Выделение биомассы дрожжей из отработанной среды и концентрирование ее до товарной продукции

4. Выделение биомассы дрожжей из отработанной среды и концентрирование ее до товарной продукции.

Товарные кормовые дрожжи должны быть получены в сухом виде с содержанием не более 10% влаги. Следовательно всю вдагу, содержащуюся в готовой бражке с дрожжами, после выхода ее из дрожжерастильного аппарата необходимо удалить. В таблице 3 приведены данные о количестве влаги, подлежащей удалению из готовой бражки, в зависимости от содержания в ней дрожжей.

 Таблица 3

С увеличением концентрации биомассы дрожжей в готовой бражке резко снижаются удельные затраты на удаление излишней влаги. Известны различные способы выделения биомассы дрожжей из готовой бражки, но основными , широко известными являются механические и теплотехнические. К механическим способам относится фильтрация, отстаивание, центрифугирование, сепарирование, разделение на гидроциклонах. К теплотехническим можно отнести выпаривание и сушку.

Путем экономической и технической оценки разных способов удаления влаги из биомассы дрожжей выделили натболее целесообразный технологический вариант: осуществляются последовательно флотирование, сепарирование, выпаривание и сушка.

Для получения кормовых дрожжей высокого качества в схему удаления влаги на флотаторах и сепараторах включена обязательная операция – промывка дрожжей. При этом отмывается почти вся отработанная среда, в которой росли дрожжи.

4.1 Флотирование дрожжей и деэмульгирование готовой бражки с дрожжами

Флотационный способ выделения дрожжей имеет перед сепарационным целый ряд преимуществ: значительно сокращается количество дорогостоящих сепараторов, сокращаются расходы на эксплуатацию, затраты на электроэнергию. Представляется возможным более надежно обеспечить непрерывный процесс выделения дрожжей из бражки; дрожжи, получаемые методом флотирования, имеют более высокие качественные показатели по содержанию белка, зольности, по вкусу и цвету; процесс выделения дрожжей становится полностью непрерывным.

На флотационную способность биомассы влияют раса внедренных в производство дрожжей, их размер и ветвистость. Большое значение имеет конструкция флотатора. Степень концентрирования дрожжей флотационным способом называют коэффициентом флотирования. Обычно этот коэффициент колеблется от 3 до 4, иногда доходит до 6.

Флотаторы предназначены для разделения готовой бражки методом флотации на две части: дрожжевую суспензию и отработанную жидкость. При разделении происходит концентрирование дрожжей. Имеющиеся в промышленности флотаторы выполнены в нескольких вариантах: цилиндрические, конические, одноступенчатые с внутренним стаканом, двухступенчатые (рис. 12).

Одним из самых распространенных аппаратов для флотирования дрожжей является флотатор одноступенчатый пятисекционный. Как показала практика, в одну ступень невозможно выделить из суспензии все дрожжи без потерь. Для более глубокого выделения дрожжей из жидкости применяют двухступенчатое исчерпывание дрожжей или концентрирование дрожжей методом флотирования. На рис. 13 показаны три варианта двухступенчатого флотирования.

По схеме а дополнительное исчерпывание дрожжей осуществляется на флотаторе II ступени, конструктивно аналогичным флотатору I ступени. Однако в связи с различием начальных концентраций флотатор IIступени должен несколько отличаться. После I ступени флотирования вместо спуска в канализацию отработанная жидкость центробежным насосом перекачивается в кольцевое пространство флотатора II ступени. Для усиления флотационной способности целесообразно во всасывающую линию насоса давать небольшой подсос воздуха из атмосферы. Концентрации дрожжей в отдельных точках примерно следующие:

·  в готовой бражке, поступающей из дрожжерастильного аппарата, - 30 г/л;

·  в дрожжевой суспензии после флотирования на I ступени – 90 – 120 г/л;

·   в отработанной жидкости после I ступени флотирования, подавемой на II ступень флотирования, - 2 – 3 г/л;

·  в дрожжевой суспензии после флотирования на II ступени – 8 – 10 г/л;

·  в отработанной жидкости после II ступени флотирования – 0,2 – 0,3 г/л.

Схема б отличается от описанной выше тем, что здесь в две ступени подвергается флотированию не жидкостная часть, а дрожжевая. Поэтому на I ступени флотирования предполагается осуществить максимально глубокое исчерпывание дрожжей с получением при этом более разбавленной дрожжевой суспензии. Концентрации дрожжевой суспензии по этому варианту флотирования будут примерно следующими:

·  в готовой бражке из дрожжерастильного аппарата – 30 г/л;

·  в дрожжевой суспензии после флотирования на I ступени – 60 г/л;

·  в отработанной жидкости после I ступени флотирования – 0,3 – 0,5 г/л;

·  в дрожжевой суспензии после флотирования на II ступени – 120 г/л;

·  в отработанной жидкости после II ступени флотирования – 3 – 4 г/л.

На рис. 13 в показана схема работы флотатора, в котором обе ступени флотирования совмещены. По существу эта схема не отличается от схемы а. Вторая ступень здесь конструктивно вписана в корпус флотатора. Основное преимущество этой конструкции заключается в ее компактности, однако, недостаточность объема II ступени флотирования не позволяет значительно снизить потери дрожжей.

Дрожжевая суспензия из флотаторов подается на сепарацию. По мере продвижения по трубам сгущенной дрожжевой суспензии из нее выделяется воздух. Для частичного отвода воздуха из труб перед центробежными насосами устанавливают газоотделители (рис. 14), представляющие собой искусственный расширитель потока дрожжевой суспензии. В результате расширения свободного потока уменьшается скорость жидкости, это способствует выделению воздуха, который отводится через верхний штуцер в атмосферу.

Деэмульгирование по технологическому значению является процессом, обратным флотации. Когда готовая бражка находится в состоянии дисперсности с воздухом, принимают меры для разрушения дисперсности и превращения бражки в жидкое состояние, пригодное для нормальной перекачки и сепарирования. Это достигается тремя наиболее широко известными доступными средствами: химическими, механическими и естественным способами.

К механическому способу разрушения пены относят использование вращающегося диски и колеса, а также подачу воды или отработанной жидкости на орошение пены.

К химическим средствам гашения пены относят олеиновую кислоту, рыбий жир, технические жиры и другие средства.

Естественный способ гашения рассчитан на самоосаждение и является, как правило, весьма длительным, так как некоторые виды пены весьма стойки.