Instalatie Si Tehnologie de Fabricare a Drojdiei de Panificatie

Instalație și tehnologie de fabricare a drojdiei de panificație

CUPRINS

1. CAPITOLUL I. MEMORIU JUSTIFICATIV

2. CAPITOLUL II. STUDIU DOCUMENTAR 7

2.1. Noțiuni introductive

2.2. Biologia drojdiei de panificație

2.2.1. Calitatea de produs

2.3. Compoziția drojdiei de panificație

3. CAPITOLUL III. MATERII PRIME ȘI AUXILIARE

3.1. Materii prime

3.2. Calitatea melasei

3.3. Materii auxiliare și utilități folosite la fabricarea drojdiei de panificație comprimate

3.4. Dezinfectanți și antiseptici

3.5. Utilitățile necesare la fabricarea drojdiei de panificație comprimate

4. CAPITOLUL IV. TEHNOLOGIA DOJDIEI DE PANIFICAȚIE

4.1. Schema tehnologică generală de obținere a drojdiei de panificație

4.2. Descrierea procesului tehnologic

4.3. Consumurile specifice la fabricarea drojdiei comprimate de panificație

4.4. Procese microbiologice la fabricarea drojdiei comprimate

4.5. Procese care au loc la păstrarea drojdiei comprimate

4.6. Drojdia de panificație – produs finit

4.6.1. Proprietățile organoleptice

4.6.2. Proprietățile fizico-chimice

4.7. Influența microorganismelor de contaminare asupra conservabilității drojdiei de panificație

5. CAPITOLUL V. PROCEDEE TEHNOLOGICE DE PRODUCERE A DROJIEI DE PANIFICAȚIE

5.1. Procedeul clasic în plămezi diluate

5.2. Procedeul de multiplicare în plămezi concentrate

5.3. Procedee continue

5.4. Procedeul de multiplicare în mediul alcoolic Deloffre

5.6. Procedeul de producere a drojdiei de panificție în ciclu redus de multiplicare

6. CAPITOLUL VI. ALEGEREA VARIANTEI OPTME

7. CAPITOLUL VII. ETAPELE PROCESULUI TEHNOLOGIC ALES. TEHNOLOGIA DE PRODUCERE A DROJDIEI DE PANIFICAȚIE ÎN CICLU REDUS DE MULTIPLICARE

7.1. Procesul tehnologic

7.1.1. Transportul melasei

7.1.2. Recepția, descărcarea, depozitarea melasei

7.1.3. Depozitarea melasei

7.1.4. Prepararea melasei

7.1.5. Sterilizarea – limpezirea melasei

7.1.6. Pregatirea soluțiilor de săruri minerale nutritive

7.1.7. Pregătirea culturii pure de drojdie și multiplicarea drojdiei

7.1.8. Separarea laptelui de drojdie din plămezile finale

7.1.9. Depozitarea laptelui de drojdie

7.1.10. Filtrarea drojdiei

7.1.11. Malaxarea drojdiei

7.1.12. Modelarea și ambalarea drojdiei comprimate

7.1.13. Depozitarea și livrarea drojdiei de panificație

8. CAPITOLUL VIII. CALCUL DE BILANȚ

8.1. Stabilirea regimului tehnologic

8.2. Bilanțul de masă

8.2.1. Bilanțul de materiale pentru pregătirea melasei

8.2.1.1. Acidularea melasei

8.2.1.2. Sterilizarea si limpezirea melasei

8.2.2. Bilanțul de materiale la pregătirea sărurilor nutritive

8.2.2.1. Calculul cantității de sulfat de amoniu utilizat ca sursă de azot solubil

8.2.2.2. Calculul cantității de superfosfat de calciu utilizat ca sursă de fosfor

8.2.3. BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICARE

8.2.3.1. BILANȚUL DE MATERIALE LA MULPIPLICAREA ÎN FAZA I

8.2.3.2. BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA II

8.2.3.3. BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA III

8.2.4. Bilanțul de materiale la separarea drojdiei de vânzare

8.2.5. Bilanțul de materiale la răcirea laptelui

8.2.6. Bilanțul de materiale la filtrarea laptelui

8.2.7. Bilanțul de materiale la malaxare

8.2.8 Bilanțul de materiale la modelare și ambalare

8.2.8. Bilanțul de materiale la depozitare

8.3. BILANȚUL TERMIC

8.3.1. Bilanțul termic la pregătirea melasei

8.3.2. Bilanțul termic la multiplicare în faza I

8.3.3. Bilanțul termic la multiplicare in faza II

8.3.4. Bilanțul termic la multiplicare în faza III

8.3.5. Bilanțul termic la răcirea laptelui de drojdie rezultat în urma separării

9. CAPITOLUL IX. DESCRIEREA UTILAJULUI PRINCIPAL.

9.1. NOTĂ TEHNICĂ

9.2. DIMENSIONAREA GEOMETRICĂ

9.3. Norme de securitate a muncii

Concluzii

Bibliografie

CAPITOLUL I

MEMORIU JUSTIFICATIV

Industria fermentativă ocupă un loc important în industria alimentară și contribuie, prin procesele sale specifice la obținerea unei game largi de produse, cum ar fi: berea, alcoolul, vinul, băuturile alcoolice, drojdia de panificație, drojdia furajeră, cidrul etc.

Lucrarea prezintă tehnologia și utilajele din industria alimentară fermentativă pentru obținerea drojdiei de panificație, având ca materie primă de bază, melasa din sfeclă de zahăr.

Pe lângă celelalte procese (fizice, chimice, fizico-chimice) care stau la baza multor ramuri (tehnologii) din industria alimentară, în industria fermentativă, ponderea revine proceselor biochimice, caracteristice activității microorganismelor.

Drojdia comprimată, produsul finit al acestei lucrări, se definește ca o biomasă de celule din genul Saccharomyces cerevisiae – drojdie de fermentație superioară, adaptată să producă fermentarea glucidelor din aluat, folosită ca afânător biologic la fabricarea pâinii și a produselor de panificație.

Procedeul tehnologic aplicat pentru obținerea drojdiei de panificație de calitate este cel în ciclu redus de multiplicare.

Lucrarea este structurată în mai multe capitole.

Capitolul 2 cuprinde informații despre materiile prime și auxiliare. Deasemenea sunt descrise si utilitățile necesare în cadul procesului.

Capitolul 4 cuprinde procedeele tehnologice de producere a drojdiei de panificație.

Capitolul 6 descrie tehnologia de producere a drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare, aceasta fiind procesul ales în cadrul proiectul.

Materialul grafic prezentat la finalul lucrării cuprinde:

– Instalația pentru producerea drojdiei de panificație

– Vasul de multiplicare – generația întâi

Procedeul de obținere a drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare cuprinde două etape tehnologice principale:

obținerea biomasei monocelulare de drojdie, prin multiplicare;

recuperarea biomasei monocelulare de drojdie din plămadă, spălarea și concentrarea.

Prima etapă a tehnologiei, respectiv multiplicarea drojdiei, se realizează în trei trepte, după cum urmează:

treapta I si a II–a de multiplicare, prin care se obține o cantitate mare de biomasă pornind de la cultura pură realizată în laborator în balon Karlsberg;

treapta a III–a de multiplicare reprezintă faza tehnologică de obținere a produsului finit, biomasa de drojdie.

Aceste trepte de multiplicare presupun parcurgerea următoarelor faze ale procesului tehnologic:

realizarea inoculului pentru industrie, cu următoarele faze:

activarea drojdiei din cultura stoc pe mediu nutritiv solid;

multiplicarea drojdiei în balonul Pasteur pe mediu nutritiv lichid;

multiplicarea drojdiei în balon Karlsberg până la volum de 20 de litri;

multiplicarea drojdiei în trei trepte de multiplicare:

după multiplicarea culturii pure de laborator în primele 2 trepte de multiplicare, se realizează o separare a drojdiei lichide din plamadă folosind un separator centrifugal;

plămada epuizată în biomasa de drojdie și apele de spălare aferente se trimit ca borhot de melasă la stația de epurare;

biomasa de drojdie lichidă, care este denumită în practică „lapte de drojdie”, este depozitată în vase izoterme, racită și folosită pentru cea de a treia treaptă de multiplicare. Poate fi considerat inocul industrial;

de la o sarjă de multiplicare a drojdiei în treptele I si II se pot inocula 4 sarje pentru cea de a treia treaptă de multiplicare. Drojdia rezultată este centrifugată și spalată, apoi depozitată în alte vase izoterme, până la prelucrarea ulterioară;

procesul este astfel conceput încât operațiile acestei faze tehnologice să se realizeze de două ori saptamanal, sâmbăta fiind zi programată pentru igienizarea întregii secții de producție, iar duminica pentru pregătirea balonului Karlsberg.

prelucrarea ulterioară a laptelui de drojdie rezultat după treapta a III–a de multiplicare, după spălare:

din vasele izoterme laptele de drojdie este trecut la un filtru cu vid, unde drojdia se concentrează până la 30 – 31% substanța uscată și este denumită „drojdie presată”. Apa rezultată la filtrare este direcționată spre stația de epurare.

Instalația industrială este complet automatizată și poate produce 7 tone de drojdie comprimată / 24 ore, fiind dotată cu următoarele utilaje conducătoare:

un reactor de multiplicare a drojdiei în prima treaptă cu un volum total de 10 m3;

un reactor de multiplicare a drojdiei în treptele a II–a si a III–a cu o capacitate totală de 70 m3;

două separatoare centrifugale pentru separarea drojdiei din plămadă și spălarea ei, având o capacitate de câte 50 m3 / oră fiecare;

un filtru rotativ sub vid pentru concentrarea suplimentară a drojdiei după spălarea în separatoarele centrifugale;

rezervoare tampon pentru melasă, vase izoterme pentru laptele de drojdie, suflante, pompe, etc.

Produsul finit, drojdia de panificație, se utilizează în următoarele domenii:

– în industria de panificație,

– pentru producerea industrială de proteine, aminoacizi, vitamine, enzime, introduse în hrana animalelor,

– pentru producerea extractelor proteice.

Principala însușire după care se apreciază calitatea drojdiei de panificație o constituie puterea sau capacitatea de dospire.

Industria drojdiei de panificație este deosebit de utilă, mai ales în panificație și patiserie, dezvoltându-se în permanență, îndeosebi sub aspectul exterior. Astfel, drojdia se prezintă astăzi, în comerț, în mai multe forme diferite: drojdie comprimată (proaspătă), drojdie uscată activă (ADY), drojdie uscată protejată (PAPY) și drojdie uscată instant.

CAPITOLUL II.

STUDIU DOCUMENTAR

Noțiuni introductive

Drojdiile sunt utilizate încă din antichitatea îndepărtată, însă studiul lor pe baze științifice a fost realizat relativ recent și este datorat în cea mai mare parte celebrelor cercetări efectuate de Pasteur asupra fermentației alcoolice. Din acel moment au fost realizate nenumărate lucrări referitoare la drojdii, deoarece acestea prezintă un deosebit interes pentru industrie.

Principalele probleme puse botaniștilor și fiziologilor au fost următoarele:

care este originea drojdiilor?

care sunt tipurile de reproducție și formele de conservare a drojdiilor?

prin ce mecanism transformă aceste organisme microscopice zahărul în alcool și bioxid de carbon?

Fiecare dintre aceste întrebari a condus adesea la controverse, cu toate că unele răspunsuri nu sunt nici astăzi complete. Sub denumirea de drojdie au fost cunoscute toate microorganismele care, aflate într-o soluție de zahăr, transformă zahărul în alcool etilic și bioxid de carbon. Într-un must, drojdia produce fermentație alcoolică. În sens botanic, prin drojdii se înteleg toate ciupercile unicelulare, cu proprietăți biochimice determinate, de formă ovală sau sferică, care se multiplică prin înmugurire.

Studiul drojdiilor este intim legat de cel al fermentațiilor. Ideea că fermentațiile alcoolice sunt datorate unor organisme vii aparține lui Linné, dar Leuwenhoeck (1680) este cel care a descris pentru prima dată drojdiile ca fiind corpuri globulare, ovoidale sau sferice. În anul 1719, conform concepției epocii respective, Fabroni asimilează drojdia cu glutenul, deci cu o materie albuminoidală. În jurul anului 1825 Desmazières și puțin mai târziu (1835 – 1837) Mitsherlich, Cagnard – Latour, Schwann si Kutzing, au demonstrat că drojdiile de bere și cele de vin sunt formate din celule care se multiplică prin înmugurire. În anul 1839, Schwann descoperă pentru prima dată sporii interni la drojdii. El a observat că în interiorul celulelor de drojdie se formează uneori noi celule care devin libere prin ruperea membranei celulare. Dar natura drojdiilor nu a fost cunoscută decât după ce Pasteur a început cercetările sale asupra fermentației. Până în acest moment se știa că drojdia de bere se multiplică atunci când se introduce într-un must zaharat. Se credea că ea se formează spontan și se admitea că în această drojdie se află o “forța ocultă” capabilă să producă fermentația. Cu Pasteur începe deci prima etapă din istoricul cunoștințelor moderne despre drojdii. În anul 1859 Pasteur a stabilit, prin experiențele sale memorabile, că fermentația este cora si a III–a cu o capacitate totală de 70 m3;

două separatoare centrifugale pentru separarea drojdiei din plămadă și spălarea ei, având o capacitate de câte 50 m3 / oră fiecare;

un filtru rotativ sub vid pentru concentrarea suplimentară a drojdiei după spălarea în separatoarele centrifugale;

rezervoare tampon pentru melasă, vase izoterme pentru laptele de drojdie, suflante, pompe, etc.

Produsul finit, drojdia de panificație, se utilizează în următoarele domenii:

– în industria de panificație,

– pentru producerea industrială de proteine, aminoacizi, vitamine, enzime, introduse în hrana animalelor,

– pentru producerea extractelor proteice.

Principala însușire după care se apreciază calitatea drojdiei de panificație o constituie puterea sau capacitatea de dospire.

Industria drojdiei de panificație este deosebit de utilă, mai ales în panificație și patiserie, dezvoltându-se în permanență, îndeosebi sub aspectul exterior. Astfel, drojdia se prezintă astăzi, în comerț, în mai multe forme diferite: drojdie comprimată (proaspătă), drojdie uscată activă (ADY), drojdie uscată protejată (PAPY) și drojdie uscată instant.

CAPITOLUL II.

STUDIU DOCUMENTAR

Noțiuni introductive

Drojdiile sunt utilizate încă din antichitatea îndepărtată, însă studiul lor pe baze științifice a fost realizat relativ recent și este datorat în cea mai mare parte celebrelor cercetări efectuate de Pasteur asupra fermentației alcoolice. Din acel moment au fost realizate nenumărate lucrări referitoare la drojdii, deoarece acestea prezintă un deosebit interes pentru industrie.

Principalele probleme puse botaniștilor și fiziologilor au fost următoarele:

care este originea drojdiilor?

care sunt tipurile de reproducție și formele de conservare a drojdiilor?

prin ce mecanism transformă aceste organisme microscopice zahărul în alcool și bioxid de carbon?

Fiecare dintre aceste întrebari a condus adesea la controverse, cu toate că unele răspunsuri nu sunt nici astăzi complete. Sub denumirea de drojdie au fost cunoscute toate microorganismele care, aflate într-o soluție de zahăr, transformă zahărul în alcool etilic și bioxid de carbon. Într-un must, drojdia produce fermentație alcoolică. În sens botanic, prin drojdii se înteleg toate ciupercile unicelulare, cu proprietăți biochimice determinate, de formă ovală sau sferică, care se multiplică prin înmugurire.

Studiul drojdiilor este intim legat de cel al fermentațiilor. Ideea că fermentațiile alcoolice sunt datorate unor organisme vii aparține lui Linné, dar Leuwenhoeck (1680) este cel care a descris pentru prima dată drojdiile ca fiind corpuri globulare, ovoidale sau sferice. În anul 1719, conform concepției epocii respective, Fabroni asimilează drojdia cu glutenul, deci cu o materie albuminoidală. În jurul anului 1825 Desmazières și puțin mai târziu (1835 – 1837) Mitsherlich, Cagnard – Latour, Schwann si Kutzing, au demonstrat că drojdiile de bere și cele de vin sunt formate din celule care se multiplică prin înmugurire. În anul 1839, Schwann descoperă pentru prima dată sporii interni la drojdii. El a observat că în interiorul celulelor de drojdie se formează uneori noi celule care devin libere prin ruperea membranei celulare. Dar natura drojdiilor nu a fost cunoscută decât după ce Pasteur a început cercetările sale asupra fermentației. Până în acest moment se știa că drojdia de bere se multiplică atunci când se introduce într-un must zaharat. Se credea că ea se formează spontan și se admitea că în această drojdie se află o “forța ocultă” capabilă să producă fermentația. Cu Pasteur începe deci prima etapă din istoricul cunoștințelor moderne despre drojdii. În anul 1859 Pasteur a stabilit, prin experiențele sale memorabile, că fermentația este corelată cu însăși viața drojdiei[1].

Pe lângă celelalte procese (fizice, chimice, fizico-chimice) care stau la baza multor tehnologii din industria alimentară, în industria fermentativă, ponderea revine proceselor biochimice, caracteristice activității microorganismelor.

Drojdia de panificație reprezintă o biomasă de celule din genul Saccharomyces cerevisiae, drojdie de fermentație superioară, capabilă să producă fermentarea zaharurilor din aluat cu formare de alcool etilic și CO2 , agentul de afânare al aluatului și alte produse secundare, cu rol în formarea pâinii. Dioxidul de carbon nu este util doar pentru creșterea structurii aluatului, ci și pentru formarea acidului carbonic, care scade pH-ul aluatului. Acidului carbonic, rezultat prin dizolvarea CO2 în apa din aluat, contribuie mai târziu la gustul pâinii.

Fermentarea reprezintă faza din procesul tehnologic cu ponderea cea mai mare din timpul destinat fabricării pâinii și are loc în aluat în timpul divizării, modelării, dospirii bucăților de aluat modelate și chiar în prima parte a procesului de coacere. În urma operației de fermentare, circa 95% din zaharurile fermentescibile sunt transformate în alcool etilic și CO2 , iar restul de 5% în alcooli superiori, compuși carbonilici, acizi organici, esteri. Celulele de drojdie sunt responsabile și de proteoliza glutenului, în mod direct, datorită conținutului lor în peptid- glutation[2].

Principala însușire după care se apreciază calitatea drojdiei de panificație o constituie puterea sau capacitatea de dospire, care trebuie să fie de maxim 90 minute.

Scopul principal al tehnologiei de fabricație a drojdiei de panificație îl reprezintă obținerea unei cantități maxime de biomasă de drojdie de calitate superioară, cu un consum minim de materii prime, materiale auxiliare și de utilități. Se urmărește realizarea unei multiplicări optime a celulelor prin înmugurire, folosind culturi periodic înnoite, cu menținerea condițiilor prescrise de dezvoltare și luarea în considerare a stării fiziologice, a cantității de „drojdie cuib” și a tuturor factorilor limitativi ai procesului de fermentare.

În afară de utilizarea în panificație, drojdiile sunt folosite pentru producerea pe scară industrială de proteine, aminoacizi, vitamine, hormoni, introduse în prezent în hrana animalelor.

Drojdia de panificație este considerată una dintre cele mai economice și utile materii prime pentru producerea extractelor proteice și este o valoroasă materie primă pentru fabricarea de proteine alimentare.

Din producția mondială de drojdie comprimată de panificatie, aproximativ 88% este folosită în industria de panificație, iar restul pentru obținerea de izolate proteice, vitamine (din grupul B). Consumul mediu de drojdie de panificație este de 1,4-2,5 kg/locuitor/an.

Pentru a putea fi livrată întreprinderilor de panificație și în comerț, drojdia de panificație trebuie să îndeplinească anumite condiții de calitate, ce se referă la proprietățile organoleptice, la proprietățile fizico-chimice și biologice[3].

Biologia drojdiei de panificație

Calitatea de produs

În contextul producerii drojdiei pentru panificație la scară industrială, este important să se asigure diferiți factori de proces care influențează cantitatea și calitatea produsului. Întrebarea influenței a diferiților factori se poate statua mai specific: De ce este necesar ca reactorul sa opereze în mod fed-batch și care sunt mecanismele principale care duc la acestă necesitate? În primul rând faptele observate vor fi descrise și mai departe și printr-o explicație plauzibilă dată de metabolismul celulei de drojdie. În final, sunt discutați alți factori metabolici care influențează, de asemenea, creșterea.

Factorii de Substrat

Compoziția elementară a drojdiei de pâine este dominată de carbon (48%) , oxigen (31%), azot (8%), și hidrogen (7%) (cu valorile calculate influențate de condițiile de creștere). Biomasa va consta de asemenea, din potasiu, fosfor, magneziu, calciu, sulf si oligoelemente. Pentru creșterea biomasei, aceste elemente trebuie să fie disponibile drojdiei într-o formă ce poate fi metabolizată. Pentru profitabilitatea produsului la valoare mică cu volum mare, prețurile materiei prime trebuie să fie cât mai mici. Melasa este un produs secundar al producției de zahăr cu un conținut ridicat de carbon legat în zahărul rezidual. Prin urmare, îndeplinește cerințele pentru creșterea drojdiei. Pe larg, conține și celelalte elemente necesare legate în săruri, vitamine, sau alte componente ale melasei. În funcție de conținutul melasei, conținutul în săruri al apei și cerințele specifice, ar fi necesar adaugarea de săruri specifice, vitamine și factori de creștere.

Pentru a asigura creșterea optimă a drojdiei, trebuie menținute în reactor condiții aerobe. Dacă drojdia este crescută în mod anaerob, rata de creștere este redusă, se consumă mai mult zahăr și se produce mai mult etanol.

Fenomenul unui raport de creștere mai mic la concentrații mici, exemplu limitarea substratului, poate în mod natural fi cauzat de alți componenți decât oxigenul. Însă, lipsa acestora nu este urmată de producții alternante semnificative (ca etanolul în caz de limitare a oxigenului). Cu toate acestea, prezența zahărului în cantităti mari poate provoca producția de etanol. Pe când, în prezența oxigenului, o creștere a concentrației de zahăr este urmată de o rata de creștere mai mare, dar dincolo de un anumit punct, o creștere mai mare a concentrației de zahăr cauzează producția de etanol. Acest lucru este ilustrat în figura 2.1. Raportul de creștere continuă să crească dar pe seama unui consum mai mare de zahăr și cu o accelerație considerabil de mică. Acest exemplu este similar cu cel de la creșterea anaerobă, chiar dacă sursa de oxigen ar fi suficientă. Pentru a obține un randament ridicat de biomasă pe zahăr, este necesar să se păstreze concentrația zahărului sub punctul unde producția de etanol este inițiată. Acest punct al concentrației de zahăr se numește nivelul critic și este motivul pentru care reactorul funcționează în modul de alimentare în șarje . Se permite o adiție succesivă de zahăr, evitându-se astfel, concentrațiile inițiale ridicate de zahăr ale unui proces pur.

