Способ непрерывной ферментации сусла при производстве спирта и установка для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК C12P7/06 

С

1

5, теплообменник 6, устройство 7 для отделения сусля от дрожжей, клзпак противодавления 8, трубопровод 9, выполняющий функцию, мамут-насоса, н систему трубопроводоВд образующих основной и дополнительный рециркуляционные контуры Свежее сусло с содержанием сахара 100-280 г/л инжек- .тируют в бродильный чак 1 в течение 1 ч в количестве5 составл.,ем О 2-0, количества сусла находящегося в цикле, через устройство 2 для барботажа сусла. Ферментацию осуществляют в присутствии дрожжей в колиггестве 50-100 г сухого вещества на 1 л о В процессе ферментации клапаном противодавления 8 создают противодавление для сжатия газа и направляют поток сусла с дрожжами по трубопроводу 9

53

в устройство 3 яля улавливания газов брожения. Отделяют диоксид углерода Посредством устройства 4 для инжекти рованрш газа и клапана-смесителя 5 смеш1 1вают 5-20 диокст-эда углерода с воздузгом и полученную кислородсодержащую снесь с содержание - кислорода 0505-0,15 мл/ч в 1 г сухих дролокей подают в рециркулируемое сусло Б трубо тоовод 10, где его з турбулентном режиме направляют в тепло обменник 6,, а затем в бродильный чан 1 о Часть сусла подают в устройство 7 для отделеьтия сусла от дрохакей и выводят его к избыток дро жжей лз щ кла„ Остазт :еся дрожлш релдркулируют в трубопровод 9 основного рециркуля uj-ioHKoro контура 2 Со и 3 з.п.ф-яьг t ил,,

Изобретение относится к спиртовой промьштенностие Целью изобретения является повьшение выхода спирта и производительности установки. Способ реализуют в установке, содержащей чан 1, устройство 2 для барботажа сусла, выполненное в виде вертикально установленной трубы Вентури, устройство 3 для улавливания газов брожения циклонного типа, устройство 4 для инжектирования газа с клапаном-смесителем

Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается способа получения спирта и установки для его осуществления,.

Цель изобретения - повышение вы- хода спирта и производительности установки.

На чертеже дана установка для осуществления Способа о

Установка содержит бродильный чан 1, в Нижн ей части которого размещено устройство 2 для барботажа сусла. вьтолненное в виде вертикально установленной трубы Вентури,, устройство 3 для улавливания газов брожения иик лонного типа, устройство 4 для инжектирования газа с клапаном-смесителем 5, теплообменник 6 и устройство 7 для отделения сусла от дрозкжей

В верхней части бродильного чана 1 размещен клапан 8 противодавления предназначенньй для устранения попадания в чан диоксида углерода., вьще- ляющегося с процессе ферментации сусла, сообщенный с трубопроводом 9, соединяющ | м бродильный чан 1 с устройством 3 для улавливакяя газов брожения и выполняющим функцию мамутр а- соса,

Бродильггьй чан К устройство 3 дл улавливания газов брожения, теплообменник 6 и устройство 2 для барботаж сусла соединены трубопроводами 9-11 с образованием основного циркуляционного контура с Дополнительный циркуляционный контур образован соеди- ненньп да трубопроводом 12, трубопро- зодом 13 и трубопроводом 9,, устройством 2 для барботажа суслаj устройством 7 для отделения сусла от дрожжей и верхней частью бродильного чана 1 и служит для рециркуляции дрожжей,, Основной и дополнительный циркуляционные контуры соединены с трубопроводом 14 для подачи свежего сусла е

Устройство 3 для улавливания газов бролсеник сообщено трубопроводом 15 для отвода диоксида углерода с устройством 4 для инжектирования га- sag которое посредством трубопровода через клапан-смесктель 5 соединено с трубопроводом 10(, Устройство 7 для отделения сусла от дрожясей снабжено трубопроводом 16 для отвода сфермен- тированного сусла с установленным на нем клапаном 17 и СЛИЕНЬПЦ затвором 18 для вывода возможного избытка ак- тивкьпс дрожжейо На трубопроводе 13 установлен рециркулгтеуюЕгий клапан 19 поззоляющий рециркулировать сусло с дрожкам в трубопровод 9 под деист3i

вием давленияs образующегося за счет высоты трубопровода Ю,

Установка работает следуюигин образом.

