СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ К СБРАЖИВАНИЮ Российский патент 2014 года по МПК C12P7/06 

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано для подготовки зернового сырья к сбраживанию на стадии производства сусла при производстве этилового спирта.

Известен способ аналогичного назначения, предусматривающий, измельчение крахмалосодержащего сырья, смешивание его с водой в смесителе и выдерживание в присутствии амилолитических ферментных препаратов, подачу массы последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки крахмалосодержащего сырья, подачу массы на контактную головку, затем в аппарат колонного типа (RU 2278898 C1, 27.06.2006).

Недостатком данного способа является низкое качество получаемого сусла, низкий выход готовой продукции, большие энергетические затраты и себестоимость конечного продукта.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанных недостатков, повышение выхода этилового спирта и повышение его качества, снижение энергетических затрат на его производство и себестоимости конечного продукта.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ подготовки зернового сырья к сбраживанию предусматривает его измельчение, смешивание с водой и выдерживание при температуре 50-55°C в течение 1 часа с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала, затем полученную массу подают последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки, где ее выдерживают в течение 2 часов при температуре 65-70°C при постоянном перемешивании, полученную массу нагревают в контактной головке до температуры 108-110°C и разваривают в аппарате колонного типа, затем после осуществления паросепарации разваренную массу охлаждают в двух пластинчатых теплообменниках, в первом из которых температуру доводят до 60°С, а во втором - до 24-26°C, при этом в трубопровод перед вторым теплообменником вводят осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала и кислую грибная протеазу из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка.

Кроме того, дополнительно для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. βГкС на 1 г условного крахмала при переработке сырья богатого гумивеществами.

Технологическая схема приведена на чертеже.

Способ осуществляется следующим образом.

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к комбинированному способу подготовки зернового сырья к сбраживанию. Способ предусматривает измельчение крахмалсодержащего сырья на дробилках (1), смешивание его с водой в присутствии амилолитических ферментных препаратов в смесителе (2), тепловую обработку замеса в аппаратах гидродинамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья (3), разваривание подготовленной массы под давлением в колоннах (6), подачу посредством регулирующего клапана (7), в паросепаратор (8), охлаждение массы в теплообменниках (9, 10), осахаривание массы осахаривающими ферментными препаратами в присутствии дрожжевой клетки одновременно со сбраживанием в бродильном чане (11). Изобретение позволит снизить затраты на топливно-энергетические ресурсы, повысить качество и выход спирта.

Исходное крахмалосодержащее зерновое сырье (пшеница) подвергают измельчению на молотковой дробилке 1, пропускают через сито с различным диаметром отверстий проход через сито с диаметром отверстий (1 мм - 95-96%, остаток частиц на сите 1,5 мм - 3,5-4,0%, остаток частиц на сите 2,0 мм - 0,2-0,5%, остаток на сите 2,5 мм - отсутствует), смешивают с водой в соотношении 1:2,8 - 1:3,0 в смесителе 2 и выдерживают при температуре 50-55°C в течение 1 часа с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала для разжижения и декстринизации крахмала.

При переработке сырья богатого гумивеществами для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу дополнительно вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. βГкС на 1 г условного крахмала.

Затем масса подается последовательно в два аппарата 3 гидродинамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья (АГДФО), где выдерживается в течение 2 часов при температуре 65-70°C при постоянном перемешивании. Температура поддерживается за счет закрытого обогрева аппаратов вторичным паром, выходящим из паросепаратора-выдерживателя (пар подается в рубашку или змеевик).

Из последнего аппарата АГДФО подготовленная масса насосом 4 подается на контактную головку 5, где нагревается острым паром до температуры 108-110°C, при этой температуре масса проходит аппарат 6 колонного типа и через регулирующий клапан 7 выдувается в паросепаратор 8.