O altă observație trebuie avută în vedere. Dacă concentrația de zahăr este în mod constant mai mare decât nivelul critic în timpul unei perioade de creștere a mai multor generații de drojdii, atunci gradul de dezvoltare, descrește. O descreștere graduală a concentrației de zahăr nu cauzează terminarea producției de etanol înainte ca zahărul sa fie mai mic decât nivelul critic inițial observat; nivelul critic a atins o nouă valoare mai mică, ca o consecință a concentrației ridicate prelungite a zahărului. Este important să se observe diferența în constante de timp. Efectele fluctuațiilor momentane ale concentrației de oxigen sau de zahăr aduc un “răspuns” în câteva minute, ceea ce reprezintă o observație analizată de mai bine de câteva generații .În final, când concentrația de zahăr scade sub nivelul critic, etanolul produs și zahărul adăugat va fi consumat simultan de drojdie dacă oxigenul este în cantități suficiente. Acest lucru este ilustrat în figura 2.1.

Figura 2.1. Concentrațiile de zahăr și etanol în timpul unui proces de dozare a culturii de drojdie:

F = fructoză, S = sucroză, și E = etanol. La concentrații inițiale ridicate de zahăr se produce etanol, dar când concentrațiile de zahăr scad sub un anumit nivel, etanolul este consumat simultan[2].

Factori Biochimici

Pentru a explica efectele cauzate de concentrațiile variate de oxigen și zahăr, trebuie analizat mecanismul metabolismului celulei de drojdie [4,5]. După o descriere a diferitelor căi, fenomenul observat va fi analizat din acest punct de vedere. Formarea biomasei din componenți în mediu necesită energie pentru desfașurarea reacțiilor anabolice. Energia necesară este furnizată de degradarea unor componente, reacții catabolice. Zahărul este pe de o parte cea mai importantă sursă atât de energie cât și de carbon pentru biomasă. De fapt, majoritatea constituenților celulei ca: lipidele, poizaharidele și proteine sunt sintetizate din zahăr. Așadar, numai jumatate din zahărul consumat este folosit pentru producerea de energie, pe când cealaltă parte ia o traiectorie metabolică. Ceea ce este interesant, este faptul că modul de formare a biomasei nu funcționează fără reacțiile simultane producătoare de energie. Sau în alte cuvinte: Dacă producția de energie poate fi descrisă astfel poate să crească și biomasa. De aceea, în următorul text se pune accentul pe reacțiile catabolice.

Figura 2.2 prezintă un sumar al metabolismului zahărului în drojdia pentru panificație. În melasă zahărul este disponibil sub formă de sucroză, care este hidrolizată în mediul de fermentație prin inversie la formele de glucoză și fructoză. Urmează oxidarea prin glicoliză la piruvat. În funcție de capacitatea respiratorie a celulei și de disponibilitatea oxigenului, piruvatul urmează calea anaerobă pentru a forma etanolul sau calea aerobă prin ciclul TCA și lanțul respirator. Lanțul de reacții care duce la etanol lucrează astfel: dacă capacitatea respiratorie în conjuncție cu disponibilitatea oxigenului este mai mare decât necesarul pentru a consuma zahărul disponibil, atunci etanolul este resorbit de către celula și urmează calea aerobă simultan.

Figura 2.2. Metabolismul zahărului în drojdia de panificație [4]

Chiar dacă fiecare dintre aceste reacții este producătoare de energie, utilizarea aerobă a glucozei este de departe cea favorabilă pentru creșterea microbiană și producția de biomasă deoarece randamentul energiei acestei reacții este superior celorlalte. Cu toate acestea, depinde de circumstanțe date de zahărul disponibil dacă va putea să ia calea optimă sau va trebui să urmeze calea alternativă anaerobă. Dificultatea acestei probleme este dată de capacitatea respiratorie în corelație cu disponibilitatea oxigenului, care realizează respirația, dacă este suficientă pentru a consuma zahărul diponibil. Dacă nu, respirația intra într-un impas pentru metabolismul optim al zahărului și zahărul în exces va trebui să urmeze calea de “supraîncarcare” pentru a forma etanolul. Dacă oxigenul disponibil este suficient pentru a exploata capacitatea respiratorie potentială, atunci poate fi metabolizată aerob o cantitate maximă de zahăr. Concentrația de zahăr corespunzatoare acestui zahăr optim este nivelul critic.

Harta metabolică a glicolizei zahărului până la capătul lanțului reprezentat de piruvat și legatura lui atât cu formarea etanolului cât și cu ciclul TCA și procesul de respirație.[4]

Disponibilitatea oxigenului influențează rata de creștere. Deși cresterea anaeroba este posibilă, cu cât este mai mare cantitatea de oxigen, cu atât este mai mare rata de creștere, datorită randamentului ridicat în producerea de energie în condiții aerobe. Când disponibilitatea oxigenului este egală cu capacitatea respiratorie, oxigenul atinge valoarea maximă.

Pe de altă parte, când concentrația de zahăr depașește nivelul critic, viteza de absorbție a zahărului continuă să crească, dar conduce la o rată de creștere scăzută, din cauza randamentului scazut al metabolismului supraîncărcat.

Figura 2.3. Consumul de oxigen (O2) si producția de dioxid de carbon (CO2) în comparație cu concentrația de biomasa (X) și concentrația etanolului (E) [4]

Figura 2.3. prezintă un experiment al procesului de alimentare în șarjă divizat în trei faze: Alimentare exponențiala, alimentare constantă și alimentare în declin. În timpul fazei exponențiale se produce etanol, concentrația de zahăr este peste nivelul critic. Acestă imagine se schimbă în faza constantă; concentrația de zahăr este sub nivelul critic și etanolul este consumat. Atât factorul de absorbție al oxigenului cât și concentrația biomasei cresc liniar în fazele exponențială și constantă, ceea ce înseamnă un consum specific al oxigenului constant. Acestă valoare constantă trebuie, de asemenea, să fie valoarea maximă (capacitatea respiratorie este exploatată la maxim), altfel, producția de etanol nu are loc; respirația reprezintă un impas pentru producția de energie optimă.

Ceea ce rămane de explicat este observația atingerii unui nivel critic scăzut după o concentrație a zahărului prelungită în exces. Acest lucru nu se datorează catabolismului drojdiei, dar mai curând datorită sintezei enzimelor catabolice. Această concentrație ridicată a zahărului reprimă formarea enzimelor respiratoare la nivelul genei; drojdia de pâine este expusă reprimării catabolice. Cu toate acestea, datorită constantei de timp ridicat relativ a procesului, nu este acceptabil să influențeze o producție industrială acolo unde efortul este depus pentru evitarea concentrației în exces a zahărului și cele mai rapide răspunsuri catabolice vor domina oricum.

După cum s-a prezentat și mai sus, cunoașterea metabolismului energetic este suficient pentru a prezice creșterea biomasei. Noțiunile prezentate ale căilor catabolice în procesarea drojdiei de pâine ar putea fi suficiente. Acest lucru va fi prezentat în detaliu mai jos.

Factori fizico-chimici.

Temperatura de operare a fermentării drojdiei de pâine este 30ºC . Acesta este rezultatul unui compromis între temperatura la care se obține randamentul cel mai mare al biomasei din zahăr (28.5 ºC ) și cea la care se obține rata de creștere cea mai mare (32 ºC). Profilul pH–ului la fermentație este cauzat, de asemenea, de un compromis. Datorită faptului că drojdia de pâine crește mai repede decât bacteriile la valori mici ale pH-ului, este avantajos să se opereze la pH mic pentru a evita contaminarea, în special la concentrații mici ale biomasei stadiilor de pregătire. Cu toate acestea s-a constatat că rata de creștere atinge un maxim la valori ale pH –ului între 4 si 5.5. Din acest motiv, pH-ul de compromis are o valoare în jur de 4 pentru majoritatea proceselor cu o creștere la 5.5 spre sfârșit. Valoarea ridicată este datorată cerințelor de calitate; la valori mici ale pH-ului pigmenții sunt mai ușor absorbiți de către drojdie și concentrația amoniacului care colorează drojdia este mai ridicată. Pentru a obține un produs dispers colorat pH-ul este ridicat, preferabil prin adaugare de amoniac. Acest lucru rezultă și prin oprirea altoirii și acumulării intracelular carbohidraților.

Calitatea poate fi definită în mai multe moduri. Dar în producția drojdiei de pâine în principal două proprietăți pot să apară: stabilitatea produsului și caracteristicile de coacere. Pentru ambele proprietăți pot exista influențe considerabile, dar în manual vor fi considerate numai dimensiunile de calitate în timpul procesului bioreactorului.

Stabilitatea produsului.

În ceea ce privește stabilitatea drojdiei creșterea celulară în condiții aerobe este din fericire cea mai stabilă. Aceasta corespunde ușor, întrucât considerațiile cantitative vin în suportul creșterii aerobe. Condițiile aerobe duc la un conținut scăzut în proteine și conținut ridicat în carbohidrați care măresc stabilitatea. Acestă este un motiv pentru oprirea alimentării cu amoniac și melasă înainte de terminarea procesului. Astfel, se permite drojdiei să asimileze și să acumuleze substratul nefolosit, în particular, carbohidrații care sunt folosiți ca sursă de energie în timpul stocării.

Caracteristici de coacere.

Pentru bune caracteristici de coacere trebuie să existe un produs omogen care formează aluatul. Astfel omogenitatea este un alt motiv pentru oprirea alimentării cu melasă. Permite maturarea drojdiei, numărul de celule altoite este redus aducând toate celulele într-un stadiu fiziologic similar.

Creșterea aluatului se datorează producției de dioxid de carbon, realizată de enzimele (proteine) din drojdie. Acest lucru se opune cerințelor de stabilitate. În procesul drojdiei de pâine trebuie să existe o balanță între concentrația ridicată a proteinelor și concentrația ridicată a carbohidraților. În final, mai există un motiv pentru asigurarea condițiilor aerobe în reactor; transferul frecvent între condițiile aerobe și anaerobe influențează activitatea enzimatică a drojdiei și, din acest motiv, performanțele de creștere sunt reduse.

Compoziția drojdiei de panificație

Drojdia de pâine este produsă în condiții aerobe pe un mediu bazat pe melasă, săruri de amoniu, fosfați, săruri adiționale, vitamine și antispumant. Aceste vitamine specifice și săruri adiționale trebuie să fie incluse în mediu depind în general de un număr de factori:

linia de proces (în principal influențând cerința de vitamine)

calitatea melasei (săruri și vitamine care influențează)

calitatea apei ( influențând cerințele de săruri)

Pentru producția comercială, cu toate acestea, majoritatea acestor componenți sunt aprovizionați de către melasa și apa de proces.

Producția de drojdie de pâine poate fi descrisă de următoarea ecuație globală [6]:

200 g……10.4g…..102.4……100g…..145.2g…77.2g

Pe baza analizelor elementare a drojdiei uscate, este posibil să se calculeze compoziția cantitativă și calitativă a unui mediu cultivat pentru producția de drojdie de pâine. Tabelul 2.1 arata o compoziție tipică a drojdiei uscate. Totuși, compoziția poate fi diferită și este influențată de mediile chimicale și fizice folosite pentru controlul calității în timpul producției [3].

Tabelul 2.1. Principalele elemente prezente într-un Kg de drojdie uscată pentru panificație

CAPITOLUL III

MATERII PRIME ȘI AUXILIARE

Materii prime

Melasa

Principala materie primă pentru obținerea drojdiei de panificație este melasa.

Melasa este produsul secundar al fabricării zahărului, care rezultă de la centrifugarea ultimei trepte de cristalizare și din care, prin cristalizare simpla nu se mai poate obține economic zahăr.

Melasa conține în stare concentrată nezahărul care a fost îndepărtat la purificarea zemei de difuzie, precum și cel adăugat în timpul procesului tehnologic, împreună cu acea cantitate de zaharoză care mai rămâne în soluție. Din punctul de vedere al tehnologiei fabricării zahărului, “nezahărul” reprerzintă orice substanță care nu este zaharoză. Zahărul invertit și rafinoza sunt considerate tot “nezahăr”.

Melasa este caracterizată de un raport de puritate “Q” reprezentat prin cantitatea de zaharoză conținută în substanța uscată și care are o valoare de circa 60, ceea ce înseamnă ca la o substanța uscată de 80 – 83 %, conținutul în zaharoză este de 45 – 48 %.

Melasa din trestie sau sfeclă reprezintă substratul pentru producția de drojdie. Sucroza conținută în melasă este hidrolizată extracelular și transportată în celulele de drojdie sub formă de glucoză și fructoză. Compoziția melasei va varia în funcție de tehnologia de rafinare a zahărului și de condițiile din agricultură într-o țară și între diferiți ani funcție de condițiile climatice. Aceste variații ale calității constituie o problemă în producția de drojdie de pâine cu o calitate constantă. Concentrația ingredientelor majore din melasă este prezentată în Tabelul 2.2.

Tabelul 3.1. Compoziția tipică a melasei [6]

Nezahărul din melasă se poate clasifica în funcție de efectul pe care îl are în următoarele grupe:

nezahăr care nu influentează solubilitatea zaharozei (de ex. fructoza);

nezahăr care scade solubilitatea zaharozei (de ex. zahărul invertit, rafinoza, sulfatul de magneziu);

nezahăr care crește solubilitatea zaharozei (de ex. K2CO3 si HCOO-);

nezahăr care la concentrații mici crește solubilitatea zaharozei, iar la concentrații mari o scade.

“Nezahărul” care crește solubilitatea zaharozei este melasigen pozitiv, iar cel care o scade este negativ. Experimental s-a constatat ca sărurile de Ca+2 sunt melasigen negative, în timp ce sărurile de Na+ și K+ sunt pozitive. Deci, conform teoriei fizice și chimice a formării melasei, aceasta se formează prin efectul complex al substanțelor melasigene (de ex. coloranți) apărute din materia primă și care nu au fost îndepărtate în cursul operațiilor de purificare, respectiv au apărut pe parcursul procesului tehnologic. Deci atunci când în cenușa melasei se află ioni de Ca+2 puritatea acesteia scade, iar ionii de Na+ și K+ împiedică cristalizarea zaharozei, mărind puritatea melasei.

O altă definiție a melasei este aceea de soluție apoasă de “nezahăr” și zaharoză, depinzând de condițiile centrifugării, respectiv post cristalizării din amestecul de răcire. Zaharoza imprimă melasei o vâscozitate ridicată care este marită până la 44 Poise la o substanță uscată de 82 %, în funcție de continuțul de “nezahăr”.

Pot fi menționați diferiți inhibitori ai proceselor de biosinteză (fabricarea drojdiei de panificație, a alcoolului etilic, a acidului citric) prezenți în melasă, așa cum sunt :

substanțele coloidale, se află în melasă în proporție de 0,2 – 0,45 %, provin din materia primă prelucrată și nu se îndepărtează în totalitate în procesul de purificare al zemii de difuzie;

nitriții se găsesc rareori într-o cantitate toxică (0,05 %) în melasa proaspat fabricată, însă poate avea loc formarea nitriților în timpul depozitării sau prelucrării melasei prin oxidarea nitriților (aceștia găsindu-se în melasă în proporție de 0,03 – 0,34 %);

bioxidul de sulf este o componentă toxică a melasei care provine de la sulfitarea zemei de difuzie purificate. Cantitatea de bioxid de sulf care se află în melasă este de 0,01 – 0,2 %;

acidul formic este de asemenea un produs cu acțiune toxică asupra drojdiei și apare în melasă ca un produs de oxidare a formolului (utilizat ca dezinfectant în fabricile de zahăr). Într-o cantitate de peste 0,1 % acidul formic devine toxic pentru drojdie;

dintre acizii volatili, acidul butiric are acțiune toxică asupra drojdiei. Înmugurirea drojdiei este redusă deja la un conținut de acid butiric în melasă de 0,005 % și inhibată complet la 0,1 %;

substanțele colorante au acțiune inhibantă asupra drojdiei, prezența acetora datorându-se pe de o parte produselor de descompunere a zaharozei, așa numitul caramel, iar pe de alta parte melanoidinelor, substanțe care iau naștere ca urmare a reacțiilor Maillard dintre zaharurile simple și aminoacizi. Substanțele melanoidinice având o greutate moleculară mare dau soluții coloidale. În acest fel, indicația colorației melasei poate preciza într-o oarecare masură cantitatea de coloizi conținută. Într-o proporție de 4 – 7 % aceste substanțe determină spumarea melasei și depunându-se pe celula de drojdie împiedică dezvoltarea normală a acestora prin efectul de “mansonare” pe care îl produc;

substanțele solide aflate în suspensie în melasă (0,3 – 0,5 %) sunt de asemenea toxice pentru celula de drojdie, deoarece ele aderă la suprafața acestora datorită atracției sarcinilor electrice diferite. Drojdia astfel atacată are o culoare și un aspect neplăcut, se presează greu și se alterează repede. Îndepărtarea acestor substanțe din melasă se poate realiza prin modificarea valorilor de pH, concentrație, temperatură, decantare, fie prin centrifugare cu ajutorul unor separatoare centrifugale verticale cu diuze.

Azotul

Azotul este un element important pentru celulele de drojdie, este folosit în diferite compoziții în mediul celular al drojdiei. Melasa din sfeclă conține numai 0.5 % azot disponibil biologic pentru drojdii, în special sub formă de aminoacizi, pe când melasa din trestie nu conține azot asimilabil. În ambele cazuri, sursa de azot trebuie adăugată în mediu sub formă de amoniu, săruri de amoniu, uree, etc.

Minerale esențiale.

Pe lângă azot, potasiu, fosfor, magneziu, calciu și sulf sunt adăugate și săruri minerale. Melasa conține numai o fracție mică din elementele esențiale necesare pentru producția de drojdie de pâine. Melasa din trestie și sfeclă diferă în conținutul mineral.

Oxigen

Oxigenul este un alt substrat important pentru producția de drojdie. Oxigenul consumat este în jur de 1 gram oxigen per gram drojdie produsă ( Yo/x= 1) sau în jur de 60 milimoli oxigen per gram de drojdie. O fermentație tipică a drojdiei are o productivitate volumetrică de 2.5 – 3 kg m-3 h-1/. Pentru a susține acestă productivitate este necesară o rată de transfer a oxigenului de 2.5 – 3 kg m-3 h-1.

Consumul de substrat determină rata de creștere din timpul fazei incipiente a producției. Cu toate acestea, capacitatea de transfer a oxigenului va determina productivitatea aplicabilă când biomasa atinge 25 kg m-3 la o rată de creștere de 0.2 h-1. Vitezele de creștere care depășesc 0.2 h-1 în general duc la producție de etanol cu un randament redus Y x/s. Acest lucru arată, cu toate acestea, importanța unui design adecvat al fermentatorului și implicarea prin strategii de control de proces pentru a învinge limitarea oxigenului.

Vitamine și oligoelemente.

Anumite vitamine au un efect pozitiv în creștere atunci când sunt adăugate în mediul de creștere. Biotina, pantotenatul, tiamina și inositolul ar putea fi cerute pentru buna propagare a drojdiei de pâine. Cerința de vitamine ar putea, desigur, să se schimbe cu parametrii de schimbare a culturii; folosind uree ca sursă de azot conduce la cerințe ridicate de biotina. Melasa din trestie și sfeclă diferă substanțial în conținutul de vitamine, melasa din trestie conținând mai multa biotină, pantotenat și tiamină.

Informații din literatura de specialitate despre necesitatea adiției oligoelementelor este ambiguă. Interpretările cantitative și calitative sunt dificile. Cu, Zn, Fe, Mo si Mn, adăugate în mediul de cultură pot crește randamentele și perfomanțele de fermentație[6].

Calitatea melasei

Pentru fabricarea drojdiei de panificație, calitatea melasei are o importanța deosebită. Compoziția melasei poate varia de la un an la altul, fiind în funcție de:

soiul de sfeclă de zahăr;

solul de cultură a sfeclei de zahăr;

îngrășămintele adăugate;

tehnologia de fabricare a zahărului.

În compoziția melasei, în afară de zahărul fermentescibil, trebuie să intre o anumită cantitate de substanțe minerale, aminoacizi și substanțe de creștere.

De asemenea, melasele nu trebuie să conțina inhibitori care pot frâna procesul de dezvoltare al drojdiei.

Conținutul în factori de creștere are un rol hotărâtor în ceea ce privește calitatea melaselor. Pentru dezvoltarea drojdiilor sunt necesari următorii factori de creștere:

biotina ;

acidul poantotenic ;

inozitolul.

Tabelul 3.2. Indicatorii de calitate ai melasei destinate fabricării drojdiei de panificație[8]

Recepția melasei trebuie făcuta de către comisia de recepție, din punct de vedere calitativ și cantitativ, pe bază de buletine de analiza, iar depozitarea melasei recepționate se face pe loturi de melasă provenite de la același furnizor, în rezervoare cu serpentină de încălzire, dotate cu posibilităti de recirculare – omogenizare a melasei.

Materii auxiliare și utilități folosite la fabricarea drojdiei de panificație comprimate

Materii auxiliare

Principalele materii auxiliare folosite la fabricarea drojdiei comprimate din melasa sunt:

sărurile nutritive cu azot și fosfor;

acidul sulfuric;

substanțele dezinfectante și antiseptice;

în unele cazuri este necesar să se folosească și alte săruri nutritive ca de exemplu: sulfatul de magneziu, sulfatul de zinc, sulfatul de mangan, sulfatul feros și chiar clorura de potasiu

substanțele antispumante (acizii grași).

Sărurile nutritive

La descrierea compoziției chimice a melasei s-a arătat că aceasta este lipsită de fosfor și conține un procent redus de azot asimilabil.

Fosforul și azotul sunt elemente necesare pentru dezvoltarea celulelor de dojdii care în procesul de multiplicare a celulelor.

Sărurile nutritive frecvent folosite la fabricarea drojdiei comprimate din melasă sunt sulfatul de amoniu sau ureea ca sursă de azot, și superfosfatul de calciu sau diamoniu fosfat ca sursă de fosfor. Pentru asigurarea ambelor elemente se mai poate folosi fosfatul de amoniu.

Sulfatul de amoniu – [(NH4)2SO4] – este o pulbere alb gălbuie cristalină, solubilă în apă, care se prepară industrial prin tratarea acidului sulfuric cu amoniac gazos.