Свежее сусло с содержанием в нам сахара от 100 до 280 г/л кнж-ектируют по трубопроводу 14 подачи сусла и трубопроводу 11 в бродильньм чян 1 через устройство 2 барботажа сусла в количестве,, составляющем О, 2-0; 5 количества сусла находящегося в цикле « В бродильном чане 1 сусло контак тируе с дрожяам-, в процессе фермен сусла осуществляют и;иркуляц1 нз иотока сусла с дрожжамиj образовав- цимися в процессе газамИ; причем угл кислый газ 5 выделяясь из сусла, при- нимает форму пузырьков, расширяется и выполняет мамутнасоса, Вследствие большой скорости циркуляции сусла по трубопроводу 9 происходит образование пены, которая дробится и сусло частично дегазируется полная дегазация сусла происходит в устройстве 3 для улавливания газов брожения. Сусло, подвергнутое дега- зациИэ направляют в турбулентном режиме по трубопроводу 10, для чего на всем протяжении этого трубопровода - имеется возможность абсорбировать некоторые потери давления Размеры трубопровода 10 зависят бт скорости циркуляции сусла5 На турбулентность можно влиять не только путем изменения размеров трубопровода но и пз тем установления в последнем мембран или перегородок, при этом необходимо следить за тем, чтобы высота ферментера

была достаточной для преодоления по-

терь давления5 которые могут превышать эквивалент в 2 м водяного столба.

Из -устройства 3 для улавливания газов брожения по трубопроводу 15 диoкc щ углерода выбрасывают а часть .его подают через устройство 4 для инжектирования газа, смешивают посредством клапана-смесителя 5 с воздухом н соот ношении 5-20 об,ч, диоксида углерода и 1 об,ч. воздуха и по тру- бопроводу 16 подают кислородсодержа-- щую смесь в ре1щркулируемое по трубопроводу 10 сусло в количестве5 обеспечивающем содержание кислорода 0505- 0515 мл/ч при атмосферном давлеНИИ 3 1 г сухого веса дрожжей, при этом ферментацию сусла проводят при содержании в нем дрожжей от 50 до

р ,, 5 Q -

0

5

53

100 г сухого зещества на 1 л, Рецир- кулируемое сусло охлаждают в теплообменнике 6 до температуры исходного сусла к возвращают по трубопроводу 11 р бродильный чан 1, Часть сусла, прошедшего ферментацию и содержащего спиртJ отбираютJ для чего его по трубопроводу 12 направляют в устройство 7 для отделения сусла от дрожжей, где дрожжи декантируют со скоростью примерно 20 см/мин, что позволяет получить очищенное от дрожжей сусло с содержанием спирта 50-80 г/л, которое по трубопроводу 16 через клапан 17 выводят из цикла а избыток дрожжей выводят через сливной затвор 18, Дрожжи посредством рециркулирующего клапана 19 рециркулируют по трубопроводу 13 в трубопровод 9 под действием давленияS образующегося за счет высоты трубопровода 10,

Для осуществления способа используют бродильньй чан объемом по меньшей мере 50 в котором сусло может медленно подниматься со скоростью примерно 1-2 см/с5при этом чан произвольно делится на три зоны: бар- ботированиЯу седиментации и концентрирования дргоксида углерода, В зоне барботирования свежее сусло смешивается с рециркзшируемым суслом и с, суслоМр находящимся в нижней части чана,, Б зоне седиментации происходит контактиронак1-:е сусла с дрожжа И, в зоне концентрирования диоксида углерода как и во всем объеме чана вьще- ление дрюксида углерода в виде п зырь- ков газа удерживается, противодавлени-- ем, образующимся в верхней части чана

При осуществлении способа используются дрожжи Saccharomyces cerevi- siae с хорощей флокулирующей способ- костью

Пример 1, В нижнюю часть бродильного чана инжектируют 60 м в час свежего суслаj содержащего 100 г/л сахара, способного к ферментации, содержание активных .дрожжей в сусле составляет 50 г сухого вещества на

1л о Ферментацию проводят известным путем, при этом в процессе фермента- Ц1ги осуществляют рециркуляцию сусла

в турбулентном режиме со скоростью

2м/с путем создания противодавления

3верхней части бродильного чана. Время выдержки сусла в бродильном чане в среднем 10 мин. Образовавшиеся

в процессе ферментации газы вместе отделяют от рециркулируемого сусла, вводят в него кислородсодержащую смесь в количестве, обеспечивающем содержание кислорода 0,05 мл/ч при атмосферном давлении з 1 г сухого веса дрожжей Смесь получают смешива нием 1 воздуха с 5 об .ч. диоксида углерода Рециркулируемое сусло 6 хлаждают до температуры брожения и возвращают в нижнюю часть 51)одильно- |го чана, где проводят барботаж сусла путем инжектирования восходящего пото ка циркулируемого сусла в тзфбулент- ном режиме« Турбулентность такова что пузьфьки газовой смеск имеют диаметр, не превьшающий 3,5 мм

