Установка для пропагации чистой культуры дрожжей

Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности, к пивоварению и может использоваться преимущественно для генерации чистой культуры дрожжей и прочих аэробных микроорганизмов.
Известен «Способ брожения и аппарат для его осуществления» [US 4752564 A "Fermentation method and apparatus" опубл. 21.06.1988]. Способ получения микробных клеток путем ферментации углеродсодержащего материала в аппарате с центральной-рециркуляционной трубой, содержащем обогащенную кислородом питательную среду во вспененном состоянии на заданном уровне аппарата.
Недостатками известного устройства являются установленный в нижней части аппарата нагревательный элемент, снижающий эффективность теплопередачи в объеме суспензии; неравномерное использование полезного объема аппарата и сложность его очистки, вызванное смонтированной внутри центральной-рециркуляционной трубой, а также повышенными энергозатратами на привод электродвигателя роторного насоса для рециркуляции дрожжевой массы.
Наиболее близкой по технологической сущности и достигаемому эффекту является «Периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства и установка для его осуществления» [Патент РФ 2342424 опубл. 27.12.2008]. Установка для размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства, включающая пропагатор, систему для аэрации разбраживаемой массы, систему для получения стерильной питательной среды снабженную емкостью для нестерильной питательной среды, связанную с пропагатором через систему для получения стерильной питательной среды, включающую стерилизатор и охладитель, а также систему непрерывной подачи стерильной охлажденной питательной среды в пропагатор, включающую средства поддержания и контроля количества дрожжевых клеток и температуры питательной среды.
Недостатками известной установки являются повышенные капитальные затраты, и вероятность заражения чистой культуры дрожжей, связанные с расположением системы аэрации и рециркуляции разбраживаемой массы вне аппарата; сложность монтажа в условиях малых пивоваренных предприятий.
Технической задачей полезной модели является разработка установки для пропагации чистой культуры дрожжей, позволяющей повысить выход чистой культуры дрожжей.
Техническая задача полезной модели достигается тем, что в установке для пропагации чистой культуры дрожжей, содержащей пропагатор, состоящий из вертикальной емкости с конусным дном и полусферической крышкой, рубашки охлаждения для циркуляции в ней хладоносителя, системы подогрева и стерилизации сусла, аэратора, диоптра, насоса, парогенератора с кранами заполнения, контроля уровня и вакуумным клапаном, датчика температуры, штуцеров хладагента и сжатого воздуха, приборов контроля и автоматического поддержания температуры, новым является то, что для циркуляция и аэрации сусла аэратор установлен в нижней части пропагатора.
Технической задачей полезной модели заключается в повышении выхода чистой культуры дрожжей.
На фиг. 1 представлена установка для пропагации чистой культуры дрожжей. На фиг. 2 общий вид пропагатора.
Установка для пропагации чистой культуры дрожжей содержит пропагатор 1 на регулируемых опорах, рассчитанный на давление до 2 бар, состоящий из вертикальной емкости 2 с конусным дном 3 и полусферической крышкой 4, рубашки охлаждения 5 для циркуляции в ней хладоносителя, системы подогрева и стерилизации сусла 6, аэратора с игольчатым регулятором подачи 7, диоптра 8, CIP установки 9 с моющей головкой 10 и насосом 11, парогенератора 12 с кранами заполнения 13, контроля уровня 14 и вакуумным клапаном 15, датчика температуры 16, крана 17, штуцеров хладагента 18 и сжатого воздуха 19, приборов контроля и автоматического поддержания температуры 20. Установка также включает емкость брожения 21.
Установка для пропагации чистой культуры дрожжей работает следующим образом.
Перед началом работы все линии промывают водой и стерилизуют паром. Чистку установки производят с помощью системы безразборной мойки (CIP) 7.
Для начала открывают полусферическую крышку 4 пропагатора 1, ополаскивают струей воды внутренние поверхности пропагатора 1 (кран 17 открыт). Закрывают полусферическую крышку 4 и набирают во внутреннюю полость через кран 17 горячий щелочной беспенный раствор (t=80°С). Подключают всасывающий патрубок насоса к крану 17, а нагнетательный к разъему моющей головки 10 и включают насос 11. Циркуляцию раствора продолжают в течении 20 мин, контролируя визуально через диоптр 8. Выключают насос 11, сливают щелочной раствор через кран 17, и промывают водой с рН близкому к нейтральному все элементы прошедшие щелочную обработку. Затем, в той же последовательности, проводят обработку холодным (t=20 С) дезинфицирующим раствором на основе надуксусной кислоты в течении 20 мин с последующим ополаскиванием водой с рН близкому к 7.
Для работы установки требуется подключение подачи хладогента к штуцеру 18 и сухого стерильного сжатого воздуха к штуцеру 19.
После мойки и стерилизации дезинфицирующим раствором, пропагатор 1 заполняют через кран 17 горячим или холодным суслом в объеме 0,9 рабочего объема пропагатора 1.
Наливают воду в парогенератор 12 через кран 13 при открытом кране контроля уровня 14 и вакуумном клапане 15 до момента выхода воды через кран контроля уровня 14. Закрывают краны 13 и 14.
Проводят стерилизацию в автоматическом режиме - устанавливают температуру охлаждения (до 25°С), режимы включения/выключения охлаждение водой/хладагентом. Охлаждение хладагентом производится до температуры охлаждения. После этого автоматически происходит стерилизация сусла при помощи системы подогрева и стерилизации сусла 6, установленной на конусе 3 пропагатора 1, и затем охлаждения при помощи рубашки охлаждения 5 до температуры, оптимальной для выращивания данной культуры дрожжей (табл. 1).
В условиях стерильности вносят в пропагатор 1 через дезинфицированный диоптр 8 чистую культуру дрожжей.
Проводят аэрацию воздухом через штуцер сжатого воздуха 19 и аэратор с игольчатым регулятором подачи 7 в автоматическом режиме - 15 мин через каждые 2 ч в течении 2 суток при температуре 28.0°С, температуре хранения 23.0°С и изменении температуры 0,2°С в час.
В процессе выращивания дрожжей в пропагаторе 1 поддерживается заданная температура и производится аэрация с учетом требований, предъявляемых к специфике штаммов дрожжей. В зависимости от срока готовности и типа дрожжей предусмотрено 6 режимов автоматического контроля над процессом выращивания (таблица 1).
Для перекачки дрожжей в танк для брожения к штуцеру сжатого воздуха 19 подключают стерильный сжатый воздух или углекислый газ. Пропагатор 1 соединяют с емкостью брожения 21 стерильным шлангом и через кран 17 задают требуемое количество дрожжей.
После всех операций проводят процедуру CIP мойки.
Преимущества предлагаемой установки для пропагации чистой культуры дрожжей заключаются в том, что рециркуляция сусла в пропагаторе осуществляется аэрацией, что обеспечивает снижение себестоимости готового пива на малых пивоваренных производствах.
Предлагаемая установка для пропагации позволяет:
- повысить эффективность пропагации различных видов дрожжей для малых пивоваренных предприятий;
- снизить капитальные затраты на монтаж, сборку и очистку аппарата в виду простоты его конструкции;
- сократить затраты на разведение и хранение дрожжей при помощи средств контроля количества дрожжевых клеток и температуры питательной среды и, следовательно, снизить себестоимость готового пива.