Conținutul în azot este de 20 – 21 %. Sulfatul de amoniu se livrează în saci de polietilenă sau de hârtie.

La fabrici se depozitează în încăperi curate și lipsite de umezeală.

Ureea – (H2N – CO – NH2) este o sare cristalină incoloră, ușor solubilă în apă, cu un conținut de cca. 46 % azot, raportat la substanța uscată.

Se livrează și se depozitează în aceleași condiții ca și sulfatul de amoniu.

Superfosfatul de calciu – [Ca(H2PO4)2 + CaSO4 . 2 H2O)] se prezintă sub forma unei pulberi de culoare gri.

Superfosfatul de calciu alimentar se obține prin tratarea făinei de oase cu acid sulfuric. Se fabrică în două calitați:

calitatea I conține 18 % pentoxid de forfor (P2O5);

calitatea a II – a conține 16 – 17 % pentoxid de fosfor.

Umiditatea maximă admisă la ambele calităti este de 15%. Un indicator de calitate important este conținutul de arsen, care nu trebuie să depășească 0,0006 %. Arsenul este un element foarte nociv pentru drojdii.

Superfosfatul de calciu se livrează în vrac și se depozitează în magazii lipsite de umezeală.

Acidul sulfuric – se utilizează pentru neutralizarea melaselor și acidularea acestora, până la un pH optim activității drojdiilor.

La fabricarea drojdiei comprimate din melasă se folosește numai acid sulfuric de contact, care nu trebuie sa depășeascp 0,001 % arsen.

Acidul sulfuric (H2SO4) este un lichid vâscos, incolor sau slab colorat, având o concentrație de 96 – 98 %. Se dizolvă în apă în orice proporție, degajând foarte multă căldură.

Din cauza energiei dintre acidul sulfuric și apă, nu trebuie turnată niciodata apă în acid sulfuric. Pentru diluare, întotdeauna se toarnă acid sulfuric în apă, câte puțin, amestecând continuu.

Acidul sulfuric concentrat se transportă în cisterne metalice. Acesta nu atacă fierul, deoarece la suprafața metalului se formează un strat subțire de sulfat de fier protector, insolubil în acid sulfuric concentrat. Sulfatul de fier este solubilizat însa de acidul sulfuric diluat și astfel stratul protector dispare și fierul este corodat.

Din această cauză acidul sulfuric nu se dizolvă în vase din fier, cele mai corespunzătoare fiind vasele din material antiacid.

Așa cum am menționat și mai sus, pentru asigurarea necesarului de azot și fosfor în vederea multiplicării drojdiei este absolut necesar să se adauge săruri minerale nutritive pe bază de azot și fosfor.

Ca sursă de azot se folosesc: sulfatul de amoniu, îngrăsământul complex și apa amoniacală, iar ca sursă de fosfor îngrăsământul complex, diamoniul fosfat sau acidul fosforic.

La fabricarea drojdiei de panificație se folosește îngrășământul complex N.P.K 16.40.0, care trebuie să corespundă din punct de vedere calitativ NID 4635-70.

Condițiile tehnice de calitate conform NID sunt:

azot total – 16 %;

pentoxid de fosfor solubil în apă – 42 %;

oxid de potasiu – 0%;

granulație:

peste 4 mm – 5 % maxim;

între 1 – 4 mm – 90 % minimum;

umiditate – 1 % max.

Îngrășământul complex se livrează în saci de polietilenă cu un conținut de 50 kg, sau în vrac, cu acordul beneficiarului, în vehicule acoperite.

Pentru evitarea aglomerării, se depozitează în încăperi lipsite de umezeală. În încăperile în care se depozitează îngrășământul complex se interzice folosirea focului deschis, precum și fumatul.

Depozitul de îngrășământ complex va fi prevăzut cu hidrant pentru stingerea eventualelor incendii.

Acizii grași – la fabricarea drojdiei de panificație se folosesc acizi grași pentru combaterea fenomenului de spumare. Aceștia, conform STAS 15 – 67, trebuie să îndeplinească următoarele condiții de calitate:

aspect – masa lichida limpede la 60 oC;

culoare – brună;

impurități insolubile în eter etilic – max. 0,1 %;

apa și materii volatile – max. 1 %;

materii grase – min. 98 %;

indice de aciditate – min. 179 mg KOH / g;

indice de saponificare –min. 185;

substanțe nesaponificabile: max. 1 %.

La ora actuală fabricile de drojdie de panificație utilizează agenți de antispumare livrați de firme specializate în procese fermenative.

Acizii grași folosiți pentru combaterea spumei trebuie să aibă un conținut de substanță activă de 95 – 98,5 %[9].

Dezinfectanți și antiseptici

Pentru combaterea microorganismelor infectante, la fabricarea drojdiei comprimate din melasă, se folosesc substanțe dezinfectante și antiseptice.

Substanțele dezinfectante sunt folosite în scopul distrugerii agenților patogeni, iar cele antiseptice, în doze mici, împiedică dezvoltarea și activitatea microorganismelor.

Nu există o delimitare precisă între dezinfectanți și antiseptici. O serie de substanțe chimice folosite ca dezinfectante pot fi antiseptice când sunt folosite în doze care omoară microorganismele. Aceste doze sunt însa suportabile de către drojdii.

Substanțele dezinfectante – este cunoscută o gamă largă de dezinfectanți. După compoziția chimică, substanțele cu acțiune dezinfectantă sunt :

acizi;

baze;

săruri

compuși cu clor;

aldehidele.

În industria drojdiei comprimate, principalele substanțe dezinfectante folosite sunt următoarele:

Baze ca hidroxidul de sodiu (soda caustică) și hidroxidul de calciu (laptele de var). Aceste soluții se folosesc pentru dezinfectarea conductelor tehnologice.

Săruri – cel mai frecvent este folosit carbonatul de sodiu, denumit și sodă calcinată care se prezintă sub formă unei pulberi albe, ușor solubile în apă. Pentru dezinfectare se prepară o soluție 5%. Soluția de sodă calcinată este utilizată pentru dezinfectarea utilajelor și a conductelor tehnologice.

Compuși cu clor – din această grupă cel mai des folosită este clorura de var, care este o pulbere albă cu miros de clor. Pentru dezinfectare se prepară o soluție cu concentrația de 1 – 3 %. Acțiunea dezinfectantă a clorurii de var se datorează clorului care se degajă.

Compușii de amoniu cuaternari – au capacitatea de a pătrunde în cele mai mici fisuri ale utilajului conductelor și pompelor, în care distrug microorganismele. Acești dezinfectanți nu sunt otrăvitori, nu produc arsuri și nu corodează utilajele. Se utilizează sub formă de soluții cu concentrația de 0,1 %.

Aldehida formică – este dezinfectantul de bază în fabricile de industrie alimentară și implicită în fabricile de industrie fermentativă. Este cunoscută și sub denumirea de formalină. Se prezintă sub forma unui lichid incolor cu miros foarte ințepător.

Formalina se livreaza de obicei la o concentrație de 37 %, la care corespunde un conținut de 40 g aldehida formică la 100 ml soluție.

Pentru dezinfectarea utilajelor și conductelor tehnologice se prepară soluții diluate (3 – 10 %).

Acțiunea nocivă a formalinei constă în aceea că se combină direct cu proteina din protoplasma celulelor de microorganisme, paralizând astfel funcțiile celulei, deci și a drojdiilor.

Antiseptici – la fabricarea drojdiei comprimate antisepticii sunt adăugați în plămezile de melasă pentru combaterea infecțiilor. Antisepticii utilizați sunt:

acidul sulfuric;

formalina;

pentaclorfenolatul de sodiu.

Pentaclorfenolatul de sodiu este un antiseptic deosebit de eficient, fiind folosit în exclusivitate la prelucrarea melasei. Este folosit la sterilizarea melaselor în cantitate de maximum 90 g/tona de melasă[10].

Utilitățile necesare la fabricarea drojdiei de panificație comprimate

Apa

Una din condițiile cele mai importante pentru buna funcționare a procesului tehnologic o constituie asigurarea fabricii cu necesarul de apă.

Apa industrială este de două feluri:

apă tehnologică;

apă de răcire.

Apa tehnologică – participă direct la realizarea produsului finit, având de fapt rol de materie auxiliară.

Se folosește la diluarea melaselor, pentru formarea plămezilor, a mediilor pentru prepararea cuibului de drojdie, precum și la spălarea utilajelor și a conductelor tehnologice.

Condiția principală pe care trebuie să o îndeplinească apa tehnologică este puritatea bacteriologică. Din acest punct de vedere, apa tehnologică trebuie să aiba calitățile apei potabile, adică să nu conțină germeni patogeni.

Apa industrială poate fi procurată din trei surse :

apa de suprafața, provenită din fluvii, râuri, izvoare sau lacuri ;

apa freatică și de puț ;

apa de conductă din sistemul de alimentare.

Cel mai mare pericol de infecție în fabricile de drojdie îl prezintă apele de suprafața. Uneori, și apele de puț pot fi infectate prin scurgeri directe de la suprafața, sau prin infiltrații de lichide cu mare încărcare microbiană.

Chiar în cazul folosirii numai a apei potabile, aceasta poate constitui o sursă periculoasă de infecție. Asemenea situații se întâlnesc la fabricile de drojdie care folosesc rezervoare colectoare de apă potabilă deschise. În aceste rezervoare pătrund cu ușurință praful și alte impurități, care infectează apa. Infecția se transmite apoi prin apa în plămezi.

Aceleași urmări le poate avea și neglijarea spălării și dezinfectării periodice a rezervoarelor de colectare și distribuție a apei potabile din fabrici.

Apa de răcire – are ponderea cea mai mare din consumul de apă industrială la fabricarea biomasei. Nu are contact cu produsul și de aceea nu este necesar să îndeplinească condițiile de calitate ale apei potabile.

În schimb, apa de răcire trebuie să aibă temperatura și duritatea cât mai scăzute.

Acești doi factori contribuie în mare măsură la utilizarea eficientă a apei de răcire.

Cu cât o apă este mai puțin dură și are o temperatură mai scazută, cu atât și consumul este mai redus. În cazul apelor cu duritate mare se depune un strat cu duritate calcaroasă în interiorul tevilor și serpentinelor de răcire, care împiedică schimbul de caldură.

În aceste condiții, se mărește atât durata de răcire, cât și consumul de apă. Din această cauză, la fabricile care dispun de apă de răcire cu duritate mare, este necesară fie o dedurizare a apei, fie împiedicarea depunerii pietrei calcaroase.

Pentru împiedicarea depunerilor de piatră de pe pereții serpentinelor și țevilor este uneori suficient să se adauge 5 g polifosfati/1 mc apă de răcire.

Consumul de apă industrială este variabil de la fabrică la fabrică, depinzând de următoarele:

temperatura și duritatea apei ;

starea instalațiilor de răcire ;

procesul tehnologic ;

calitatea materiei prime prelucrate.

Aerul

Aerul este folosit ca sursă de oxigen pentru stimularea activității drojdiilor la fabricarea biomasei din melasă.

Aerul este furnizat de un compresor.

Aerul care se introduce în mediile de fermentare sau de multiplicare a drojdiilor trebuie să conțină cât mai puține microorganisme patogene.

Pentru aceasta, prizele de aer trebuie să fie montate la o înălțime de circa 6 m față de nivelul solului, iar aerul înainte de a fi introdus în mediu de multiplicare a drojdiei de cultură va fi trecut prin niște filtre speciale.

Energia electrică și aburul

În general fabricile de drojdie sunt alimentate cu energie electrică din sistemul național.

Pentru alimentarea motoarelor electrice se întrebuințează curentul electric la tensiunea de 380 V, iar pentru iluminat la tensiunea de 220 v si 24 V.

Aburul este produs în centrala termică proprie și se utilizează la următoarele operații:

sterilizarea utilajelor metalice;

sterilizarea conductelor;

sterilizarea melasei.

Pentru folosirea rațională a aburului este necesar ca la fiecare consumator să fie montat câte un debitmetru. De asemenea, pentru reducerea consumului de abur, toate conductele și aparatele care utilizează abur trebuie să fie izolate termic. [11]

CAPITOLUL IV

TEHNOLOGIA DROJDIEI DE PANIFICAȚIE

Schema tehnologică generală de obținere a drojdiei de panificație

Operațiile tehnologice la producerea drojdiei de panificație comprimate pot fi grupate astfel:

pregătirea melasei de alimentare și pregătirea soluțiilor nutritive;

multiplicarea celulelor de drojdie în generații succesive;

separarea biomasei de drojdie în plămadă, modelarea și obținerea drojdiei de panificație presate.

Toate tehnologiile existente de producere a drojdiei de panificație, aplicate la ora actuală, prevăd acumularea continuă de biomasă. Schema tehnologică generală de obținere a drojdiei de panificație este urmatoarea:

Figura 4.1 Schema tehnologică generală de obținere a drojdiei de panificație

Descrierea procesului tehnologic

Principalele operații tehnologice la fabricarea drojdiei de panificație comprimate sunt următoarele:

recepția, descărcarea, depozitarea melasei;

recepția, descărcarea, depozitarea materialelor auxiliare;

prepararea melasei;

sterilizarea – limpezirea melasei;

prepararea soluțiilor de săruri minerale;

prepararea culturii pure de drojdie;

inocularea și multiplicarea drojdiei – obținerea propriu-zisă a biomasei din drojdie;

separarea – concentrarea suspensiei de drojdie;

filtrarea – presarea – malaxarea drojdiei;

ambalare;

depozitare la rece.

În cele ce urmează prezentăm în mod detaliat operațiile tehnologice menționate mai sus.

A) Transportul melasei

Transportul melasei la instalația pilot se realizează de către specialiștii sau coordonatorii de proiect.

B) Recepția melasei

Melasa este recepționată din punct de vedere cantitativ și calitativ.

Melasa din sfecla de zahăr conține 44-53% zaharuri dintre care:

zaharoză – până la 51%;

zahăr invert – 1 %;

rafinoză – 1%.

Principalele analize care se efectuează la recepția melasei sunt următoarele :

caracteristici senzoriale – aspect, miros, consistență, culoare;

pH;

conținut de substanță uscată;

densitate;

conținut de zaharoză;

aciditate volatilă;

cenușa;

conținut de azot asimilabil;

conținut de zahăr invertit;

conținut de coloizi;

conținut de calciu;

conținut de nitriți;

conținut de bioxid de sulf;

Analiza bacteriologică și conținutul de azot total sunt analize care se efectuează periodic sau ori de câte ori apar probleme, precum și la schimbarea furnizorului de melasă.

În mod obișnuit, din raționamente de economie a timpului, la recepția melasei se efectuează analizele minime obligatorii, pe baza cărora se poate aprecia în linii generale calitatea melasei, și anume:

conținutul de substanță uscată (denumit grad Balling);

conținut de zahăr total;

pH – ul;

densitatea.

C) Depozitarea melasei

În cadrul nostru concret, în instalația pilot depozitarea melasei se face în rezervoare metalice.

Deoarece nu avem posibilitatea stabilirii cantitătii de melasă prin cântărire, am recurs la măsurarea volumetrrică, stabilind apoi prin calcul cantitatea de melasă. Cunoașterea cantităților de melasă care la un moment dat se găsesc în gestiunea stației pilot este obligatorie pentru gospodărirea corespunzătoare a melasei.

În timpul depozitării, în masa de melasă pot să apară fenomene de degradare, datorită unor procese chimice și biochimice.

Intensitatea cu care se produc aceste procese depinde, pe de o parte de gradul de infectare microbiană și de compoziția chimică a melasei, iar, pe de altă parte, de condițiile de depozitare.

În cazul depozitării îndelungate a melasei, datorită proceselor biochimice care au loc, apar următoarele fenomene:

scăderea concentrației melasei și a cantității de zahăr;

creșterea acidității și a cantității de zahăr invertit.

Sunt considerate melase defecte melasele care au următoarele caracteristici:

substanța uscată ( grade Brix) sub 74 %;

conținut crescut de acizi volatili (peste 1,2 %);

conținut mare de zahăr invert (peste 1 %);

pH mai mic de 7;

încărcătura microbiologică ridicată.

Microorganismele din melasă sunt în general bacterii, mucegaiuri și drojdii sălbatice. Cele mai dăunătoare sunt bacteriile care produc formarea de acizi, nitriți, precum și bacteriile proteolitice și aglutinante, care produc aglutinarea celulelor de drojdie în timpul procesului de fermentare.

Depozitarea melaselor defecte, mai ales a celor cu conținut ridicat de zahăr invertit (peste 15 %), așa cum sunt melasele din trestie de zahăr, poate avea uneori urmări foarte grave. Este cunoscut fenomenul de fermentare spumoasă, care se declanșează în cazul melaselor defecte, atunci când temperatura lor se ridică peste 40oC. La această temperatură, reacțiile biochimice se desfășoară energic, cu dezvoltarea unei cantități mari de căldură (reacție exotermă), încât melasa se carbonizează, transformându-se într-o masă neagră solidă. Această temperatură poate să apară și în cazul melaselor normale, atunci când sunt încălzite excesiv, peste temperaturi de 60oC.

Având în vedere cele mai sus menționate, pentru prevenirea pierderilor anormale pe parcursul depozitării melasei, se impune respectarea următoarelor condiții:

în rezervorul de depozitare trebuie să se introducă numai melasa corespunzătoare din punct de vedere calitativ;

melasa trebuie sa fie depozitată în rezervoare închise, curățate și dezinfectate;

trebuie să se evite diluarea melasei cu apă provenită din precipitații (ploi, zapadă), deoarece la o concentrație scazută (sub 70oBx) încep fenomene de fermentație;

în timpul lunilor cu temperatură ridicată trebuie să se urmărească cu deosebită grijă încălzirea melasei, astfel că temperatura în masa acesteia să nu depașească 40°C;

laboratorul trebuie să efectueze săptamanal controlul temperaturii, controlul chimic și al spumării, iar lunar controlul microbiologic al melasei.

D) Pregătirea melasei pentru introducerea în fabricație

Pregătirea melasei este practic prima fază propriu-zisă în procesul tehnologic de fabricare a drojdiei de panificație din melasa. În această fază se realizează următoarele operații tehnologice:

diluarea melasei;

neutralizarea – acidifierea melasei diluate;

limpezirea melasei.

D1) Diluarea melasei

Melasa ca atare este foarte vascoasă și are un conținut ridicat de zahăr. În aceste condiții, drojdiile nu pot transforma zahărul în biomasă. Explicația constă în faptul că, pe de o parte, ele nu pot acționa într-un mediu cu concentrație mare de zahăr, iar pe de altă parte, din cauza vâcozității mari, melasa nu are mobilitate (nu curge).

Pentru a realiza concentrația optimă de zahăr și mobilitatea corespunzătoare a plămezilor, melasa se diluează. Diluarea se face cu apă potabilă, până la concentrația recomandată de tehnologie.

D2) Neutralizarea și acidularea melasei diluate

În marea lor majoritate, melasele au reacție alcalină. Prin neutralizarea și acidularea melaselor cu acid sulfuric se realizează următoarele:

acidul sulfuric în exces contribuie la limpezirea melasei determinând depunerea suspensiilor fine;

se asigură pH – ul optim activității drojdiilor;

acidul sulfuric are rol de antiseptic, doza convenabilă drojdiilor fiind nocivă pentru alte microorganisme;

acidul sulfuric descompune nitriții și sulfiții, care sunt inhibitori pentru drojdii.

Consumul de acid sulfuric pentru acidularea melasei variază în funcție de gradul de alcalinitate al melasei și este între 2 – 7 litri acid sulfuric concentrat pentru o tonă de melasă.

D3) Limpezirea melasei

Scopul operației este distrugerea termică a microorganismelor infectante și îndepărtarea coloizilor precipitați, precum și a impurităților mecanice. Prin precipitare, se îndepărtează și o serie de substanțe colorante. Suspensiile fine se depun pe membrana celulei de drojdie, împiedicând parțial schimbul de substanțe care are loc între celulă și mediul în care aceasta se afl. Coloizii provoacă spumarea melaselor în timpul fermentării.

Prin agitare și barbotare de aer în melasa fierbinte, se elimină acizii volatili prezenți în melasă sau formați prin acțiunea acidului sulfuric asupra unor substanțe din melasă.

Limpezirea melasei se poate face prin mai multe metode. La alegerea metodei trebuie să se țină seama de economicitatea procedeului ales, având totodată în vedere și utilajul ce se folosește pentru aceasta.

La limpezire se urmărește în special îndepărtarea substanțelor solide și a substanțelor în suspensie, coloizi, substanțe colorante, acizi volatili, oxizi de azot, sulfiți. În al doilea rând se folosește sterilizarea melasei care poate fi totală (procedee mai scumpe) sau parțială prin diminuarea microflorei existente în melasă (bacterii, mucegaiuri, drojdii sălbatice).

Nu se poate elabora o regulă generală pentru limpezirea melasei, deoarece procedeul de limpezire este în funcție de calitatea acesteia.

Pentru limpezirea melasei există diferite procedee și anume:

limperzirea acidă la cald;

limpezirea acidă la rece;

limpezirea combinată – neutră și apoi acidă la cald;

limpezirea cu ajutorul filtrului presă;

limpezirea prin fermentație lactică;

limpezirea cu ajutorul separatoarelor centrifugale;

procedee speciale pentru melasele defecte.

Principalele și cele mai la îndemână metode de limpezire a melasei, care de altfel au fost experimentate și la nivel pilot, sunt următoarele:

limpezirea prin sedimentare în mediu acid la rece;

limpezirea prin sedimentare în mediu acid la cald.

Metoda de limpezire în mediu acid la rece se aplică melaselor fără defecte și constă în diluarea și acidularea melasei, fără încălzire. După aceste operații melasa este lăsată în repaus 8 – 12 ore pentru sedimentare, tot fără încălzire.

Metoda de limpezire în mediu acid la cald clasică în următoarele:

dupa acidulare cu acid sulfuric până la pH 4,5 – 4,8, melasa se încălzește până la 90oC ;

melasa este diluată cu apă de conductă la 30 – 32oBllg;

în continuare temperatura se menține la această valoare (90oC), timp de 20 de minute;

în aceste condiții, ionii de hidrogen (H+), introduși în melasă odată cu acidul sulfuric, având sarcina electrică pozitivă, neutralizează sarcina negativă a suspensiilor din melasă, care astfel floculează și se depun;

sub acțiunea ionilor de hidrogen ai acidului sulfuric, zaharoza este parțial invertită, ceea ce contribuie la dezvoltarea mai accentuată a drojdiei, care găsește în mediu glucoza și fructoza direct fermentescibile;

acizii volatili vătămatori drojdiei, dintre care cel mai toxic este acidul butiric, sunt îndepărtați din melasele infectate prin fierbere;

în cazul melaselor infectate, bacteriile sunt distruse prin acțiunea combinată a ionilor de hidrogen ai acidului sulfuric și a căldurii introduse odată cu aburul ;

operația de limpezire durează 8 – 12 ore, timp necesar pentru depunerea suspensiilor și coloizilor;

după limpezire, se recomandă ca soluția de melasă să fie trecută prin sifonare în alte vase de dozare.

