4 minute.

Paharul cu bila se menține intr-un termostat la 33°C, până când bila se ridică la suprafața apei. Se notează timpul din momentul cufundării bilei în apă și până în momentul ridicării bilei la suprafață.

VARIAȚIA VOLUMULUI DE ALUAT

Mod de lucru: Se cântăresc 25 g de făină și se adaugă 3 g de zaharid. Separat se prepară suspensia de drojdie: 10 g de drojdie la 120 ml apă călduță. Se agiră într-un pahar Erlenmayer pentru a prepara suspensia din această suspensie se iau diferite cantitați și se adaugă în pahare împreună cu făina și zahărul. Compozițiile obținute se omogenizează cu o baghetă de sticlă și se toarnă apoi în cilindrii gradați. Se termostatează la 32°C și se citesc volumele inițiale, respectiv volumele din 10 în 10 minute.

AZOTUL TOTAL

Mod de lucru:

I. Pregătirea probelor

Din produsul supus analizei, se cântărește la balanța analitică o cantitate convenabilă(cca. 1g) care se introduc în fiola Kjeldahl. Se adaugă 20 ml acid sulfuric concentrat, 0,5 g sulfat de cupru și 5g sulfat de potasiu.

În paralel se pregătește și proba martor, care conține în loc de drojdie, substanța de referință.

II. Etapa de mineralizare a probelor

Se folosște sistemul de digestieGerhardt- Turbotherm-TT 625 cu captarea vaporilor degajați prin mineralizarea probelor cu ajutorul unei trompe de apă. Partea superioară a gâtului fiolei Kjeldahl se introduce într-un dispozitiv de exhaustare a gazelor. Sistemul este prevăzut cu sistem electric de încălzire și cu un programator de temperatura. Se încălzește progresiv pentru evitarea spumării. La început lichidul capătă o tentă brun-negricioasă, care se clarifică treptat. Mineralizarea se consideră terminată în momentul în care lichidul devine perfect limpede, nu mai are tentă gălbuie, iar pe pereții fiolei de mineralizare nu au rămas resturi nedigerate.

Din acest momet se continuă încălzirea încă 30 de minute. După răcire proba mineralizată devine albastru- verzui, tentă imprimată de catalizator. Mineralizarea trebuie realizată cu atenție, astfel încât nivelul de condensare a vaporilor de acid sulfuric să nu sepășească treimea superioară a gâtului fiolei. Prin mineralizarea forțată se pot produce pierderi de azot. În mod curent această etapă durează 2-3 ore, dar în cazul de față a durat 80 minute, adică 1 oră și 20 minute.

III. Etapa de răcire a probelor

Proba mineralizată este răcită și peste ea se adaugă 200ml apă distilată. Deoarece adaosul de apă peste proba mineralizată produce o reacție puternic exotemă, este necesar ca apa sa se adauge treptat, sub agitarea fiolei și prin prelingere pe pereții acesteia. Se recomandă ca operatorul să poarte ochelari de protecție.

IV. Etapa de distilare a amoniacului

Soluția obținută în etapa anterioară se omogenizează și se introduce în sistemul de distilare Gerhardt- Vapodest 20, prevăzut cu un vas colector ce conține 20ml acid boric 4% și căteva picaturi de indicator mixt. Se închide circuitul de ditilare având grijă ca alonja refrigerentului sa fie cufundată în soluția de acid boric din paharul colector și se pornește sistemul de distilare. În acest moment sistemul automat adaugă în balonul de distilare cantitatea suficientă de hidroxid de sodiu 32% și are loc o omogenizare a soluției rezultate în balonul de distilare prin agitarea ușoară a balonului. Distilarea trebuie să aibă loc într-un ritm moderat. Sistemul automat de distilare este programat să se oprească după colectarea a 100ml în paharul colector. În continuare, după câteva minute necesare răcirii probei, se trece la titrarea acesteia cu o soluție de acid clorhidric 0.1N, de factor cunoscut. Virajul culorii la titrare este la verde deschis.

NUMĂRUL DE CELULE VIABILE

Mod de lucru: Pentru această determinare am folosit mediul de cultură DRBC(dicloran-roșu bengal-clorofenicol-agar). Din ultimile 3 diluții, respectiv,, s-au inoculat cu o ansă câte 0.1mL suspensie pe suprafața a trei plăci Petri. Acestea au fost incubate 72 ore la 33°C. După cele 3 zile necesare incubării se numără coloniile pentru fiecare probă și se poate formula concluzia.

IDENTIFICAREA SPECIEI

Mod de lucru: Cu o ansă am atins una din colonii și am etalat pe o lamă, pe care am pus în prealabil 2 picături de ser fiziologic. Am omogenizat bine serul fiziologic, pentru ca în momentul când v-a fi eexaminată la microscop lamela să nu prezinte aglomerări de celule. Am lăsat la uscat 5 minute, după care am fixat la flacără și am colorat frotiul cu albastru de bromtimol și am vizualizat la microscop.

Celulele de drojdie prezintă un perete celular permeabil, acesta absorbe albastrul de bromtimol și devin foarte vizibile și ușor de identificat.

PREZENȚA BACTERIEI ESCHERICHIA COLI

Mod de lucru: Din diluțiile și ale fiecărui tip de drojdie, câte 1mL suspensie a fost adus în cutia Petri, peste care a fost turnat ulterior mediul de cultură( metoda incorporării).

Cutiile care au fost încorporate se introduc în incubator, timp de 24 ore la 44°C.

PREZENȚA BACTERIILOR COLIFORME

Mod de lucru: Din diluțiile și ale fiecărui tip de drojdie, câte 1mL suspensie a fost adus în cutia Petri, peste care a fost turnat ulterior mediul de cultură( metoda incorporării).

Cutiile incorporate au fost introduse în incubator, timp de 24 ore la 37°C.