Из паросепаратора разваренная масса подается в первый пластинчатый теплообменник 9, где охлаждается до температуры 60°C, далее во второй пластинчатый теплообменник 10, где она охлаждается до температуры складки 24-26°C.

В трубопровод перед вторым теплообменником подается осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала.

Для протеогидролиза белков до пептидов и аминокислот, ассимилируемых дрожжами вносится кислая грибная протеаза из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка. Процесс осахаривания крахмала ведется в бродильных чанах 11 в присутствии дрожжевой клетки, которая подавляет жизнедеятельность лактобактерий.

Ниже приведены Таблицы 1 и 2 сравнительных показателей по способу, выбранному в качестве наиболее близкого аналога, и по заявленному способу.

Таблица 1 Показатели По наиболее близкому способу По заявленному способу Длительность обработки, в часах 4 3 Кислотность замеса, в⁰ 0,2-0,3 0,3-0,5 Температура стерилизации, в⁰ 120-125 108-110 Видимая доброкачественность сусла, % 80 89 и Длительность брожения, в часах 60-66 48-55 Содержание несброженных углеводов в бражках, г/100 мл 0,55 0,35 Содержание нерастворенного крахмала в бражках, об.% 0,005 0,003 Нарастание кислотности при брожении, в^o 0,2 0,1 Выход спирта, в дал из 1 т крахмала 66,4 66,8

Таблица №2 Летучие примеси бражки, мг/дм³ безводного спирта По наиболее близкому способу По заявленному способу Ацетальдегид 852,47 257,56 Этилацетат 130,63 110,63 Метанол (об.%) 0,077 0,052 1-Пропанол 897,05 388,07 2-Пропанол 4,17 1,5 Изобутанол 1600,62 1487,89 1-Бутанол 9,13 6,61 Изоамилол 5403,62 3369,58 Общее количество примесей 8897,77 5621,89

Изобретение позволит повысить выход и качество конечного продукта, ускорить процесс подготовки зернового сырья к сбраживании, снизить материалоемкость схемы механико-ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья, снизить затраты на термостабильную альфаамилазу, в связи с заменой ее на бактериальную альфаамилазу, снизить топливно-энергетические затраты, за счет использования вторичного пара на подогрев массы в аппаратах гидро-динамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья, исключить из схемы осахариватель, как источник инфекции, снизить потери Сахаров при разваривании за счет снижения температуры разваривания, улучшить физико-химические и органолептические показатели спирта, увеличить производительность завода, за счет уменьшения времени простоев на дезинфекцию оборудования.

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ предусматривает смешивание измельченного крахмалсодержащего сырья с водой в присутствии амилолитических ферментных препаратов, тепловую обработку замеса в аппаратах гидродинамической и ферментативной обработки, последующее нагревание в контактной головке до 108-110°С и разваривание в аппарате колонного типа. Затем разваренную массу охлаждают с последующим осахариванием осахаривающими ферментными препаратами в бродильных чанах в присутствии дрожжевой клетки, которая подавляет жизнедеятельность лактобактерий. Изобретение позволит повысить качество и выход спирта и снизить затраты на топливно-энергетические ресурсы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ подготовки зернового сырья к сбраживанию, предусматривающий его измельчение, смешивание с водой и выдерживание при температуре 50-55°С в течение 1 ч с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала, затем полученную массу подают последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки, где ее выдерживают в течение 2 ч при температуре 65-70°С при постоянном перемешивании, полученную массу нагревают в контактной головке до температуры 108-110°С и разваривают в аппарате колонного типа, затем после осуществления паросепарации разваренную массу охлаждают в двух пластинчатых теплообменниках, в первом из которых температуру доводят до 60°С, а во втором - до 24-26°С, при этом в трубопровод перед вторым теплообменником вводят осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала и кислую грибную протеазу из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка, причем осахаривание крахмала осуществляют в бродильных чанах в присутствии дрожжевой клетки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. вГкС на 1 г условного крахмала при переработке сырья, богатого гумивеществами.