Din considerentele menționate am ales pentru varianta tehnologică care va fi abordată în continuare: procedeul de limpezire a melasei folosind procedeul acid la cald cu utilizarea separatorului centrifugal.

Programul de limpezire sterilizare aplicat în cadrul tehnologiei pilot este următorul:

Melasa diluată cu apă potabilă la cca. 40 % substanța uscată, cu pH 4,5 și încălzită la 80°C este supusă operației de sterilizare în același vas în care s-a făcut diluarea și corecția de pH. Vasul trebuia prevăzut cu serpentină sau manta de încălzire și sistem de agitare.

Melasa, sub agitare continuă, se încălzește la 90-95°C și se menține la această temperatură timp de 30 de minute. Cu 15 minute înainte de terminarea sterilizării, în melasa diluată și parțial sterilizată se barbotează aer. După terminarea sterilizării, melasa se lasă în repaus 2 – 3 ore pentru depunerea coloizilor precipitați.

Melasa limpezită este aspirată prin ștuțul de evacuare amplasat la fundul vasului și după trecerea prin separatorul centrifugal, pentru limpezirea suplimentară, se depozitează în vasele intermediare, din care se dozează în procesul tehnologic.

Vasul intermediar pentru melasă trebuie să fie prevăzut cu serpentină sau manta de răcire pentru a asigura temperatura cu care se dozează melasa în procesul tehnologic (28 – 30 oC).

Pregătirea soluțiilor de săruri minerale nutritive

Scopul acestei operații este de a pregăti sub formă de soluție asimilabilă de către drojdie a sărurilor de azot și fosfor.

Pentru activitatea normală a drojdiilor, în timpul fermentației este necesar să se adauge în melasa limpezită soluții de săruri nutritive.

Deoarece melasa este deficitară în fosfor, iar cantitatea de azot pe care o conține este insuficientă, azotul și fosforul se adaugă prin introducerea în melasa a soluțiilor de săruri minerale ce conțin aceste macroelemente. Din această categorie putem menționa superfosfatul de calciu și sulfatul de amoniu.

Necesarul de superfosfat de calciu este de 0,8 % raportat la greutatea melasei, iar cel de sulfat de amoniu de circa 0,4 %.

Pentru obținerea randamentelor normale de biomasă, la faza de multiplicare a drojdiei se adaugă săruri minerale nutritive care compensează lipsa de azot și fosfor din melasă.

Sărurile minerale care se pot utiliza la obținerea biomasei din drojdie sunt următoarele:

sulfat de amoniu: 20 – 21 % azot;

uree : 46 % azot;

apa amoniacală: 25 % azot;

diamoniu fosfat: 16 % azot + 48 % P2O5;

superfosfat de calciu.

În mod normal se folosește sulfatul de amoniu și diamoniu fosfat, iar în lipsa acestora se poate folosi ureea, apa amoniacală și superfosfatul de calciu.

Sărurile se dizolvă separat pentru evitarea apariției unor precipitate în vasele de dizolvare sau depozitare până la dozarea în procesul tehnologic.

Dozarea cantității de săruri se face în așa manieră încât să se obțină o soluție cu concentrația de 8 % sulfat de amoniu și 8 % diamoniu fosfat.

Solubilizarea sărurilor se face la temperatura de 80oC, timp de 30 de minute sub agitare continuă. Apoi după 4 ore – timp de decantare și limpezire soluțiile se transvazează în vasele tampon de unde sunt dozate în procesul tehnologic.

Deoarece în cadrul tehnologiei elaborate am utilizat drept săruri minerale nutritive superfosfatul și sulfatul de amoniu, prezentăm în mod concret pregătirea acestor soluții:

Pregătirea extractului de superfosfat – se face prin dizolvarea a 5 kg superfosfat în 50 litri de apă, cu încălzire la 75 – 80 oC timp de 10 minute, după care se lasă în repaus timp de 24 de ore. După sedimentare se preia extractul prin decantare și se trimite în vasele de alimentare (dozare în procesul tehnologic).

Soluția de sulfat de amoniu – se pregătește prin dizolvarea a 2 kg sulfat de amoniu în 20 litri apă, care apoi se încălzește la 75 – 80oC. După 4 ore de sedimentare – decantare, lichidul limpede poate fi trimis în vasele de alimentare (dozare în procesul tehnologic).

E) Pregătirea culturii pure de drojdie

Cultura pura de drojdie

Criteriile de apreciere pentru tulpinile de drojdie de panificație (Saccharomyces cerevisiae) utilizate drept cultură pură la nivel industrial sunt urmatoarele:

randamentul în biomasa;

viteza de multiplicare;

stabilitatea produsului finit la depozitare;

osmotoleranța;

comportarea la uscare;

viteza de producere de bioxid de carbon la fermentarea aluatului;

capacitatea invertazică si maltazică.

Figura 4.2 Imagini ale drojdiilor de panificație, obținute cu ajutorul microscopului electronic

Drojdia de panificație aparține speciei Saccharomyces cerevisiae, conform clasificării lui Hansen, din anul 1904, și reprezintă exclusiv o drojdie de cultură.

Alegerea acestei specii este determinată de capacitatea de a fermenta rapid glucoza, fructoza și zaharoza și, după o faza de adaptare, maltoza, principalul diglucid format în aluat sub acțiunea amilazelor din făinuri. O altă calitate este aceea de a avea timpul de generație cel mai scurt, comparativ cu celelalte specii ale genului, egal cu 2-2,2 ore, la temperatura de 30°C, încat randamentul în biomasă este ridicat. Astfel, în condiții optime de cultivare, prin parcurgerea stadiilor de multiplicare, din 0,2 kg de drojdie ( substanța uscată) utilizată ca inocul starter, în final se pot obține aproximativ 100.000 kg de drojdie, proces în care sunt implicate 24 generații de drojdii ( Robinson R.K. sa, 1999).

Dezvoltarea culturii pure de drojdie în laborator se realizează pe următoarele medii de cultură:

must de malț – agar: acesta conține must de malț nehameiat, cu o concentrație de 8% substanță uscată, la care se adaugă agar 2% (2 g agar la 100 ml must de malț). După solubilizarea agarului în mustul de malț, mediul de cultură se dozează în eprubete (câte 10 ml în fiecare eprubetă) și se sterilizează în curent de vapori, de două ori consecutiv câte 30 de minute;

înainte de utilizare, mediul de cultură sterilizat în eprubete se fluidifică și se înclină (pentru obținerea unei suprafețe cât mai mari de multiplicare a drojdiei);

inițial din cultura “stoc” se însămânțează cu o ansă 2 – 3 eprubete cu mediu înclinat conținand mediul nutritiv format din must de malț – agar. Eprubetele se termostatează timp de 48 de ore la 30oC ± 0,1oC;

mediul nutritiv din melasă este folosit pentru multiplicarea drojdiei în balonul Pasteur.

Pentru dezvoltarea culturii de drojdie în această fază se folosește un balon Pasteur cu capacitate totală de 1 litru, mediul de cultură în cantitate de 500 ml având următoarea compoziție:

melasă – 500 g;

sulfat de amoniu (sol. 3 %) – 6 ml;

diamoniu fosfat (sol. 8 %) – 42 ml;

apă potabilă – până la 2.600 ml;

pH – fixat la 4,5 cu acid sulfuric (soluție 10 %).

Cantitatea de melasă variază în funcție de conținutul de substanță uscată, astfel încât mediul de cultură final să aibă un conținut de substanță uscată de 15% (15 grade Balling).

După omogenizare, din mediul de cultură astfel format se introduc în balonul Pasteur 500 ml. Balonul se astupă apoi cu un dop de vată, se obturează tubul lateral cu furtun de cauciuc și cu o baghetă de sticlă, se sterilizează de 2-3 ori consecutiv în curent de vapori timp de câte 30 de minute.

Se alege eprubeta cu mediul înclinat în care cultura de drojdie are aspectul cel mai frumos și se inoculează cu o ansă balonul Pasteur, care se termostatează apoi timp de 24 de ore la 30oC ± 0,1 oC, cu agitate de 2 – 3 ori pe zi.

Mediul de cultură pentru balonul Karlsberg (20 de litri volum util) are următoarea compoziție:

melasă – 4.000 g;

sulfat de amoniu (sol. 3 %) – 60 ml;

diamoniu fosfat (sol. 8 %) – 420 ml;

apă potabilă – până la 20 de litri;

pH fixat la 4,5 cu acid sulfuric (solutie 10 %).

Și în acest caz cantitatea de melasă variază în funcție de conținutul de substanța uscată, astfel încat mediul de cultură să aibă în final 15 % substanță uscată.

Se omogenizează mediul preparat, se închide balonul cu un dop de vată și cu un tub de cauciuc prevăzut cu o baghetă de sticlă și apoi se sterilizează în curent de vapori timp de câte 30 de minute, în două zile consecutive.

Balonul Karsberg se însămânțează cu conținutul balonului Pasteur și după o termostatare timp de 24 de ore la 30oC ± 0,1oC, acesta poate fi însămânțat în vasul pentru prima fază de multiplicare a drojdiei.

Pentru inocularea balonului Karlsberg cu conținutul balonului Pasteur și apoi a vasului pentru multiplicarea drojdiei în primă fază se folosesc tuburile laterale ale celor două baloane (prevăzute cu furtun de cauciuc și baghetă de sticlă), protejate pentru sterilitate microbiologică cu o flacara produsă de vata îmbibată cu alcool sanitar.

F) Multiplicarea drojdiei

Formarea biomasei de drojdii poate fi influențată de factori precum sunt:

constituenții mediului (precursori, inductori, represori, inhibitori);

viteza de dezvoltare a microorganismului;

morfologia microorganismului;

concentrație în oxigen sau CO2 din mediu;

temperatura în mediu;

pH-ul;

viteza de asimilare a substratului;

formarea de subproduse de fermentare în mediu.

Scopul fermentării este obținerea de masă celulară de drojdie, respectiv biomasă de drojdie de panificație. Multiplicarea drojdiei se realizează în trei etape succesive, drojdia rezultată dintr-o etapă de multiplicare constituind inoculul pentru faza următoare.

Dezvoltarea succesivă (progresivă) a drojdiei în mai multe etape este necesară din mai multe considerente:

drojdia de cultură pură de laborator trebuie să se acomodeze treptat condițiilor de multiplicare la scară industrială;

se pot asigura condițiile necesare de combatere a microorganismelor de infecție;

se poate dirija cu mai multă siguranță procesul tehnologic, în sensul obținerii unei drojdii viguroase, având o capacitate ridicată de fermentare.

Într-o multiplicare industrială, alimentarea exponențială a plămezii cu materie primă nu poate fi continuată. Pe o durată totală de multiplicare de 18 ore se pot realiza următoarele faze:

faza I – perioada de acomodare – 4 ore;

faza a II-a – perioada de înmulțire exponențială – 6 ore;

faza a III-a – perioada de sfarșit a procesului.

Periodicitatea – multiplicare – înmugurire

Procesul de obținere a drojdiei de panificație se poate realiza uneori cu ajutorul unei culturi de drojdie matură, care conține un număr redus de celule înmugurite. Prin aceasta se asigură o sincronizare uniformă a dezvoltării drojdiei, celulele înmugurind în același timp. Separarea celulelor de drojdie “mamă” se realizează în acest caz în același timp.

La sfârșitul procesului de înmugurire a celulelor de drojdie se remarcă o creștere a consumului de oxigen, cantitatea de bioxid de carbon degajat crește, coeficientul de respirație fiind mai ridicat. În acest moment se produce și alcool etilic, cantitatea de azot asimilată fiind crescută, în timp ce greutatea materialului solid din celule scade.

Trebuie menționat că spre sfarsitul perioadei de înmugurire, care durează cca. 2 ore, aceste variabile revin la valorile lor anterioare procesului, rezultatele obținute fiind realizate în condiții de cultură continuă și o dezvoltare sincronă a drojdiei.

Una din condițiile principale pentru dezvoltarea și multiplicarea drojdiei este aerarea mediului nutritiv. Aerul reprezintă sursa de oxigen necesară desfășurării proceselor vitale ale celulei și contribuie la stimularea multiplicării drojdiei, deoarece antrenează din mediu dioxidul de carbon și alte produse volatile. Prin aerarea mediului se produce și agitarea mediului de cultură.

În aceste condiții, celula de drojdie este în permanență în contact cu substanțele nutritive din mediu: zaharuri, aminoacizi, elemente anorganice (fosfor, potasiu, magneziu), precum și cu oxigenul din aer.

Alimentarea cu materie primă și săruri minerale nutritive se face pe baza unui program de lucru bine stabilit, cu ajutorul unor debitmetre.

La sfarșitul perioadei de multiplicare, drojdia se trece la separatoarele centrifugale și la filtrare.

G) Separarea laptelui de drojdie din plămezile finale

Această operație se realizează pentru a concentra într-un volum redus o cantitate cât mai mare de celule de drojdie, precum și pentru a scoate celulele de drojdie din plamadă în care se află substanțe dăunătoare însușirilor calitative ale biomasei.

Numărul trecerilor prin separatorul centrifugal depinde de o serie de factori, așa cum sunt capacitatea de producție și numărul de trepte de separare.

În cazul concret am folosit trei trepte de separare, având următoarele scopuri:

în trepta I se realizează separarea drojdiei din plămada finală;

în trepta a II-a se realizează prima spălare a drojdiei;

în treapta a III-a se realizează a doua spălare a drojdiei.

În treapta de separare, drojdia se separă din plămadă sub formă de lapte de drojdie cu un conținut de 150 – 200 g drojdie/litru. Plămada fără drojdie este evacuată. Laptele de drojdie este colectat într-un rezervor tampon, unde este amestecat cu apă (2 – 4 volume / volum lapte de drojdie), pentru diluare și spălare.

În treapta a doua de spălare, concentrarea laptelui de drojdie ajunge până la 350 – 400 g/litru, laptele de drojdie rezultat fiind colectat într-un rezervor special. Pentru asigurarea calitații, laptele de drojdie este răcit la 4 – 6oC cu un schimbător de căldură, prin folosirea de apă răcită.

H) Depozitarea laptelui de drojdie

Depozitarea laptelui de drojdie se realizează în rezervoarele prevăzute cu colectoare cu manta de răcire și agitatoare, asigurând menținerea temperaturii laptelui de drojdie la 4 – 6°C, în scopul conservării însușirilor calitative.

La aceste temperaturi procesele vitale ale celulelor de drojdie sunt încetinite și activitatea microorganismelor de infecție este frânată.

I) Filtrarea drojdiei

Laptele de drojdie obținut este supus operațiilor prin care drojdia se concentrează în substanța uscată. Acestea sunt următoarele:

filtrarea;

presarea.

Laptele de drojdie nu poate fi utilizat ca atare din următoarele considerente:

este expus la infectare cu microorganisme străine, care îi reduc conservabilitatea;

apar probleme la transport, depozitare, utilizare și conservare.

Din vasul izoterm de colectare a laptelui de drojdie, acesta este pompat la filtrare. Drojdia se reține pe filtru de pânză sau plasă din inox, iar lichidul se elimină sub formă de steril.

Datorita vidului creat, drojdia se prinde ca o peliculă pe suprafața de filtrare, stratul de drojdie format fiind desprins cu un răzuitor. În continuare, drojdia este preluată de un transportor cu bandă, care trimite drojdia la operația de malaxare. Prin utilizarea acestui transportor se reduce umiditatea aderentă la celulele de drojdie.

Drojdia rezultată va avea un conținut de substanța uscată de 30 – 35 %.

J) Malaxarea drojdiei

Pentru ambalare, biomasa de drojdie trebuie să prezinte o consistență adecvată. Aceasta se obține prin omogenizare într-un malaxor de construcție specială, prin adaos de apă, dacă este necesar, umiditatea drojdiei corectându-se la valoari de 30 – 32 %.

Malaxorul este un recipient metalic, în interior prevăzut cu brațe metalice, care frământă încărcătura de drojdie comprimată de panificație. Durata malaxării este de 20 – 25 de minute[12].

Consumurile specifice la fabricarea drojdiei comprimate de panificație

Consumurile specifice la fabricarea drojdiei de panificație depind de o serie de factori, așa cum sunt:

calitatea melasei prelucrate;

utilajele folosite;

tehnologia aplicată;

calitățile tulpinii de drojdie multiplicate.

Tabelul 4.3. Limitele între care pot varia aceste consumuri sunt următoarele [13]

Procese microbiologice la fabricarea drojdiei comprimate

O influență importantă asupra multiplicării drojdiilor o au nitriții, rezultați în urma reducerii nitraților din melasă sub acțiunea bacteriilor care îi pot folosi în procesul de respirație, ca acceptor de hidrogen. Nitriții modifică morfologia celulelor, întârzie respirația, inhibă înmulțirea și activitatea fermentativă a celulelor de drojdie. Cea mai mare sensibilitate a fost semnalată în faza logaritmică de multiplicare a drojdiilor.

Dacă concentrația nitriților în mediu se micșorează de la 0,0037 la 0,001% în cursul înmulțirii drojdiilor, randamentul drojdiei se îmbunătățește cu 8-10%, iar de la concentrații de 0,009 la 0,002% cu 17-21%.

Melasa din sfeclă nu trebuie să conțină inhibitori pentru drojdii și trebuie completată cu factorii de creștere (tiamină, acid pantotenic, inozitol, biotină) în care aceasta este deficitară.

În cazul melaselor provenite din sfeclă imatură sau care în timpul însilozării a fost contaminată cu microorganisme, cantitatea de biotină este sub doza optimă pentru înmulțirea drojdiei (29µg/100g melasă), se adaugă extractul de porumb cu un conținut ridicat de biotină (60-200µg/100g extract.)

Pentru a crea condiții de multiplicare, după inocularea mediului sterilizat, se asigură condiții de aerare, care stimulează activitatea de biosinteză a drojdiei și reducerea timpului de generație. În condiții anaerobe (microaerofile), drojdia crește mai lent decât în condiții aerobe, raportat la 100 kg zahăr utilizat, randamentul teoretic în biomasă (substanța uscată), în anaerobioză este de 7,5 kg pe când în aerobioză este de 54 kg drojdie.

Calitatea drojdiei depinde de procesul tehnologic care trebuie să se desfășoare în condiții stricte de igiena pentru a evita contaminarea plămezilor, care oferă condiții optime și pentru dezvoltarea altor tipuri de microorganisme.

În general, gradul de contaminare a drojdiei în cursul fabricației este condiționat de următorii factori:

cultura starter contaminată;

melasa;

materiile auxiliare;

microbiota aerului;

dezinfecția insuficientă a instalației, conductelor;

igiena secției;

igiena ambalajului;

igiena individuală.

În cursul procesului de fabricare a drojdiei, în paralel cu multiplicarea drojdiilor de cultură, în diferite stadii de multiplicare (plămezi) se pot dezvolta și alte microorganisme contaminante ale drojdiei Saccharomyces cerevisiae, care măresc gradul de contaminare a drojdiei finite și determină o scădere a calităților biotehnologice și a conservabilității drojdiei comprimate.

Ocazional, poate să se producă contaminarea plămezilor cu drojdii sălbatice (atipice), Candida mycoderma. Contaminarea constă în înmulțirea mai rapidă a acestor medii de cultură, se observă o spumare a plămezilor și în mediu se simte mirosul de acetat de etil. Aceste drojdii au efect negativ asupra produsului finit, deoarece au activitate fermentativă mică, iar prezența lor în calupul de drojdie influențează durata de păstrare, prin aceea că intra în autoliză mai rapid și astfel oferă bacteriilor de contaminare un substrat favorabil dezvoltării.

Bacteriile se pot înmulți în toate stadiile de multiplicare ale drojdiei. Multe specii ca: Bacillus subtilis, Bacillus megatherium, Bacillus cereus pot proveni din melasa în care pot să formeze nitriți.

Creșterea bacteriilor poate avea loc mai frecvent în plămada a 5-a, la pH>6, unde au condiții optime de dezvoltare. Contaminarea poate avea loc cu bacterii ale genului Micrococcus: M. lutheus, M.candidus, din genul Bacillus, genul Flavobacterium, genul Proteus. Sunt bacterii de putrefacție și prin activitatea lor produc nitriți care inhibă înmulțirea drojdiei. Prin contaminarea calupurilor, reduc timpul de păstrare a drojdiei.

Contaminarea plămezii se poate face și cu mucegaiuri, dar acestea au viteza de înmulțire mai redusă decât a drojdiilor și efectul lor nu este sesizabil în cursul procesului de fabricație. Sporii care s-au separat odată cu drojdia pot germina în timpul păstrării și produc mucegairea exterioară sau interioară a drojdiei comprimate[14].

Procese care au loc la păstrarea drojdiei comprimate

După separarea celulelor de drojdie din mediul nutritiv epuizat în substanțe nutritive, ele trec într-o stare de repaus, în care nu mai are loc creșterea și multiplicarea, stare în care se găsesc în calupul de drojdie.

În aceste condiții, activitatea fermentativă a celulelor descrește în timp, cu o viteză care este dependentă de starea lor metabolică și de condițiile mediului ambiant. Pierderea treptată a activității se poate datora reducerii activității enzimatice a celulelor viabile, pierderii viabilității altor celule (datorită absenței substanțelor nutritive) sau lizei celulelor datorată enzimelor proteolitice proprii, prin fenomenul de autoliză. Liza se mai poate datora enzimelor elaborate de către microorganismele de contaminare.

Durata vieții drojdiilor separate de mediul nutritiv depinde de glucidele din rezerva de trehaloză si de glicogen. Mai importantă este rezerva de trehaloză, întrucât glicogenul se folosește în mai mică măsură în respirația endogenă. S-a stabilit că în momentul morții celulei de drojdie, trehaloza s-a consumat în proporție de 85-90%, iar glicogenul doar 30-40%, în comparație cu conținutul lor inițial în celulă.

Cantitatea glucidelor de rezervă în drojdie, imediat după cultivare oscilează în limite largi: trehaloza de la 20-150 mg/g drojdie uscată, iar glicogenul de la 30-100mg/g drojdie uscată.

Este cunoscut că drojdiile cultivate în diferite condiții (aerobe sau anaerobe) se diferențiază după conținutul de glucide de rezervă. Astfel, drojdiile cultivate în aerobioză sunt mai bogate în trehaloză, iar în condiții anaerobe predomină glicogenul. De aceea, gradul de aerare este important pentru acumularea de trehaloză și deci la creșterea viabilității. Acumularea trehalozei are loc în fiecare stadiu de multiplicare și depinde de cantitatea de trehaloză în drojdiile care s-au folosit pentru însămânțare. Celulele neînmugurite au un conținut mai mare de trehaloză. Existența în stadiul final a 25-30% celule înmugurite micșorează cantitatea de trehaloză în aceste drojdii de 2 ori. Pentru obținerea unei drojdii comprimate cu un conținut superior de trehaloză în celule, este necesar ca în stadiul final numărul de celule înmugurite să fie de aprox. 7%. La un conținut de trehaloză de 10-12% fața de s.u. și de proteine de 32-34% din s.u., durabilitatea drojdiei (rezistentă la 35°C) este de 100-120 ore.

Temperatura are un rol foarte important în prelungirea stării de viabilitate a celulelor. Astfel, drojdia supraviețuiește perioade mai lungi dacă temperatura de păstrare este apropiată de temperatura de înghețare a apei.

Tabelul 4.4.. Influența temperaturii asupra duratei de conservare a drojdiei comprimate [13]

Acest proces se explica prin faptul că la temperaturi >10°C, prin metabolismul glucidelor de rezervă se produce concomitent o cantitate de caldură, dar și creșterea etapizată a temperaturii favorizante pentru activitatea enzimelor endogene.

Conservabilitatea drojdiei presate este dependentă de intensitatea de desfașurare a proceselor de proteoliză, care încep să se producă dupa trecerea celulelor în stare de anabioză. Drojdia începe să se autolizeze, după ce sunt consumați toți compușii de rezervă ai celulei. Proteoliza inițială conduce la modificări fizico-chimice ale compușilor celulari, apar produse de hidroliză a protidelor cu caracter reducător ce determină modificări de pH și Eh (la drojdia în curs de autoliză, prin reacțiile de oxido-reducere care au loc, iau naștere prin transportul de electroni, un curent electric al cărui potențial poate fi măsurat).

Se apreciază astfel, cu cât drojdia este mai bogată în enzime oxido-reducătoare și în glutation sub formă oxidată, cu atât activitatea enzimelor proteolitice ale drojdiei este mai scazută și drojdia are o durabilitate mai mare. Apariția produșilor cu caracter reducător, a glutationului-forma redusă, determină o activare a endoproteazelor drojdiei și o intensificare a autolizei.

Ca rezultat al autolizei, calupul de drojdie se înmoaie, devine fluid, activitatea fermentativă scade foarte mult în urma hidrolizei enzimatice a proteinelor; un asfel de calup este foarte ușor alterabil, reprezentând în această formă un excelent mediu nutritiv pentru microorganisme.

În cazul păstrării drojdiei presate de bună calitate (necontaminate) în condiții corespunzătoare de depozitare, autoliza are loc foarte lent, în decurs de 1-3 luni. În schimb, dacă păstrarea acesteia are loc la temperatura de 35°C, durabilitatea este de numai 150 ore. [15]

Drojdia de panificație – produs finit

Drojdia de panificație se prezintă astăzi, în comerț, în diverse forme: drojdie comprimată (proaspătă), drojdie uscată activă (ADY), drojdie uscată protejată (PAPY) și drojdie uscată instant.

Cea mai populară formă este drojdia comprimată (proaspătă), care se comercializează în pachete vrac ca drojdie sfărâmată și ca drojdie pentru prăjituri ambalată în hârtie ceruită.

În industria de panificație drojdia este utilizată drept afânător biologic și potențator de aromă la fabricarea pâinii. Pentru a putea fi livrată întreprinderilor de panificație și în comerț, drojdia de panificație trebuie să îndeplinească anumite condiții de calitate, ce se referă la :

proprietățile organoleptice;

proprietățile fizico-chimice și biologice.

Proprietățile organoleptice

Principalele proprietățile organoleptice pe care trebuie să le îndeplinească drojdia de panificație sunt următoarele:

aspectul – drojdia trebuie să se prezinte ca o masă solidă cu suprafață netedă;

consistența – drojdia în calupuri trebuie să fia densă, să se rupă ușor, să nu fie lipicioasă sau vâscoasă;

culoarea – trebuie să fie cenușiu-deschis, cu nuanță gălbuie uniformă în masă;

gustul – trebuie să fie corespunzător drojdiei proaspete. Nu se admite gustul rânced sau amar.

mirosul – trebuie să fie caracteristic drojdiei. Nu se admite miros de mucegai sau alte mirosuri străine.

Proprietățile fizico-chimice

Cunoașterea compoziției chimice a drojdiei de panificație este importantă pentru stabilirea cantităților de substanțe nutritive necesare pentru multiplicarea drojdiei în diferite faze cât și modul lor de adăugare, în vederea obținerii de randamente maxime în drojdie și pentru înțelegerea proceselor care au loc în timpul păstrării drojdiei în calup.

Compoziția drojdiei de panificație comprimată este prezentată în tabelele 4.5, 4.6, 4.6, 4.7.

Se apreciază că, aproximativ 94% din substanța uscată a drojdiei este alcătuită din principalele elemente: carbon, hidrogen, oxigen și azot, care sunt reprezentate de glucide (glicogen, gume, hemiceluloze), proteine, acizi nucleici, baze organice, lipide, substanțe minerale, vitamine și enzime. Conținutul în carbon al unei drojdii cu 27% s.u. este aproximativ 12,7% și servește ca bază pentru calculul necesarului de glucide pentru acumularea biomasei de drojdie.

Aproximativ 70% din azotul total al drojdiei este inclus în proteine. 8-10% în baze purinice, 4% în pirimidine, restul fiind format din produse solubile ca aminoacizi și nucleotide. Plecând de la conținutul în azot al drojdiei se stabilește necesarul de substanțe cu azot pentru corectarea melasei care este deficitară în azot.

Drojdia conține și cantități importante de vitamine, în special din grupul B.

Tabelul 4.5. Compoziția chimică a drojdiei de panificație [7]

Tabelul 4.6. Conținutul în aminoacizi al proteinelor drojdiilor ((% din greutatea proteinelor) [8]

Tabelul 4.7. Conținutul de vitamine al drojdiei de panificație (g %s.u.) [13]

Substanțele minerale se găsesc fie în combinații anorganice sau intră în compoziția unor substanțe organice, aflându-se deci ca electroliți în soluție sau sunt formă de complexe coloidale.

Tabelul 4.8. Compoziția minerală a drojdiei de panificație [8]

Valoarea energetică : 350-430 KJ / 100 g

Biomasa unui gram de drojdie comprimată conține aproximativ 10 miliarde de celule[16].

Influența microorganismelor de contaminare asupra conservabilității drojdiei de panificație

Prezența în calupul de drojdie presată a microorganismelor contaminante determină întotdeauna o accelerare a proceselor ce conduc la alterarea drojdiei. Dacă păstrarea drojdiei se face la temeperatura camerei, primele celule care intra în autoliză sunt celulele care aparțin drojdiilor atipice (sălbatice), iar produsele rezultate servesc drept mediu nutritiv pentru bacteriile proteolitice. Acestea, prin enzimele extracelulare elaborate, vor degrada întreaga biomasă de drojdie.

În cursul păstrării drojdiei la 35°C se observă o mărire bruscă a activitații enzimelor proteolitice și o creștere a numarului bacteriilor de putrefacție, mai intensa din momentul în care drojdia începe să se înmoaie. Odată cu creșterea activității proteazelor se produce treptat moartea celulelor de drojdie și apoi a celulelor bacteriene.

În cazul păstrării drojdiei la 20°C, caracterul modificărilor este identic, dar înmulțirea bacteriilor de putrefacție este mai lentă.

Prin păstrarea drojdiei presate la 2-4°C, o dublare a numărului inițial de bacterii are loc dupa 20 zile, iar activitatea proteolitică a celulelor de drojdie este mai redusă.

În tabelul nr.4.7. se dau datele unor experimentări, care dovedesc rolul microorganismelor contaminante asupra calitaților drojdiei presate.

Tabel 4.9. Influența bacteriilor de putrefacție asupra drojdiei presate [7]

Astfel, se constată că intensificarea procesului de proteoliză este determinată de multiplicarea activă a bacteriilor de putrefacție în calupul de drojdie, concomitent cu mărirea concentrației de celule, crește activitatea proteazelor bacteriene extracelulare.

Ca rezultat al proteolizei, enzimele care catalizează desfașurarea procesului de fermentație alcoolică și care conferă calitățile biotehnologice ale drojdiei de panificație, datorită structurii lor, în care apoenzimele care sunt proteine, prin degradare îsi pierd specificitatea de acțiune.

Defecte microbiene

Mucegăirea

La fabricile de pâine, dacă depozitarea calupurilor de drojdie se face la temperaturi mai mari de 10°C și în magazii cu o umezeală relativă a aerului mai mare de 75%, pe suprafața calupului se pot dezvolta colonii de mucegaiuri, care îi depreciază calitatea. În timpul păstrării, poate apărea ca defect mucegăirea cu Geotrichum candidum, care consumă acizii rezultați prin activitatea drojdiei, are activitate lipazică și proteazică și formează la suprafața drojdiei un strat făinos. Dintre mucegaiuri se mai pot dezvolta Penicillium expansum, care produce pete verzui, Chladosporium herbarum, care produce mucegăirea printre fisuri ale calupului: la umiditate mai mare de 75%, se dezvoltă Mucor mucedo, ce determină mucegăirea și înmuierea calupului datorită enzimelor proteolitice.

Drojdia comprimată este un mediu excelent și pentru dezvoltarea bacteriilor. În calupul de drojdie pot fi prezente și bacterii lactice, cu reprezentanți ai genului Lactobacillus (specii heterofermentative), care au rol pozitiv în fermentarea aluatului, încat drojdia poate fi o sursa suplimentară de introducere în aluat a bacteriilor lactice.

La controlul microbiologic al drojdiei comprimate, se impune absența bacteriilor din genul Salmonella, iar numărul de coliformi total sa fie mai mic de 1000/g ( E. coli<100/g ).

CAPITOLUL V

PROCEDEE TEHNOLOGICE DE PRODUCERE A DROJDIEI DE PANIFICAȚIE

Procedeul clasic în plămezi diluate

Faza a III-a de multiplicare a drojdiei se realizează în linuri speciale, prevăzute cu sistem de aerare și de răcire, având o capacitate de circa 10 ori mai mare decât a vaselor folosite în faza a II-a (7 – 25 m3). În lin se introduce în prealabil întreaga cantitate de apă de diluare a melasei, iar în prima oră de multiplicare se alimentează 10% din cantitatea de melasă, completată cu soluția de săruri nutritive. Se adaugă cultura de drojdie, rezultând o soluție de 2,8 0Bllg.

Aerarea se realizează cu 40 m3 aer / m3 plămadă și oră, la temperatura de 280C. În ora a doua, se micșorează debitul de melasă la jumătate și se dublează aerarea. Concentrația plămezii scade la 2,30 Bllg. În condiții asemănătoare, regimul continuă timp de 10 ore, mărindu-se doza orară de alimentare cu melasă, iar în ora a 10-a se reduce din nou aerarea la jumătate.

Indiferent de tehnologia aplicată, la instalațiile de mare capacitate plămada de drojdie rezultată în treapta a treia de multiplicare este supusă concentrării cu separatoare centrifugale, înainte de însămânțare pentru următoarea etapă de multiplicare. Totodată, se corectează pH-ul și se păstrează „cuibul” de drojdie astfel obținut în recipiente răcite.

Procedeul de multiplicare a drojdiei în faza a IV-a are loc în linuri de 5 – 6 ori mai mari, iar melasa se diluează cu apă în proporție de 1/20. Linurile se completează treptat cu melasă și soluție de săruri nutritive, pe parcursul unui regim de 13 ore de multiplicare, conform unor diagrame precis stabilite. În final, laptele de drojdie are o concentrație de 3 – 3,8 0Bllg și un pH de 4,5 – 4,8. Aerarea se realizează în prima și ultima oră cu 50 m3 aer/m3 plămadă, iar în rest cu doze duble. Randamentul în drojdie 27% s.u. este de cca. 45%. Laptele de drojdie rezultat se concentrează pentru obținerea drojdiei cuib, folosind în acest scop separatoare centrifugale.

Multiplicarea drojdiei în faza a V-a este în mod uzual ultima fază de obținere a drojdiei de vânzare. Conform tehnologiei clasice, raportul de diluare este de 1/25. Inițial, se introduce în lin 40% din cantitatea de apa, față de volumul acestuia, la care se adaugă 8% din cantitatea de melasă și 14% din cea de săruri nutritive. Rezultă o plămada cu o concentrație de 1,10Bllg, la un pH de 5,3-5,4. În final, după un regim de multiplicare de 12 ore, rezultă un lapte de drojdie cu o concentrație de 2,2 – 2,30 Bllg, o aciditate de 0,3 – 0,4 grade, un pH de 5,4 – 5,6 și o temperatură de 29 – 300 C. Randamentul în drojdie 27% s.u. poate fi de 90% .

Procedeul de multiplicare în plămezi concentrate

Prin folosirea sistemelor dinamice de aerare, care asigură o dispersare foarte fină a aerului în mediul de cultura, s-a ajuns la înmulțirea drojdiilor în plămezi mult mai concentrate decât în cadrul procedeului clasic. Se obține în final plămezi cu o concentrație în biomasa de drojdie de 4 – 5 ori mai mare (170- 250 g drojdie cu 27% s.u. / l).

Procedeul prezintă două variante de multiplicare a drojdiilor și anume:

multiplicarea în mediu alcoolic;

multiplicarea fără fermentație alcoolică.

Procedeul de multiplicare în mediul alcoolic se caracterizează prin faptul că în primele 4 faze de multiplicare drojdia se multiplică în mediul alcoolic în linuri obișnuite, iar în faza a V-a se folosesc linuri speciale, cu sistem dinamic de aerare. Plămada alcoolică rezultată din faza a treia este centrifugată, plămada fără drojdie fiind trimisă la distilare, iar laptele de drojdie obținut serveste pentru însămânțare în faza a patra. În faza a V-a, drojdia se multiplică într-o plămadă concentrată, sub aerare intensă, de circa 60 m3 aer /m3 / h, fără formare de alcool, obținându-se o concentrație ridicată în drojdie de 220-250 g/l. La sfârșitul multiplicării, drojdia este separată centrifugal și prelucrată în mod obișnuit până la obținerea produsului finit. Deși diluția în ultima fază este mică, de numai 1: 5, se obține un randament ridicat în drojdie, de 91-93%, față de melasa tip 50%, respectiv 40 – 41 kg drojdie 27% s.u. și 20-22 l alcool absolut.

În cazul procesului tehnologic de multiplicare a drojdiei în plămezi concentrate fără fermentație alcoolică, sistemul de aerare dinamică este folosit începând cu cea de-a doua fază de multiplicare, astfel încât nu se mai formează alcool. Instalația destinată multiplicării drojdiei prin aerare intensivă în plămezi concentrate este conceputa si comercializata de firma austriaca Vogelbusch.

Procedee continue

Procedeele continue funcționează pe principiul fermentării succesive, într-o baterie de mai multe linuri, cu adaos treptat de mediu nutritiv. Cele mai cunoscute sunt procedeul Rost (Germania) și procedeul Olsen / Sher (Anglia).

Procedeul Rost folosește o baterie de șase linuri, legate între ele prin conducte aproape de fund. Se umple primul lin și se începe fermentarea. După 2 ore se efectuează legătura cu al doilea lin prin conducta inferioară și se umple până la echilibrarea nivelului, apoi se realizează legătura cu al treilea lin și se repetă operația până la umplerea întregii baterii de șase linuri. Întregul proces durează 14 h.

După trei zile de întrerupe parțial procesul, în vederea sterilizării linurilor. Sterilizarea se face pentru a preveni apariția infecțiilor și pentru a scădea puterea de fermentare a drojdiei.

Prin procedeul Olsen/Sher (1963) se utilizează șase linuri a câte 40500 l, cu pompe de vehiculare a plămezii parțial fermentate de la un lin la altul. Acest procedeu realizează o producție de 2 t/h într-o instalație complet automatizată.

Procedeul de multiplicare în mediul alcoolic Deloffre

Deloffre a constatat că alcoolul etilic poate fi asimilat de către drojdiile de panificație la fel de bine ca și hidrații de carbon. Calitatea drojdiei obținute este ceva mai slabă decât cea aplicând tehnologiile tradiționale, dar costurile de melasă și săruri nutritive și utilități sunt incomparabile.

Multiplicarea drojdiei se realizează în două etape :

obținerea drojdiei de însămânțare în mediul alcoolic în una sau două faze;

obținerea drojdiei de vânzare o (fază) .

În urma acestui procedeu rezultă o drojdie cu o conservabilitate foarte bună și cu un consum redus de melasă.

Procedeul Starcosa (BMA) pentru fabricarea drojdiei comprimate constă dintr-o combinație a celui clasic cu cel cu plămezi concentrate. Multiplicarea are loc în 3 trepte, folosind linuri de tip Waldorf, cu manta de răcire. Sistemul de aerare este fix, cu țevi perforate, dar cu distribuire ameliorată. În rest, procedeul nu este practic diferit de cel aplicat în mod uzual.

Tehnologia aplicată în România până acum a fost cea de multiplicare clasica în primele patru trepte si de înmulțire a drojdiei prin aerare intensiva în treapta a V-a de multiplicare. Se obține un lapte de drojdie cu 200 g drojdie tip 27 % s.u. / litru în cazul în care se practică un adaos de biotina, de până la 160 g/l, fără adaos de stimulatori de creștere, comparativ cu 40 g/l realizat în cazul tehnologiilor convenționale.

Melasa ajunge prin cădere într-un vas de diluare – încălzire cu injector de abur, unde este diluată de la 80 grade Balling la 40 grade Balling, apoi este pompată în separatorul centrifugal de limpezire.

Melasa limpezită este trecută în recipiente de alimentare a linurilor, unde este diluată la 25 grade Balling si este menținută la cald pentru prevenirea infecțiilor.

Tabelul 5.1. Consumul de melasă și cantitățile de drojdie obținute în diversele trepte de multiplicare [9]

Soluțiile de săruri nutritive se prepară în recipientele pentru superfosfat și pentru sulfat de amoniu. Amoniacul se dozează dintr-un rezervor extern. Debitul pentru fiecare vas de multiplicare se reglează cu ajutorul unor rotametre. Sunt prevazute gospodăria de formalină, pentru prevenirea infecțiilor și gospodăria de ulei antispumant, pentru combaterea spumei. Aerul este generat de turbosuflante cu pistoane rotative, prevăzute cu filter bactericide și răcitor – spălător.

Multiplicarea drojdiei are loc în stația de culturi pure, apoi în continuare în hala de fabricație. Vasul de generația a III-a este prevăzut cu armătură pentru alimentarea cu melasă, soluții de săruri nutritive, acid sulfuric, agent antispumant, formalină, dispozitiv de aerare, apă de diluare, apă de răcire și lapte de drojdie.

Laptele de drojdie rezultat din treapta a III-a de multiplicare este trecut prin separatorul centrifugal pentru concentrare și apoi depozitat în recipiente izoterme, până la însămânțarea în faza următoare, în vasele din trepta a IV-a. În plus față de armăturile de la vasul de generația a III-a, vasul de generația a IV-a sunt prevăzute și cu indicator continuu de nivel, semnalizator de nivel maxim și dispozitiv de administrare automată a agentului antispumant. Laptele de drojdie rezultat este apoi concentrat în separatorul centrifugal, răcit și păstrat în recipiente izoterme, pentru însămânțare în treapta a V-a.

Multiplicarea în treapta a V-a are loc fie în vase identice cu cele din treapta a IV-a, în cazul plâmezilor diluate, fie în vase prevăzute cu dispozitive de aerare intensive, în cazul procesului cu plămezi concentrate. În cursul multiplicării se reglează automat debitul de melasă, funcție de conținutul în alcool al gazelor rezultate. Cantitatea de drojdie rezultată va fi de 160 g / l (tip 27 % s.u.). Temperatura este menținută la 300C prin răcire exterioară și interioară a vasului. Debitul de aer este practic constant, de 5000 – 5500 mc / h.

Laptele de drojdie rezultat este evacuat din vas cu pompa și este trecut prin site în separatoare centrifugale de concentrare in 3 trepte. După fiecare concentrare (respectiv treaptă de multiplicare) este efectuată o spălare, o diluare și o răcire cu apă, folosind ejectoarele.

După fiecare separare, laptele ajunge în câte un colector, apoi într-un rezervon tampon, trecut prin răcitoarele cu plăci pentru a fi răcit la 40C și trecut în tancuri izoterme. Laptele de drojdie alimentează, prin intermediul unor pompe, filtrele rotative sub vid, unde se concentrează de la 13% pâna la cca. 27% s.u., drojdia alimentează apoi mașinile de fasonare și ambalare în calupuri.

În unele cazuri, concentrarea și spalarea laptelui de drojdie se realizează abia după treapta a IV-a de multiplicare și nu după a III-a, caz în care vasele de generațiile IV si V au aceleași dimensiuni și echipamente.

Tabelul 5.2. Indicatorii tehnologici ai tehnologiei clasice, tehnologiei cu plămezi concentrate și ai tehnologiei BMA [13]

Datele prezentate în tabelul anterior sunt variabile, în funcție de calitatea melasei folosite. Astfel, consumurile specifice de melasă și de săruri nutritive sunt mai mari atunci când sunt utilizate melase cu conținut redus de săruri si biostimulatori[17].

Procedeul de producere a drojdiei de panificție în ciclu redus de multiplicare ce va fi detaliat în capitolul VII.

CAPITOLUL VI. ALEGEREA VARIANTEI OPTME

Pentru obținerea unei drojdii de panificație de calitate, oricare ar fi procedeul tehnologic ales (clasic, discontinuu, cu plămezi diluate sau concentrate și cu aerare dinamica), este necesară utilizarea unor materii prime și auxiliare de înalta calitate și desfașurarea procesului de fabricație cu urmărirea parametrilor tehnologici în diferite faze de multiplicare.

Tehnologia de fabricare a drojdiei de panificație are drep scop obținerea unei cantități maxime de masă de drojdie de înaltă calitate cu un consum minim de utilități și medii nutritive. Se are în vedere realizarea unor multiplicări optime a celulelor prin înmugurire utilizând culturi noi periodic, cu respectarea condițiilor de dezvotare și luarea în considerare a cantitații de drojdie cuib, a stării fiziologice și a factorilor limitativi.

CAPITOLUL VII.

ETAPELE PROCESULUI TEHNOLOGIC ALES. TEHNOLOGIA DE PRODUCERE A DROJDIEI DE PANIFICȚIE ÎN CICLU REDUS DE MULTIPLICARE

Tehnologia de obținere a drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare cuprinde două etape tehnologice principale:

obținerea biomasei monocelulare de drojdie, prin multiplicare;

recuperarea biomasei monocelulare de drojdie din plamadă, spălarea și concentrarea.

Date generale

Prima etapă a tehnologiei, respectiv multiplicarea drojdiei, se realizează în trei trepte, după cum urmează:

treapta I si a II–a de multiplicare, prin care se obține o cantitate mare de biomasă pornind de la cultura pură realizată în laborator în balon Karlsberg;

treapta a III–a de multiplicare reprezintă faza tehnologică de obținere a produsului finit, biomasa de drojdie.

Aceste trepte de multiplicare presupun parcurgerea următoarelor faze ale procesului tehnologic:

realizarea inoculului pentru industrie, cu următoarele faze:

activarea drojdiei din cultura stoc pe mediu nutritiv solid;

multiplicarea drojdiei în balonul Pasteur pe mediu nutritiv lichid;

multiplicarea drojdiei în balon Karlsberg până la volum de 20 de litri;

multiplicarea drojdiei în trei trepte de multiplicare:

dupa multiplicarea culturii pure de laborator în primele 2 trepte de multiplicare, se realizeaza o separare a drojdiei lichide din plamadă folosind un separator centrifugal;

plamada epuizată în biomasa de drojdie și apele de spălare aferente se trimit ca borhot de melasă la stația de epurare;

biomasa de drojdie lichidă, care este denumită în practică „lapte de drojdie”, este depozitată în vase izoterme, răcită și folosită pentru cea de a treia treaptă de multiplicare. Poate fi considerat inocul industrial;

de la o șarjă de multiplicare a drojdiei în treptele I si II se pot inocula 4 șarje pentru cea de a treia treaptă de multiplicare. Drojdia rezultată este centrifugată si spălată și apoi depozitată în alte vase izoterme, până la prelucrarea ulterioară;

procesul este astfel conceput încât operațiile acestei faze tehnologice să se realizeze de doua ori săptămanal, sâmbăta fiind zi programată pentru igienizarea întregii secții de producție, iar duminica pentru pregătirea balonului Karlsberg.

prelucrarea ulterioară a laptelui de drojdie rezultat dupa treapta a III–a de multiplicare, dupa spălare:

din vasele izoterme laptele de drojdie este trecut la un filtru cu vid, unde drojdia se concentrează până la 30 – 31% substanță uscată și este denumită „drojdie presată”. Apa rezultata la filtrare este direcționată spre stația de epurare[18].

Procesul tehnologic

Fig.7.1. Schema tehnologică de obținere a drojdiei de panificație [20]

Procesul tehnologic de obținere a biomasei din drojdie cuprinde următoarele faze principale:

transportul melasei;

recepția, descărcarea, depozitarea melasei;

recepția, descărcarea, depozitarea materialelor auxiliare;

prepararea melasei;

sterilizarea – limpezirea melasei;

prepararea soluțiilor de săruri minerale;

prepararea culturii pure de drojdie;

inocularea și multiplicarea drojdiei – obținerea propriu-zisă a biomasei din drojdie;

separarea – concentrarea suspensiei de drojdie;

filtrarea – presarea – malaxarea drojdiei.

Transportul melasei

Transportul melasei de la fabrica de zahăr la fabrica de producere a drojdiei se face cu ajutorul cisternelor care probabil au fost întrebuințate și pentru transportul altor produse (păcura, produse petroliere, diferite substanțe chimice). Înainte de folosire aceste cisterne trebuie sa fie spălate și aburite, pentru a putea fi îndepărtate resturile de produs care ar putea impurifica melasa sau ar putea să fie chiar toxice pentru drojdii.

Fig. 7.2. Cisternă pentru transport produse petroliere, chimice sau alimentare [21]

Recepția, descărcarea, depozitarea melasei

Melasa, agreată în prealabil, necesară procesului tehnologic, este transoportată cu cisternele si depozitată în rezervoarele de stocare ale secției, dupa recepția cantitativă și preluarea probelor pentru recepția calitativă.

Fig. 7.3. Rezervor de stocare melasă [22]

Recepția cantitativă a melasei se face prin cântărirea melasei sosite de la furnizor, pentru verificarea greutății înscrise în actul de transport. Înainte de descărcare, autocisterna se cântărește pe cântarul basculă a secției de producție. După descărcarea melasei, autocisterna se cântărește din nou pentru verificarea greutății proprii. Diferența dintre greutatea brută (greutatea proprie a cisternei și a melasei) și greutatea proprie a cisternei, reprezintă greutatea netă a melasei.

Unul dintre cele mai importante aspecte ale recepției cantitative a melasei este conținutul de zahăr care trebuie sa fie cuprins în intervalul 42 – 52%. Pentru reglementarea modului de plată a melasei s-a stabilit un nivel de referință a conținutului de zahăr, iar prețul unei tone de melasă se stabilește prin standardizarea acesteia la un nivel de referință a conținutului de zaharoză la valoarea ce 50%.

Prin recepția calitativă se urmărește alimentarea secției cu melasă de cea mai bună calitate. Analizele minime obligatorii la recepția melasei sunt urmatoarele:

examentul senzorial (organoleptic);

conținut de substanță uscată;

pH;

conținut de zaharoză.

Având în vedere că melasa din sfeclă și cea din trestie sunt derivate din plante diferite crescute în medii diferite și constituie reziduuri rezultate din procesări diferite, cele două produse diferă în compoziție. În particular, ele diferă prin compoziția de zahăr și conținut de proteine, și de asemenea, prin conținutul mediu de săruri și vitamine. În plus, compoziția melasei diferă de la producător la producător și de la sezon la sezon, astfel că un producător de drojdie responsabil testează fiecare lot de materie primă. Melasa din trestia de zahăr conține de cel puțin 20 de ori mai multă biotină ca melasa din sfeclă de zahăr, iar melasa din sfeclă conține de 2-4 ori mai mult acid pantotenic. Un amestec al celor două tipuri de melasă poate astfel satisface cererea de vitamine a în mediul de cultură și contribuie astfel la economii prin renunțarea la adaosul de vitamine.

Depozitarea melasei

Depozitarea melasei se face în rezervoare metalice sau din polstif.

Fig.7.4 Instalația de decărcare și depozitare a melasei [17]

1-cisternă; 2-conductă de abur; 3-racord de golire; 4, 7, 10-conducte; 4-rezervor de descărare; 5-pompă; 8-rezervor de depozitare; 11-racord; 12-serpentină; 13-riglă gradată;

14-cursor indicator; 15-plutitor

Gospodărirea corespunzătoare a melasei impune, printre altele și cunoașterea cantităților de melasă care la un moment dat se găsesc în fabrică. Determinarea cantității de melasă prin cântărire nu este posibilă. Din această cauză se recurge la măsurarea volumetrică și apoi se stabilește prin calcul cantitatea de melasă.

Pentru stabilirea stocului se măsoara mai întâi înălțimea stratului de melasă și a celui de spumă. Apoi se recoltează probe de melasă de la diferite înăltimi, din care se face o probă medie pentru analiza de laborator.

În timpul depozitării, în masa de melasă pot aparea fenomene de degradare, datorită unor procese chimice si biochimice.

Melasele defecte nu trebuie sa fie depozitate, deoarece sunt supuse unor degradări intense care duc la pierderi mari de substanță utilă, respectiv zahăr. Sunt considerate defecte melasele care au următoarele caracteristici:

o concentrație sub 74 % substanța uscată;

conținut de acizi volatili de peste 1,2 %;

conținut de zahăr invertit peste 1 %;

pH mai mic de 7;

concentrație mare de microorganisme de infecție.

În cazul melaselor defecte, numărul de microorganisme poate ajunge până la câteva milioane/1 g de melasă, în timp ce numărul mediu de microorganisme în melasă este în intervalul 10.000 – 500.000/g (în general bacterii, mucegaiuri și drojdii sălbatice).

Depozitarea melaselor defecte mai ales a celor cu conținut ridicat de zahăr invertit (peste 15 %), așa cum sunt melasele din trestie de zahăr, poate avea uneori urmări foarte grave.

Este cunoscut fenomenul de fermentare spumoasa, care se declanșează în cazul melaselor defecte când temperatura lor se ridică peste 40oC. La această temperatură reacțiile biochimice se desfășoară energic cu dezvoltarea unei cantități mari de căldură (reacție exotermă), încat melasa se carbonizează, transformandu-se într-o masă neagră solidă. Această temperatură poate să apară și în cazul melaselor normale, atunci când sunt încălzite excesiv, peste 60oC.

În timpul păstrării melasei, trebuie să se respecte următoarele condiții de depozitare:

în rezervorul de depozitare trebuie să se introducă numai melasa corespunzătoare calitativ;

melasa trebuie sa fie depozitată în rezervoare închise, curățate și dezinfectate;

trebuie să se evite diluarea melasei cu apa provenită din precipitații (ploi, zăpadă), deoarece la o concentrație scăzută (sub 70oBx) încep fenomene de fermentație;

în timpul lunilor cu temperatură ridicată trebuie să se urmărească cu deosebită grijă încălzirea melasei, astfel că temperatură în masa acesteia să nu depășească 40oC;

laboratorul trebuie să efectueze săptămânal controlul temperaturii, controlul chimic și al spumării și lunar controlul microbiologic al melasei.

Prepararea melasei

Prepararea melasei în vederea utilizării constă din următoarele operații:

cântărirea melasei preluate prin pompare din rezervorul de depozitare, asigură integritatea gestiunii și o corectă urmărire a consumului specific;

diluarea la 40 % substanță uscată și preîncălzirea la 80oC se efectuează în scopul creșterii fluidității melasei, ceea ce permite curgerea liberă a acesteia prin conducte, concomitent cu favorizarea sedimentării impurităților mecanice aflate în suspensie;

prin acidularea melasei cu acid sulfuric până la pH 4,5 se favorizează coagularea coloizilor sub formă de fulgi care sedimentează ușor. Acidularea melasei se face la temperatura mediului ambiant, înainte de preîncălzire;

acidul sulfuric adăugat acționeazaă asupra sărurilor din melasă, eliberând acizii organici și unele substanțe care inhibă dezvoltarea drojdiilor (în special nitriți si sulfiți);

consumul de acid sulfuric adăugat pentru acidularea melasei depinde de alcalinitatea acesteia, fiind de 2 – 7 litri acid sulfuric concentrat pentru o tonă de melasă.

Sterilizarea – limpezirea melasei

Scopul operației este distrugerea termică a microorganismelor infectante și îndepărtarea coloizilor precipitați precum și a impurităților mecanice. Prin precipitare, se îndepărtează și o serie de substanțe colorante.

Prin agitare și barbotare de aer în melasa fierbinte, se elimină acizii volatili prezenți în melasă sau formați prin acțiunea acidului sulfuric asupra unor substanțe din melasă.

Limpezirea melasei se poate face prin mai multe metode. La alegerea metodei trebuie să se țină seama de economicitatea procedeului ales, având totodată în vedere și utilajul ce se folosește pentru aceasta.

La limpezire se urmărește în special îndepărtarea substanțelor solide și a substanțelor în suspensie, coloizi, substanțe colorante, acizi volatili, oxizi de azot, sulfiți. În al doilea rând se folosește sterilizarea melasei care poate fi totală (procedee mai scumpe) sau parțială prin diminuarea microflorei existente în melasă (bacterii, mucegaiuri, drojdii sălbatice).

Nu se poate elabora o regulă generală pentru limpezirea melasei, deoarece procedeul de limpezire este în funcție de calitatea acesteia.

În cazul melaselor normale, cele mai des folosite procedee de limpezire sunt limpezirea acidă la cald cu și fără utilizarea separatoarelor centrifugale. Procedeul de limpezire a melasei care urmează a se aplica este procedeul acid la cald cu utilizarea separatorului centrifugal.

Melasa diluată cu apă potabilă la cca. 40 % substanță uscată, cu pH 4,5 și încălzită la 80oC este supusă operației de sterilizare în acelasi vas în care s-a făcut diluarea și corecția de pH. Vasul trebuia prevăzut cu serpentină sau manta de încălzire si sistem de agitare.

Melasa, sub agitare continua, se încălzește la 90-95 oC și se menține la această temperatură timp de 30 de minute. Cu 15 minute înainte de terminarea sterilizării, în melasa diluată și partial sterilizată se barbotează aer. După terminarea sterilizării, melasa se lasă în repaus 2 – 3 ore pentru depunerea coloizilor precipitați.

Melasa limpezită este aspirată prin ștuțul de evacuare amplasat la cca. 30 cm de fundul vasului și după trecerea prin separatorul centrifugal, pentru limpezirea suplimentară, se depozitează în vasele intermediare din care se dozează în procesul tehnologic.

Vasul intermediar pentru melasă trebuie să fie prevăzut cu serpentină sau manta de răcire pentru a asigura temperatura cu care se dozează melasa în procesul tehnologic (28 – 30oC).

Pregatirea soluțiilor de săruri minerale nutritive

Scopul acestei operații este de a pregăti sub formă de soluție asimilabilă de către drojdie a sărurilor de azot și fosfor. Pentru obținerea randamentelor normale de biomasă, la faza de multiplicare a drojdiei se adaugă săruri minerale nutritive care compensează lipsa de azot si fosfor din melasă.

Sărurile minerale care se pot utiliza la obținerea biomasei din drojdie sunt următoarele:

sulfat de amoniu : 20 – 21 % azot;

uree : 46 % azot;

apă amoniacală : 25 % azot;

diamoniu fosfat : 16 % azot + 48 % P2O5;

superfosfat de calciu.

În mod normal se folosește sulfatul de amoniu și diamoniu fosfat, iar în lipsa acestora se poate folosi ureea, apa amoniacală si superfosfatul de calciu.

Sărurile se dizolvă separat pentru evitarea apariției unor precipitate în vasele de dizolvare sau depozitare până la dozarea în procesul tehnologic.

Dozarea cantității de săruri se face în așa manieră încât să se obțină o soluție cu concentrația de 8% sulfat de amoniu și 8% diamoniu fosfat. Solubilizarea sărurilor se face la temperatura de 80oC, timp de 30 de minute sub agitare continuă. Apoi dupa 4 ore – timp de decantare și limpezire soluțiile se transvazează în vasele tampon de unde sunt dozate în procesul tehnologic.

Pregătirea culturii pure de drojdie și multiplicarea drojdiei

Cultura pură de drojdie se prepară la balon Karsberg, iar contțnutul acestuia se însămânțează apoi în balonul lui Pasteur și după o termostatare de 24 de ore la 30oC ± 0,1oC, acesta poate fi însămânțat în vasul pentru prima fază de multiplicare a drojdiei.

Pentru inocularea balonului Karlsberg cu conținutul balonului Pasteur și apoi a vasului pentru multiplicarea drojdiei în prima fază se folosesc tuburile laterale ale celor două baloane (prevăzute cu furtun de cauciuc și baghetă de sticlă), protejate pentru sterilitate microbiologică cu o flacără produsă de vata imbibată cu alcool sanitar.

Scopul operației de multiplicare a drojdiei este obținerea de masă celulară de drojdie (biomasă de drojdie). Multiplicarea drojdiei se realizează în trei etape succesive, drojdia rezultată dintr-o etapă de multiplicare constituind inoculul pentru faza următoare.

Dezvoltarea succesivă a drojdiei în mai multe etape este necesară din mai multe motive:

drojdia de cultură pură de laborator trebuie să se acomodeze treptat condițiilor de multiplicare la scară industrială;

se pot asigura condițiile necesare de combatere a microorganismelor de infecție;

se poate dirija cu mai multă siguranță procesul tehnologic, în sensul obținerii unei drojdii viguroase, având capacitate ridicată de fermentare.

La sfârșitul perioadei de multiplicare, drojdia este trecută la separatoarele centrifugale și apoi la filtrare.

Separarea laptelui de drojdie din plămezile finale

Această operație se execută în scopul de a concentra într-un volum redus o cantitate cât mai mare de celule, precum și pentru a scoate celulele din plămada în care se află substante daunatoare insusirilor calitative ale biomasei.

Numărul separatoarelor utilizate depinde de:

capacitatea de producție;

numărul de trepte de separare.

În cazul de față se vor folosi trei separatoare de tip Alfa – Laval, dispuse în trei trepte de separare:

1 separator pentru separare;

1 separator pentru prima spălare a drojdiei;

1 separator pentru a doua spălare a drojdiei.

Fig.7.5. Separator de tip Alfa – Laval [23]

În treapta I de separare, drojdia se separă din plămada sub formă de lapte de drojdie cu un conținut de 150 – 200 g drojdie / litru. Laptele de drojdie este colectat apoi într-un rezervor tampon, unde se amestecă cu apa pentru diluare și spălare, în proporție de 2 – 4 volume / volum lapte de drojdie.

În treapta a doua de spălare, concentrarea laptelui de drojdie ajunge până la 350 – 400 g / litru, laptele de drojdie rezultat fiind colectat într-un rezervor special. Pentru asigurarea calității, laptele de drojdie este răcit la 4 – 6oC cu un schimbător de căldură, folosind apa racit.

Depozitarea laptelui de drojdie

Depozitarea laptelui de drojdie se realizează în rezervoare colectoare cu manta de răcire și agitatoare care trebuie să asigure menținerea temperaturii laptelui de drojdie la 4 – 6oC, temperatura la care procesele vitale ale celulelor de drojdie sunt încetinite. La aceste temperaturi este frânată și activitatea microorganismelor de infecție, în special a bacteriilor care se găsesc în mod inerent în laptele de drojdie, în număr diferit, în funcție de eficiența mijloacelor de combatere a infecțiilor.

Fig. 7.6. Tanc cu agitator și sistem de răcire [24]

Filtrarea drojdiei

Laptele de drojdie nu poate fi uscat ca atare, ci este supus operațiilor de filtrare, presare și operațiilor prin care drojdia se concentrează în substanța uscată.

Din vasele izoterme de colectare a laptelui de drojdie, acesta se pompează la filtrare. Drojdia se reține pe filtru de pânză sau plasa din inox, iar lichidul se elimină sub formă de steril.

Datorită vidului creat, drojdia se prinde ca o peliculă pe suprafața de filtrare, stratul de drojdie format fiind desprins de un răzuitor. În continuare, drojdia este preluată de un transportor cu bandă care trimite drojdia la operația de malaxare. În final drojdia va avea un conținut de substanță uscată de 30 – 35 %.

Malaxarea drojdiei

Pentru modelare, drojdia trebuie să prezinte o consistența adecvată, care se obține prin omogenizare în malaxoare. Pentru a fi malaxata, umiditatea drojdiei se corectează la valoarea de 30 – 32 %, prin adaos de apă (dacă este necesar). Durata malaxării este de 20 – 25 de minute.

Fig. 7.6. Malaxor pentru omogenizare drojdie [25]

Modelarea și ambalarea drojdiei comprimate

Modelarea și ambalarea drojdiei presate se realizează cu mașini automate de construcție specială.

Pentru a obține o consistență necesară modelării este necesar să se adauge o anumită cantitate de apă, ulei comestibil sau alți plastifianți. Pentru păstrarea culorii se mai pot adăuga cantități mici de polialcooli (de exemplu glicerină, inozitol ) sau substanțe emulsionante (lecitină, stearați și oleanați ai glicerinei și glicolului), iar pentru protecția împotriva dezvoltării microorganismelor se pot adăuga cantități mici de alcool etilic, propilic, butilic sau amilic.

Tabelul 7.1. Caracteristicile tehnice ale mașinii automate de modelat și ambalat AKMA [17]

Mașina de modelat realizează modelarea biomasei într-un paralelipiped cu o secțiune proporțională cu masa calupului sau brichetei de drojdie, urmată de secționarea paralelipipedului pentru a forma calupuri de 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000 g.

Ambalarea calupurilor se face în hârtie parafinată sau sulfurizată cu film de celofan.

Calupurile cu drojdie ambalată se introduc în lăzi de material plastic sau în cutii de carton.

Depozitarea și livrarea drojdiei de panificație

Atunci când livrarea drojdiei nu se realizează imediat, lăzile sau cutiile de carton trebuie depozitate în încăperi răcite, la temperatura de 0-4C și umiditate relativă a aerului de 65-70%. Lăzile sau cutiile de carton sunt așezate pe stelaje sau paleți în formă de fagure.

Durata de păstrare a drojdiei crește cu :

creșterea conținutului de substanță uscată;

scăderea conținutului în substanțe cu azot (sub 7% azot la substanța uscată);

scăderea procentului de celule înmugurite (mai puțin ca 5-10%);

scăderea încărcării cu microfloră străină.

Cea mai bună depozitare este de la -1C, temperatura la care drojdia nu îngheață, dar aceasta nu este o temperatură convenabilă pentru distribuire. Creșterea temperaturii de depozitare duce la scăderea capacității de dospire și la posibila dezvoltare a mucegaiului pe suprafața calupurilor.

Transportul drojdiei la beneficiari se face cu mijloace de transport obișnuite pe distanțe mici, iar pe distanțele mai mari în vagoane sau mijloace auto izoterme[19,20].

CAPITOLUL VIII

CALCUL DE BILANȚ

Stabilirea regimului tehnologic

Producția zilnică de drojdie comprimată de panificație este de 1.4 t, iar lucrul se efectuează în 2 schimburi. Din numărul de zile ale anului, se scad sărbatorile legale, zilele de sâmbăta si duminică, precum si zilele de efectuare a reviziilor. Astfel, numarul de zile lucrătoare este de 300. [19]

Numărul de personal specializat este de 21, din care:

Receptie – preparare melasă: 4;

Multiplicare drojdie: 4;

Separare, filtrare biomasă: 4;

Uscare biomasă: 4;

Laborator: 3;

Culturi pure de drojdie: 1;

Tehnolog – coordonator activitate: 1.

Producția anuală este de: 300 x 1,4 = 420 t drojdie comprimată de panificație

Instalația industrială este complet automatizată poate produce 1,4 tone de drojdie comprimată/24 ore, fiind dotată cu următoarele utilaje conducătoare:

Un reactor de multiplicare a drojdiei în prima treapta cu un volum total de 2 m3;

Un reactor de multiplicare a drojdiei în treptele a-II-a și a-III-a cu o capacitate totală de 14 m3;

Două separatoare centrifugale pentru separarea drojdiei din plămadă și spălarea ei, având o capacitate de câte 10 m3/oră fiecare;

Un filtru rotativ sub vid pentru concentrarea suplimentară a drojdiei după spălarea în separatoarele centrifugal;

Rezervoare tampon pentru melsă, vase iyoterme pentru laptele de drojdie, suflante, pompe, etc.

Bilanțul de masă

Bilanțul de materiale se realizează în conformitate cu utilizarea de materie primă corespunzătoare cantitativ, astfel:

Consumul specific de melasă este de 1,3 t tip 50 % zaharoză/ 1 t biomasă umedă

Cantitatea de melasă consumată zilnic este de 1,82 t, iar anual este de 546 t.

Cantitatea de borhot rezultat zilnic este de 11667 litri, iar anual 3500 m3.

Randamentul mediu de fabricație cu valoarea de 90%. [20]

Cantitatea de drojdie obținută este de 1,4 t/ 24 h = 1400 kg/24 h.

Bilanțul de materiale pentru pregătirea melasei

Bilanțul de materiale pentru operația de diluție a melasei

Cantitatea de melasă utilizată pentru obținerea drojdiei de panificație este de 1300 Kg/șarjă. Se folosește melasa de concentrație 800Bllg,cu un conținut de 50% zahăr si pH=8.

Diluarea inițială a melasei se face până la 60°Bllg, în scopul creșterii fluidizării acesteia.

Calculul cantității de apă folosită la diluție

Cantitatea de apă necesară diluării melasei se determină cu ajutorul relațiilor:

unde:

Md-cantitatea de melasă diluată, Kg

Mm-cantitatea de melasă ce trebuie diluată, Kg

a-concentrația inițială a melasei, oBllg

b-concentrația finală a melasei , oBllg

Q-cantitatea de apă necesară pentru diluare, Kg.

a = 80oBllg, b = 60oBllg [19]

Acidularea melasei

Pentru ca pH-ul melasei să ajungă de la pH= 8 la pH= 4,4-5,5 se adaugă soluție H2SO4 diluat cu apă in raport 1:1.

Cantitatea de H2SO4 utilizată la acidulare se calculează cu relația:

În care:

– cantitatea de acid sulfuric,g

– cantitatea de melasa, Kg

Sterilizarea si limpezirea melasei

În raport cu diluția melasei s-a ales un un separator centrifugal Westfalia care îndepărtează 0,7-1 Kg suspensii/t melasă

Cantitatea de melasă ce merge spre multiplicare este de:

Bilanțul de materiale la pregătirea sărurilor nutritive

Elemente de calcul:

– Cantitatea de melasă tip 50% zahăr necesară pentru o șarjă de drojdie…………1300Kg

– Conținutul de azot asimilabil al melasei………………………………………….0,4%

– Randamentul mediu de fabricație…………………………………………………90%

– Cantitatea de drojdie maia folosită la însămânțarea mediului

(20% fața de melasă)…………………………………………… ….20% x1300=260 Kg

– Conținutul în azot al drojdiei maia exprimat la drojdie presată…………………..2,1%

– Conținutul în fosfor al drojdiei maia………………………………………………1,1%

– Pierderi de azot în timpul fabricației………………………………………………7%

– Pierderi de fosfor în timpul fabricației……………………………………………30%

– Conținutul de azot al drojdiei finite………………………………………………1,8%

– Conținutul de fosfor al drojdiei finite…………………………………………….0,8%

– Conținutul de azot al sulfatului de amoniu……………………………………….21%

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

Cantitatea de drojdie comprimată ce rezultă din 1300 Kg melasa este urmatoarea:

La aceasta se mai adaugă 260 Kg drojdie cuib folosită la însămanțare, astfel ca în final cantitatea de drojdie comprimată este de :

Cantitatea totală de azot din 1430 Kg drojdie trebuie sa fie:

Pierderi de azot:

Cantitatea totală de azot necesară este de :

Conținutul în azot se diminuează cu cantitatea de azot asimilabilă ce se gasește în drojdia cuib. Conținutul de azot asimilabil al drojdiei cuib este de 2,1%, astfel azotul adăugat va fi:

Cantitatea de drojdie cuib:

Conținutul în azot asimilabil al melasei este de 0,4%. Azotul adaugat prin melasă este:

Cantitatea efectivă de azot care trebuie sa fie adaugată cu sulfatul de amoniu este deci de:

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

Calculul cantității de superfosfat de calciu utilizat ca sursă de fosfor

În cantitatea totală de 1430 Kg drojdie finită trebuie să se găseasca:

Pierderi de fosfor:

Necesarul total de fosfor este de :

Din această cantitate se scade fosforul care este adus de cele 260 Kg de drojdie maia :

Cantitatea efectivă de fosfor care trebuie să se introducă în mediul de multiplicare al drojdiei este de:

La această cantitate de fosfor corespunde urmatoarea cantitate de superfosfat de calciu cu 16% P2O5:

Calculul cantității de apă de dizolvare pentru săruri

Pentru fiecare kg de sare nutritivă se folosesc 10 litri de apă.

cantitatea de sulfat de amoniu este de: 72,66 kg

cantitatea de superfosfat este de: 75,06 kg

Volumul soluțiilor de săruri (VSS) este:

BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICARE

Notații:

Vt – volumul total util al vasului de multiplicare;

VU – volumul util al vasului de multiplicare

Zi – conținutul inițial de zahăr din melasă

timpul de fermentare;

ts – temperatura de sterilizare

ta – temperatura apei de răcire

Md – cantitatea de drojdie obținută

Mm – cantitatea de melasă adăugată

Di – cantitatea de drojdie de însămânțare

Ms – cantitatea de săruri agăugată

Ma.g. – cantitatea de acizi grași adăugată pentru combaterea spumei

Mac. – cantitatea de acid sulfuric adăugată

Mp – cantitatea totală de plămadă [20]

BILANȚUL DE MATERIALE LA MULPIPLICAREA ÎN FAZA I

Calculul cantității de melasă și apă utilizate la formarea plămezii

Melasa diluată inițial până la 60oBllg, se diluează apoi cu apă până la 14oBllg.

Melasă 60 14 p melasă

14

Apă 0 46 p apă

Volumul total al vasului de multiplicare este de 2000 l.

Din literatura de specialitate se știe că:

Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

1 kg sare ……………………………………………10 l apă

1,6 kg sulfat………………………………………X

3,2 kg superfosfat………………………………Y

Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitate se știe că:

1 hl=100 l plămadă………………………………100 ml acizi grași

800 l plămadă………………………………………Va.g.

Calculul cantității de acid sulfuric folosit pentru acidulare

Plămada se acidulează cu acid sulfuric diluat până la 1.1–1.2 grade de aciditate sau pH=4.5–4.8.

Diluarea se face în raport 1:1.

Cantitatea de plamadă obținută

După sterilizare volumul plămezii este cu circa 15% mai mare decât volumul dinainte de sterilizare, datorită condensării parțiale a aburului. [20]

Cantitatea finală de plămadă de drojdie după însămânțarea cu cultura de laborator este de:

La sfarșitul perioadei de fermentare (24 h , la t = 30oC), plămada are următoarele caracteristici:

Concentrație = 4 – 4.4oBllg

Alcool = 4%

Aciditate = 1.8 – 2.2 grade de aciditate

Calculul cantității de oxigen folosit la barbotare

Știind că melasa conține 50% =500 g/l zahar, conținutul de zahăr al melasei folosită la faza I de multiplicare este de:

Randamentul de drojdie presată cu 27% s.u. este de 10% în greutate fața de greutatea melasei care se folosește la formarea plămezii. [19]

BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA II

Calculul cantitatii de melasa si apa utilizate la formarea plamezii

Melasa diluată ințial până la 60oBllg, se diluează apoi cu apă până la 12oBllg.

Melasa 60 12 p melasa

12

Apa 0 48 p apa

Volumul total al vasului de multiplicare este de 14 m3.

Din literatura de specialitate se știe că:

În final plămada ocupă 72% din Vt al linului.

60 părti………….12 părti melasă……………..48 părti apă

5040 l………………Vm………………………………Va

Cantitatea de apa introdusă în vasul de multiplicare este:

Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

1 kg sare ……………………………………………10 l apă

104,8 kg sulfat………………………………………X

131 kg superfosfat…………………………………Y

Calculul cantității de acizi grași adăugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitate se știe că:

1 hl=100 l plămadă………………………………100 ml acizi grași

5040 l plămadă………………………………………Va.g.

Calculul cantității de acid sulfuric folosit pentru acidulare

Plămada se acidulează cu acid sulfuric diluat până la 1.2–1.4 grade de aciditate sau pH =4.5–4.8.

Diluarea se face în raport 1:1.

Cantitatea de plamadă obținută

După sterilizare volumul plămezii este cu circa 12% mai mare decât volumul dinainte de sterilizare, datorită condensării parțiale a aburului.

Cantitatea finală de plamadă de drojdie după răcire la 30oC și însămânțarea cu este de:

La sfârșitul perioadei de fermentare (12 h , la t = 30oC), plămada are următoarele caracteristici:

Concentrație = 3.6 -3.8oBllg

Alcool = 2.5 – 3%

Aciditate = 1.8 – 2.4 grade de aciditate [20]

Calculul cantității de aer folosit la barbotare

Din literatura de specialitate se știe că:

1 m3 plamada……………………..7 m3 aer/h

8,96955 m3 plamada……………X

Știind că barbotarea cu aer durează 12 h putem afla :

Randamentul de drojdie de cuib cu 27% s.u. este de circa 75% în greutate fața de greutatea melasei care se folosește la formarea plămezii.

După terminarea procesului de multiplicare a drojdiilor, plămada este trecuta la separare cu ajutorul separatoarelor centrifugale în 2 trepte.

Din literatura de specialitate se știe că laptele de drojdie rezultat conține circa 400 g drojdie cu 27% s.u. la litru.

Cantitatea de lapte de drojdie rezultată este de:

1l lapte……………………………0.4 kg drojdie

Vlapte ………………………………260 kg drojdie

BILANȚUL DE MATERIALE LA MULTIPLICAREA ÎN FAZA III

Calculul cantității de melasa și apă utilizate la formarea plămezii

Am ales: Vt = 7 m3

Din literatura de specialitate se știe că:

În final plămada ocupă 75% din Vt al linului.

Cantitatea de melasă care poate fi prelucrată este de:

Cantitatea de apă introdusă în vasul de multiplicare este:

Calculul cantității de săruri nutritive adăugate în plămada de melasă

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

Din literatura de specialitate se știe că pentru:

Calculul cantității de acizi grași adaugați pentru combaterea spumei

Din literatura de specialitate se știe că:

Plămada se însămânțează cu o cantitate de drojdie de cuib cu 27% s.u., de 20% față de melasă.

Purificarea drojdiei de cuib cu acid sulfuric

Dilutia acidului este de 1:1

Totalul de drojdie purificată este:

După însămânțare cu drojdie de cuib și după omigenizare, (12 h), plămada are următoarele caracteristici:

Concentrație = 1 – 1.1oBllg

Aciditate = 0.3 grade de aciditate

pH = 5.2 -5.4

temperatura = 26 -28o C

Calculul cantității de aer folosit la barbotare

Din literatura de specialitate se știe că consumul de aer pentru barbotare este de:

50 m3 aer/ m3 plămadă și oră în prima și ultima oră;

100 m3 aer/ m3 plămadă și oră în orele 2-11.

Înainte de separare, plămada are următoarele caracteristici :

Aciditate = 0.3 – 0.4 grade de aciditate

Concentrație = 2.2 – 2.3oBllg

pH = 5.4 -5.6

temperatura = 29 – 30o C [20]

Bilanțul de materiale la separarea drojdiei de vânzare

Din literatura de specialitate se știe că:

Volumul plămezii fără drojdie este de:

Eficacitatea eliminării prin centrifugare a componentului uscat este de Pc = 85%.

Volumul de lapte de drojdie rezultat în urma separării este de:

Bilanțul de materiale la spălarea laptelui

Spălarea se face cu apă potabilă în cantitate de 2 – 8 ori mai mare decât laptele de drojdie:

Volumul laptelui de drojdie diluat:

Separarea soluției de drojdie după spălare

Volumul soluției fără drojdie:

Eficacitatea eliminării prin centrifugare a componentului uscat este de Pc = 85%.

Volumul laptelui de drojdie spălat:

Bilanțul de materiale la răcirea laptelui

După separare laptele de drojdie are o temperatură cuprinsă între 14-18°, în funcție de temperatura apei de spălare (1-2oC ).

Răcirea laptelui se face în răcitoare deschise sau în răcitoare cu placi, până la temperatura de 3-4oC. [20]

Știind că durata răcirii este de 2 ore, debitul de răcire pe ora va fi:

Bilanțul de materiale la filtrarea laptelui

Pentru filtrare se folosesc filtre rotative sub vid.

Volumul lichidului filtrat este:

Bilanțul de materiale la malaxare

Prin malaxare drojdia comprimată rezultă cu un conținut de maxim 24% s.u. și 76% apă.

Necesarul de apă pentru malaxare este:

În care:

Q – cantitatea de apă necesară la 100 kg drojdie presată, l;

Sp – conținutul în substanță uscată al drojdiei presate, %;

Sc – conținutul în substanță uscată pe care trebuie să îl aibă drojdia, %.

Pentru a conferi plasticitate biomasei se adaugă 0.5 – 1% ulei vegetal, față de greutatea drojdiei.

În urma malaxării rezultă:

Se știe că s-au însămânțat cu cele 260 kg drojdie de cuib, 3 plămezi.

În urma calculelor a rezultat că pentru o singură plamadă însămânțată s-au obținut 262,12 Kg drojdie presată/sarjă. Atunci pentru 3 plămezi:

Bilanțul de materiale la modelare și ambalare

Modelarea și ambalarea se face cu mașini automate AKMA ce realizează modelarea biomasei într-un paralelipiped, urmată de secționare pentru a da calupuri de 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000 g

Ambalarea se face în hârtie parafinată sau sulfurizată cu film de celofan. Calupurile se introduc în lăzi de material plastic sau în cutii de carton de 10 – 15 kg. [19]

Numărul de bucăți de drojdie pentru un calup de 0,5 kg este:

Productivitatea mașinii este de 50 buc./min.

Timpul necesar ambalării calupurilor este de:

Numărul de lăzi folosite este de :

1 ladă de 10 Kg……………………………20 calupuri de 0.5 Kg

Nl………………………………………………1572 calupuri

Bilanțul de materiale la depozitare

Depozitarea se face în depozite răcite la temperatura de 4oC.

Din literatura de specialitate se știe că:

400 kg drojdie presată……………………………….3 m3 volum de depozit

786 Kg …………………………………………………Vdep

BILANȚUL TERMIC

Bilanțul termic la pregătirea melasei

Pregătirea melasei se face în instalații de limpezire a melasei prevăzute cu separatoare centrifugale.

În instalația Westfalia melasa este acidulată slab în prealabil cu acid sulfuric, diluată cu cu apă fierbinte și preîncălzită la 55°C. După sterilizarea cu abur direct la 140oC și menținere 6 sec., melasa se răcește prin detentă la 950C iar apoi cu apă rece până la 20oC și debitată astfel în separatorul de limpezire. [20]

Bilanțul termic la sterilizarea melasei

MAb

140°

Mm Mm

t1=55°C t2=140°C

Condens

Ecuația de bilanț termic pentru sterilizarea melasei este:

Conductivitatea termică masică a melasei la temperatura medie oC este:

Entalpiile aburului sunt:

h”=f(140oC)= 2740 kJ/kg= 2740 x 103 J/kg (anexa 1.6)

h’= f(140oC)= 589.5 kJ/kg= 589.5 x 103 J/kg (anexa 1.6)

Cantitatea de abur folosită la sterilizare va fi:

Bilanțul termic la răcirea melasei

Ma

t3=10°C

Mm Mm

t1=95°C Ma t2=20°C

t4=30°C

Ecuația de bilanț termic pentru răcirea melasei este:

Conductivitatea termică masică a melasei la temperatura medie oC este:

Cp= 2449 J/kg k(anexa 1.1)

Conductivitatea termică masică a apei la temperatura medie oC este:

Cp= 4190 J/kg k(anexa1.5) [19]

Cantitatea de apa folosita la racire va fi:

Bilanțul termic la multiplicare în faza I

Bilanțul termic la sterilizarea mediului nutritiv

MAb

100°

t1=20°C t2=100°C

Condens

Ecuația de bilanț termic pentru sterilizarea mediului este:

=621,73 kg/șarjă plamadă nesterilizată

=714,98 kg/șarjă plămadă sterilizată

Căldura masică a plămezii se calculează cu formula:

În care:

– caldura masică a plămezii;

Ca- căldura masică a apei, Ca=f(20oC)= 4190 J/Kg K(anexa1.5)

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 14% [20]

Ca- caldura masică a apei, Ca=f(100oC)= 4230 J/Kgkk(anexa1.5)

s.u.-conținutul procentual al substanței uscate, s.u. = 12%

== J/kg k

Entalpiile aburului sunt:

h”=f(100oC)= 2679 kJ/kg= 2679 x 103 J/kg (anexa 1.6)

h’= f(100oC)= 419 kJ/kg= 419 x 103 J/kg (anexa 1.6)

Cantitatea de abur folosită la sterilizare va fi:

Bilanțul termic la răcirea mediului nutritiv

Se calculează necesarul de agent de racire, respectiv apa de răcire, ținând cont că transferul de caldură are loc în regim nestaționar cu variația fluidelor în timp și în spațiu. [20]

MApa

t4=10°

t2=100°C t3=30°C

MApa

t5=40°

Ecuația de bilațul termic pentru răcirea mediului este:

=714,98 Kg/șarjă plamadă sterilizată și răcită

=3900.06 J/kg k

t2 = 100oC

Căldura masică a plămezii se calculează cu formula:

În care:

– caldura masică a plămezii;

Ca- căldura masică a apei, Ca=f(30oC)= 4180 J/KgK(anexa 1.5)

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 12%

Căldura masică a apei la temperatura medie este de:

=4185 J/kg k (anexa 1.5)

Cantitatea de apa folosita la racire va fi:

Bilanțul termic la multiplicare in faza II

Bilanțul termic la sterilizarea mediului nutritiv

MAb

100°

t1=20°C t2=100°C

Condens

Ecuația de bilanț termic pentru sterilizarea mediului este:

=1236.36 kg/șarjă plămadă nesterilizată

=1384.72 kg/șarjpă plămadă sterilizată

Căldura masică a plămezii se calculează cu formula:

În care:

– caldura masică a plămezii;

Ca- căldura masică a apei, Ca=f(20oC)= 4190 J/kg k(anexa )

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 12%

Ca- căldură masică a apei, Ca=f(100oC)= 4230 J/kg k(anexa1.5)

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 12%

Entalpiile aburului sunt:

h”=f(100oC)= 2679 kJ/kg= 2679 x 103 J/kg (anexa 1.6)

h’= f(100oC)= 419 kJ/kg= 419 x 103 J/kg (anexa 1.6)

Cantitatea de abur folosită la sterilizare va fi:

=

Bilantul termic la racirea mediului nutritiv

Se calculează necesarul de agent de răcire, respectiv apa de răcire, ținând cont că transferal de caldură are loc în regim nestaționar cu variația fluidelor în timp și în spațiu.

MApa

t4=10°

t2=100°C t3=30°C

MApa

t5=40°

Ecuația de bilanț termic pentru răcirea mediului este:

=1384.72 kg/șarjă plămadă sterilizată și răcită

=3955.05 J/kg k

t2 = 100oC

Căldura masică a plămezii se calculează cu formula:

În care:

– caldura masică a plămezii;

Ca- căldura masică a apei, Ca=f(30oC)= 4180 J/kg k(anexa 1.5)

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 10%

Căldura masică a apei la temperatura medie este de:

=4185 J/kg k (anexa 1.5) [19]

Cantitatea de apă folosită la răcire va fi:

Bilanțul termic la multiplicare în faza III

Bilanțul termic la răcirea linului de multiplicare

MApa

t1=10°

t=30°C t=30°C

MApa

t2=20°

Ecuația de bilanț termic pentru răcire este:

t = 30oC

Căldură masică a plămezii se calculează cu formula:

În care:

– căldura masică a plămezii;

Ca- căldura masică a apei, Ca=f(30oC)= 4180 J/kg k(anexa1.2)

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 6%

s.u.-conținutul procentual de substanță uscată, s.u. = 4%

Căldura masică a apei la temperatura medie este de:

=4190 J/kg k (anexa 1.5)

Cantitatea de apă folosită la răcire va fi:

Bilanțul termic la răcirea laptelui de drojdie rezultat în urma separării

După separare, laptele de drojdie are o temperatură variabilă cuprinsă între 14-18°C în funcție de temperatura apei de spălare(1-2oC).

Pentru conservarea însușirilor calitative ale drojdiei este necesară răcirea laptelui de drojdie.

Răcirea se realizează în răcitoare cu plăci, până la temperatura de 3–4oC. [20]

MApa

t3=1°

Mlapte 1 Mlapte 2

t1=17°C t2=4°C

MApa

t4=9°

Ecuația de bilanț termic pentru răcirea mediului este:

Căldura masică a apei la temperatura medie este de:

Cantitatea de apă folosită la răcire va fi:

CAPITOLUL IX.

DESCRIEREA UTILAJULUI PRINCIPAL

Denumirea utilajului

Vas multiplicare

Linia tehnologică din care face parte

Utilajul face parte din “Instalația de obținere a drojdiei de panificatie”.

Rolul utilajului in procesul tehnologic si modul de racordare in flux

În acest vas are loc multiplicarea drojdiei în condiții aerobe (se insuflă aer prin racordul R9).

Descrierea sumară a utilajului

Utilajul este un vas cilindric vertical cu fund și capac de formă elipsoidală, asamblate de corp prin sudare. La exterior vasul este prevăzut cu o manta prin care circulă apă de răcire.

Utilajul este prevăzut cu următoarele racorduri:

R1 – Racord intrare apă răcire – Dn 50;

R2 – Racord intrare apă răcire – Dn 50;

R3 – Racord intrare abur/aer comprimat – Dn 65;

R4 – Racord supapă de vid și presiune – Dn 65;

R5 – Racord manometru – Dn 15;

R6 – Racord termometru – Dn 25;

R7 – Racord prelevare probe – Dn 20;

R8 – Racord degajare CO2 – Dn 40;

R9 – Racord golire/alimentare mediu – Dn 100;

R10 – Racord aerisire – Dn 10;

G – Gură vizitare – Dn 450;

V – Vizor – Dn 50;

L – Vizor iluminare – Dn 50.

Racordurile R3, V, L, G sunt amplasate pe capac, iar racordurile R4, R5, R6, R7, R8 pe capacul vasului. Racordurile R9 se află pe fundul vasului.

Sprijinirea utilajului va fi făcuta pe suporturi-picior reglabile, amplasate pe fundul vasului.

Parțile utilajului care vin în contact cu mediul de lucru se vor executa din oțel inoxidabil 10TiMoNiCr-175 STAS 3583-87, și vor avea suprafețele care vin în contact cu modul de lucru lustruite. Celelalte părti ale vasului se vor construi din oțel carbon. [17]

Caracteristici tehnice

-capacitate totală………………………………………………………….2000 l

-grad de umplere………………………………………………………….70%

-parametrii de lucru:

în vas: Pmax=0,7 bar

tmax=105C

în manta: P= hidrostatică (apă)

t= 2 – 15C

densitatea mediului de lucru: = 1055 kg/m3

Condiții speciale de exploatare

Nelucrând la presiuni care să depășească 0,7 bar utilajul nu este supus prescripțiilor tehnice I.S.C.I.R.

Aparatura anexă

Utilajul va fi prevăzut cu racorduri pentru teacă de termometru, supapă de vid și presiune și manometru.

Indicatii suplimentare

Regimul de lucru este de 24 ore/24 ore. [17]

NOTĂ TEHNICĂ

DESCRIEREA UTILAJULUI

Utilajul „Vas multiplicare” este un recipient cilindric vertical cu fundul și capacul de formă elipsoidală sudate de corp.

Vasul ese prevăzut cu o manta de răcire. Pe corpul lui sunt amplasate un racord pentru supapa de vis și presiune și pentru manometru, un racord pentru teaca de termometru, un racord pentru prelevarea probelor si un racord pentru degajarea bioxidului de carbon produs în timpul procesului. În punctul inferior al vasului este amplasat racordul pentru golirea și alimentarea mediului. Pe capacul vasului se află un racord pentru introducerea de abur sau de aer comprimat, un vizor, un vizor de iluminare și o gură de vizitare închisă cu un capac plan prin înșurubare. Pentru ușurarea accesului în interiorul vasului în timpul efectuării verificărilor și reparațiilor și reparațiilor pe interiorul peretelui corpului sunt sudate mânere.

Sprijinirea utilajului se face pe suporturi-picior reglabile amplasate la fundul vasului.

Părțile utilajului care vin în contact cu mediul de lucru au suprafața de contact lustruită și sunt confecționate din oțel inoxidabil 1OT1MoNiCr 175 STAS 3583-87. [17]

CARACTERISTICI TEHNICE ȘI FUNCȚIONALE

Capacitatea totală………………………………………………………..2000 l

Grad de umplere………………………………………………………….70%

Parametrii de lucru:

În vas: Pmax=0,7 bar

tmax=105C

În manta: P=hidrostatică (apă)

t=2-15°C

Densitatea mediului de lucru: ρ=1055 Kg/m3

Dimensiuni de gabarit: 1670×1670×2450 mm

Masa netă……………………………………………………………………662,35

CONSERVARE. MARCARE. AMBALARE. MANIPULARE. TRANSPORT. DEPOZITARE

În vederea conservării utilajului suprafețele acestuia sunt executate din oțel carbon. Neprelucrate se vor acoperi cu grund anticorziv. Suprafețele prelucrate și nevopsite se vor proteja pe durata transportului și depozitarii cu unsoare consistentă. Marcarea se va efectua de către firma constructoare cu vopsea rezistentă si vizibilă.

În vederea transportului suprafețele de etanșare ale racordurilor se vor proteja cu capace de lemn sau din alt material adecvat. Piesele de legătura (șsuruburi, piulițe, racorduri filetate) vor avea filetul protejat contra coroziunii cu unsoare.

Pentru manipularea utilajului, cablurile de ridicare se vor prinde de suporturi luându-se măasuri de protejare a zonelor de contact dintre cabluri si utilaj cu scopul evitării deteriorării acestora.

Manipularea utilajului se va face de personal calificat si cu mujloace tehnice adecvate, pentru a se asigura atât integritatea utilajului cât si securitatea personalului. [17]

MONTAREA UTILAJULUI ÎN INSTALAȚIE

Montarea utilajului se va face conform proiectului de montaj. Se va avea in vedere asigurarea mijloacelor pentru manipulare, transport local și montare pe pozitie, astfel încât sa se evite posibilitatea de deteriorare a utilajului sau de accident.

DIMENSIONAREA GEOMETRICĂ

DATE:

Vt = 2000 l

Grad de umplere = 70%

Se alege D=1200 mm

Volumul fundului ellipsoidal cu înălțimea părții cilindrice de 40 mm este:

Vf = 271,2 l

Volumul părții cilindrice a vasului:

VC = Vt – 2Vf = 2×271,2 =1457,6 l

Înaltimea părții cilindrice a vasului este:

Volumul util al vasului este:

Volumul util al părtii cilindrice a vasului este:

Înălțimea partii cilindrice a volumului util este:

Dimensionarea corpului la presiune interioară

Date:

p= 0,7 bar = 0,07 MPa

t= 105°C

Material: 10TiMoNiCr 175 STAS 3583-87

Având caracteristicile mecanice:

Coeficientul de calitate al coordonatelor de sudura: z=0,6

Calculam efortul unitar admisibil:

Grosimea de proiectare a virolei cilindrice este:

S= , unde s-a considerat

Dimensionarea fundului la presiune interioară

Caracteristicile materialului sunt cele de la punctual 2. Presiunea de calcul este:

Unde:

p = 0,7 bar = 0,07 MPa

este presiunea hidrostatica la fundul vasului.

iar este densitatea mediului de lucru

Grosimea de proiectare a fundului va fi:

Din motive constructive s-a ales pentru capac s=6 mm, iar pentru fund s= 8 mm. [19]

Calculul de verificare la presiunea de probă hidraulică

Presiunea de probă hidraulică se calculează cu relația:

unde

Deci 0,1 MPa

Calculăm grosimea necesară a virolei cilindrice la proba de presiune hidraulică.

Calculăm fundul la proba de presiune hidraulică:

Prin urmare grosimile alese pentru virolă si fundurile vasului rezistă în mod corespunzător și la presiune de probă hidraulică.[20,21]

Norme de securitate a muncii

În conformitate cu hotărârile în vigoare, obligația și răspunderea pentru realizarea deplină a măsurilor de protecție a muncii o au cei care conduc, organizează și controlează producția, iar la locul de muncă, șefii de secție, sectoare și ateliere, inginerii, tehnicienii și maiștrii.

Pentru stabilirea sarcinilor și răspunderilor de asigurare a protecției muncii, conducătorul societății comerciale, prin decizie, va delimita teritoriul, secția și anexele de care răspunde inginerul sau maistrul respectiv.

În cazul ivirii unor probleme pe linie de protecție a muncii care depăsesc posibilitățile și competența celui care le-a constatat , acesta va sesiza imediat pe directorul – conducătorul societății comerciale. Muncitorii nou angajații, cei care au suferit accidente de munca cu incapacitate temporară, cei care au lipsit mai mult de 30 de zile, cei transferați, detașați, nu vor fi repartizați și nu vor începe activitatea la locul de muncă până nu li se va face instructajul, astfel:

instructajul general – privind toate sectoarele de activitate din unitate și care va fi făcut de cei care organizează, controlează și conduc procesele de muncă;

instructajul specific – la locul de muncă și care se face de către șeful de secție sau maistrul respectiv.

Se interzice începerea activității de muncă fără completarea fișei de instructaj.

În vederea pazei contra incendiilor la locul de muncă, se vor stabili concret pentru fiecare compartiment de muncă următoarele :

regulile de prevenire a incendiilor generale în întreaga unitate și cele specifice compartimentului, care trebuie respectate, precum și îndatoririle generale pentru stingerea incendiilor de către salariați la locurile de muncă ;

dotarea compartimentelor cu utilaje și materialele necesare pentru combaterea incendiilor;

mijloacele de alarmare a personalului, a echipei pentru pază contra incendiilor, a conducerii unităii și a societății comerciale;

numărul, compunerea și îndatoririle personalului echipelor pentru paza contra incendiilor din compartimentele unității de producție;

modul cum se va asigura pregătirea întregului personal și propaganda împotriva incendiilor.

Responsabilitatea pentru organizarea pazei contra incendiilor la locul de muncă și pregătirea personalului revine șefilor de compartimente, iar responsabilitatea pentru conducerea operațiilor de stingere a incendiilor până la sosirea pompierilor revine acestora sau inginerilor, tehnicienilor și maiștrilor care îi inlocuiesc în celelalte schimburi.

La fiecare compartiment de muncă se va organiza din personalul existent, pentru fiecare schimb de lucru, o echipa pentru paza contra incendiilor având ca principală sarcină să intervină în sprijinul salariațiilor și al locului de muncă unde a izbucnit incendiul. [15]

Norme generale pentru prevenirea incendiilor

Se interzice cu desăvârșire fumatul și folosirea focului deschis pe întreaga unitate de producție, cu excepția locurilor special amenajate și destinate acestui scop;

În locurile unde sunt interzise fumatul și folosirea focului deschis, trebuie afișate inscripții clare în acest sens;

Pentru fumat trebuie rezervate locuri speciale, stabilite de conducerea societății comerciale și prevăzute cu vase cu apă sau nisip pentru stingerea tigărilor și chibriturilor;

În cazurile în care este necesar să se execute temporar lucrări cu foc deschis (de ex. sudură) în locuri cu pericol de incendiu – depozite de cereale, secția de distilare – rafinare – aceste lucrări se vor efectua numai pe baza unui “ Permis de lucru cu foc” aprobat de conducerea unității de producție. În permisul de lucru cu foc se vor stipula :

a. felul și durata lucrărilor ;

b. persoanele autorizate să execute lucrările și persoanele care raspund de prevenirea și stingerea incendiilor;

c. măsurile care trebuie luate pentru prevenirea incendiilor;

Se interzice folosirea focului deschis pentru dezghețarea tevilor de orice fel, situate în mediu exploziv sau în apropierea materialelor combustibile. Dezghețarea se va face numai cu apă caldă, abur sau nisip fierbinte;

Toate utilajele vor fi prevăzute cu instalații de legare la pământ, care se vor verifica periodic pentru a corespunde normelor legale în vigoare;

Periodic se va face verificarea izolației conductelor termice, pentru a împiedica contactul cu materialele combustibile a porțiunilor deteriorate;

Tablourile electrice, releele, contactoarele, etc. vor fi prevăzute cu carcase de protecție, iar la tablouri se vor întrebuința numai siguranțe calibrate;

Se interzice supraîncărcarea circuitelor prin racordarea mai multor consumatori decât cei prevăzuți pentru instalația respectivă;

Aparatele electrice portative se vor folosi numai cu fișe și conductoare izolate, legate la centura de împământare, în bună stare și supravegheate pe tot parcursul cât sunt sub tensiune.

Se interzice:

folosirea în stare defectă a consumatorilor de orice fel;

încărcarea întrerupatoarelor, comutatoarelor și prizelor peste sarcina indicată;

suspendarea corpurilor de iluminat direct de conducătorii de alimentare;

folosirea întrerupatoarelor, comutatoarelor, a prizelor, dozelor, în stare defectă, fără capace, incomplete, sparte și a întrerupatoarelor cu ulei, fără ca mai înainte să se fi asigurat cantitatea necesară de ulei în cuve, precum și a întrerupatoarelor neprotejate, în mediu exploziv;

executarea lucrărilor de întreținere și reparație a instalațiilor electrice de către personal necalificat și neautorizat;

utilizarea lămpilor mobile portative, alimentate la o tensiune mai mare de 24 V;

întrebuințarea radiatoarelor și reșourilor în încăperi;

folosirea legăturilor provizorii prin introducerea conductorilor electrici fără stecar, direct în prize;

Norme de protecția muncii de interes general

canalizarea apelor reziduale trebuie să se facă separat de canalizarea apelor menajere ale clădirilor;

încălzirea și iluminarea încăperilor închise (stații de pompare de ex.) se vor face respectându-se normele în vigoare

nu sunt admise improvizații de nici un fel la aceste instalații;

lagarele și piesele în mișcare ale pompelor vor fi unse în permanența pentru evitarea supraîncălzirilor capabile să producă incendii ;

scurgerile provenite în timpul manevrării lichidelor combustibile la stațiile de pompe, rezervoare, etc. vor fi colectate în vase metalice închise și evacuate la sfarșitul fiecarei operații din locurile unde s-au produs. [15]

CONCLUZII

Lucrarea a tratat sub diverse aspecte procedeul de producere a drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare, comparativ cu alte procedee tehnologice aplicate la nivel industrial.

Așadar, diferențierea de bază între tehnologiile de producere a drojdiei de panificație aplicate este evidențiată la nivelul grupei de operații referitoare la multiplicarea drojdiei. Procedeul cel mai utilizat este cel în cinci generații.

După multiplicarea drojdiei în condițtii industriale, se obține plămada cu drojdia de vânzare. Operația se realizează în fermentatoare închise dar nu ermetice, pe medii de cultură pe bază de melasă,cu aerare intensă și reglare de pH și temperatură. Cu excepția procedeelor speciale (Deloffre, multiplicare în plămezi concentrate), condițiile de multiplicare trebuie să asigure asimilarea prin respirație a zaharurilor și acumularea de biomasă de drojdie.

În fabricile de drojdie de panificație, multiplicarea are loc în generații (generațiile III, IV, V), dintre care generațiile III, IV produc drojdia de însămânțare pentru ultimul stadiu al procesului de multiplicare, respectiv generația V, care este generația de obținere a drojdiei de vânzare.

Procedeul tehnologic aplicat în general la nivel mondial și în particular in România este cel discontinuu, cu plămezi diluate, în cinci trepte de multiplicare.

Problema tehnică pe care o rezolvă acest procedeu, constă în scurtarea ciclului de multiplicare a drojdiei și obținerea drojdiei de panificație pentru vanzare în 3 generații, în loc de 5 generații, conform tehnologiei aplicate până acum.

Spre deosebire de acest procedeul mai vechi, tehnologia de producere a drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare, are în vedere multiplicarea celulelor de drojdie în sistem intensiv, folosind aerarea dinamică în ciclu redus de multiplicare, eliminarea separării centrifugale a drojdiei pentru însămânțarea generației de consum și a depozitarii laptelui de drojdie pentru inocularea generației de consum. Drojdia de însămânțare se obține în două faze (generații) I și II, iar drojdia de livrare se obține în faza III, fără o separare prealabilă a drojdiei de însămânțare din plămadă.

Procedeul tehnologic în ciclu redus de multiplicare prezintă astfel, avantaje fața de procedeul de multiplicare în cinci faze.

Prin urmare, concentrația în biomasa crește de 100 la 200 g/litru, iar durata necesară pentru multiplicarea drojdiei scade de la 98 de ore la 32 de ore.

Principalele faze tehnologice sunt:

pregatirea melasei pentru prelucrare industrială;

multiplicarea culturii de drojdie in 2 – 3 trepte de dezvoltare pentru acumularea de biomasă, comparaiv cu 5 – 6 trepte cât se utilizează prin procedeul aplicat în prezent;

separarea suspensiei de drojdie și spălarea celulelor cu ajutorul separatoarelor centrifugale și concentrarea biomasei obținute prin filtre cu ajutorul filtrelor rotative sub vid.

Malaxarea și ambalarea drojdiei de panificatie, produs finit comercializat

Refrigerarea timp de 24 de ore a drojdiei ambalate inainte de livrare către beneficiar.

Pentru realizarea tehnologiei se utilizează aceleași materii prime și auxiliare ca în cazul tehnologiei aplicate la ora actuală. Este însă necesară schimbarea culturii de drojdie, în cazul noii tehnologii fiind necesară o cultura cu celule mici, care asigură o capacitate mare de fermentare în aluat (respectiv durata de creștere mică).

În ansamblu, tehnologia, prezintă urămoarele avantaje și aduce o serie de noutăți tehnologice, printre care se menționează:

Aerarea intensivă a plămezilor de melasă, ceea ce conduce la accelerarea proceselor biotehnologice si reducerea duratei de multiplicare;

Consumuri specifice de materii optime, materii auziliare și energetice reduse (în general cu circa 9% mai mici), în condițiile ameliorării calității drojdiei de produs finit ți reducerii duratei de creștere în aluat de la 90 de minute la 45-50 minute;

Conducerea automata centralizată eficientă și ușor de controlat;

Reducerea pericolului de infectare a plămezilor.

Comparația între cele două tehnologii de obținere a drojdiei de panificatie se prezintă în următorul tabel:

Utilajul folosit la obținerea drojdiei de panificație în ciclu redus de multiplicare este un vas de multiplicare, unde are loc multiplicarea microorganismelor în conditii aerobe. Astfel, după încheierea procesului cultura de drojdie se transvazează în secția de producție.

Bibliografie

Anghel, I., Toma, N., Voica, C., Cojocaru, I. (1989). Biologia și tehnologia drojdiilor, București, Editura Tehnica, Vol. I, 303-340.

Begea Mihaela, Stroia Ion (2010). Tehnologii alimentare fermentative, Volumul I – Tehnologii de producere a drojdiilor, București, Editura Printech, ISBN 978-606-521-488-0.

Reed, G. ,Microbiologie Industrială, 593-633 (1982).

Enfors, S-O, Hedenberg, J și Olson, K, Ingineria Bio-proceselor, 5, 191, (1990)

Sonnleitner, B și Kappeli, O, Biotehnologie și Bioinginerie, 28, 927, (1986)

Harrison, J S, Biochimia proceselor, 2, 4 (1967).

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 90, 20-23.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 91, 6-8, 10-11.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 92, 6-8, 10-11.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 93, 28-30, 34.

Begea, M. (2009). Producerea drojdiei de panificatie comprimate. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 115, 26.

Banu, C.,Manualul inginerului de industrie alimentara, vol.I, editura tehnica Bucuresti;

Ion Stroia, Mihaela Begea (2004). Controlul microbiologic al drojdiei de panificație (I). GLOBUS – Revista industriei alimentare românești, 54, 26, 30.

Anghel, I., Vassu, T., Segal, B., Berzescu, P., Herlea, V., Dan, V., Oancea, I., Kathrein, I. (1991). Biologia și tehnologia drojdiilor, București, Editura Tehnica, Vol. II, 59-94.

Anghel, I., Vamanu, A., Popa, O., Popa, C., Cercel, M., 1993. Biologia și tehnologia drojdiilor. București, Edit. Tehnica, Vol. III, 15-28.

Banu, C.,Manualul inginerului de industrie alimentara, vol.II, editura tehnica Bucuresti;

Begea, M. (2013). Brevet RO127019-A2 – Procedeu tehnologic de obtinere a drojdiei de panificatie in ciclu redus de multiplicare.

Stroia, I., Begea, M. (2003). Tehnologia de fabricare a drojdiei de panificație în trei generații. GLOBUS – Revista industriei alimentare românești, 51, 21, 24 – 25.

[20] Popov, V.I., Dobroserdov, L.L., Stabnikov, V.N., Andreev, K.P. (1949). Utilajul industriilor fermentative, vol. I, Moscova, Piscepromizdat.

Lucrari / contracte ale Institutului de Cercetari alimentare Bucuresti (ICA).

http://www.interechipament.ro/

http://www.artinox.md/produse/utilaj-pentru-industria-panificaiei.html

http://www.alfalaval.com/aboutus/press/productpress/Pages/Groundbreakingseparatorrange.aspx

http://www.artinox.md/produse/tancuri-cu-agitator-si-sistem-de-racire.html

http://www.it.all.biz/ro/malaxoare-industriale-bgg1084422

Bibliografie

Anghel, I., Toma, N., Voica, C., Cojocaru, I. (1989). Biologia și tehnologia drojdiilor, București, Editura Tehnica, Vol. I, 303-340.

Begea Mihaela, Stroia Ion (2010). Tehnologii alimentare fermentative, Volumul I – Tehnologii de producere a drojdiilor, București, Editura Printech, ISBN 978-606-521-488-0.

Reed, G. ,Microbiologie Industrială, 593-633 (1982).

Enfors, S-O, Hedenberg, J și Olson, K, Ingineria Bio-proceselor, 5, 191, (1990)

Sonnleitner, B și Kappeli, O, Biotehnologie și Bioinginerie, 28, 927, (1986)

Harrison, J S, Biochimia proceselor, 2, 4 (1967).

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 90, 20-23.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 91, 6-8, 10-11.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 92, 6-8, 10-11.

Stroia, I., Begea, M. (2007). Producerea de drojdie de panificatie. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 93, 28-30, 34.

Begea, M. (2009). Producerea drojdiei de panificatie comprimate. GLOBUS FOOD&DRINKS – Revista industriei alimentare românești, 115, 26.

Banu, C.,Manualul inginerului de industrie alimentara, vol.I, editura tehnica Bucuresti;

Ion Stroia, Mihaela Begea (2004). Controlul microbiologic al drojdiei de panificație (I). GLOBUS – Revista industriei alimentare românești, 54, 26, 30.

Anghel, I., Vassu, T., Segal, B., Berzescu, P., Herlea, V., Dan, V., Oancea, I., Kathrein, I. (1991). Biologia și tehnologia drojdiilor, București, Editura Tehnica, Vol. II, 59-94.

Anghel, I., Vamanu, A., Popa, O., Popa, C., Cercel, M., 1993. Biologia și tehnologia drojdiilor. București, Edit. Tehnica, Vol. III, 15-28.

Banu, C.,Manualul inginerului de industrie alimentara, vol.II, editura tehnica Bucuresti;

Begea, M. (2013). Brevet RO127019-A2 – Procedeu tehnologic de obtinere a drojdiei de panificatie in ciclu redus de multiplicare.

Stroia, I., Begea, M. (2003). Tehnologia de fabricare a drojdiei de panificație în trei generații. GLOBUS – Revista industriei alimentare românești, 51, 21, 24 – 25.

[20] Popov, V.I., Dobroserdov, L.L., Stabnikov, V.N., Andreev, K.P. (1949). Utilajul industriilor fermentative, vol. I, Moscova, Piscepromizdat.

Lucrari / contracte ale Institutului de Cercetari alimentare Bucuresti (ICA).

http://www.interechipament.ro/

http://www.artinox.md/produse/utilaj-pentru-industria-panificaiei.html

http://www.alfalaval.com/aboutus/press/productpress/Pages/Groundbreakingseparatorrange.aspx

http://www.artinox.md/produse/tancuri-cu-agitator-si-sistem-de-racire.html

http://www.it.all.biz/ro/malaxoare-industriale-bgg1084422