От части сусла после охлаждения содержащего 8,5 об.% спирта, отделяют дрожжи и выводят его из цикла так же, как избыточные дрожжи а остальные дрожжи рециркулируют в рециркуляционное сусло 5 Свежее сусло инжектируют в час в количествеэ составляющем количества сусла, находящегося в цикле„

Пример 2, Способ осуществляют аналогично примеру 1j только свежее сусло инжектируют в количестве 0,5 количества сусла, находящегося в цикле, с содержанием сахара в нем 280 г/л5 содержание дрожжей в ферментируемом сусле составляет 100 г сухого вещества на 1 л. Кислородсодержащую смесь готовят путем смепдива- ния 1 об.ч„ воздуха с 20 об „ч о, диоксида углерода и подают ее в реидрку- лируёмое сусло в количестве, обеспечивающем содержание кислорода О,; при атмосферном давлении в 1 г сухого веса дрожжей.

Предлагаемьй способ позволяет повысить вькод спирта до 120 г/л и производительность установки до 13j4-54 г/л в час о

20

25

30

35

процессе контактирования сусла с дрожжам- осуществляют барботаж сусла в нилсней части бродильного чана путем ишкектирования восходящего потока циркз яируемого сусла в турбулентном режиме, а в верхней части бро дильного чана создают противодавление для сжатия выделяющегося в процессе ферментации сусла,

2,, Способ по nHj о т л и ч а - ю 1Д и и с я тем, что кислородсодержащую смесь подают в количестве, обес- печивй ош,ем содержание кислорода 0,05--0„15 МП/ч при атмосферном давлении ра 1 г сухого веса .Й5 при этом смесь получают путем смепшвания 1 об„ч возцуу а с 5-20 об„Чо диоксида углерода..

Зо Способ ко п.1s отличающийся тем, что свежее сусло инжектируют 3 1 ч в количестве р состав ляющем Oj2-655 количества сусла нахо дящегося в цикле, с содержанием сахара в нем от до 280 г/л

4„ Способ по По 15 отличающийся тем, что содержание дрожжей в ферментируемом сусле составляет от 50 до 100 г сухого вещества на 1л/.

5,, Установка для непрерывной ферментации сусла при производстве спирта, содержащая бродильный чан5 устройство для улавливания газов брожения устройство для инжектирования . газа, соединенные между собой трубопроводом,, сообщающим верхнюю и нижнюю части бродильного чана с образе™ ваннам 1л 1 ркуляционного контура тепЬмл/Ч|0 лообменник устройство для отделения суспа от дрожжей, трубопроводы для подачи свежего сусла и отвода сфер- ментированного сусла дополнительный циркуляционный контур,, образованньй трубопроводами5 соединяющими устройство для отделения сусла от дрожжей с бродильным чаном, отличаюФормула изобретения

личающий

/ювьтшеник ВЬЕХОД;

с ,я тем, ЧТО; . спирта5 в

0

5

0

5

процессе контактирования сусла с дрожжам- осуществляют барботаж сусла в нилсней части бродильного чана путем ишкектирования восходящего потока циркз яируемого сусла в турбулентном режиме, а в верхней части бродильного чана создают противодавление для сжатия выделяющегося в процессе ферментации сусла,

2,, Способ по nHj о т л и ч а - ю 1Д и и с я тем, что кислородсодержащую смесь подают в количестве, обес- печивй ош,ем содержание кислорода 0,05--0„15 МП/ч при атмосферном давлении ра 1 г сухого веса .Й5 при этом смесь получают путем смепшвания 1 об„ч возцуу а с 5-20 об„Чо диоксида углерода..

Зо Способ ко п.1s отличающийся тем, что свежее сусло инжектируют 3 1 ч в количестве р состав ляющем Oj2-655 количества сусла находящегося в цикле, с содержанием сахара в нем от до 280 г/л

4„ Способ по По 15 отличающийся тем, что содержание дрожжей в ферментируемом сусле составляет от 50 до 100 г сухого вещества на 1л/.

5,, Установка для непрерывной ферментации сусла при производстве спирта, содержащая бродильный чан5 устройство для улавливания газов брожения устройство для инжектирования . газа, соединенные между собой трубопроводом,, сообщающим верхнюю и нижнюю части бродильного чана с образе™ ваннам 1л 1 ркуляционного контура теп

щ а я с я тем,, что с целью повышения производительности, она снабжена 5 стройством для барботажа сусла; вы- полненньш Б виде вертикально уставов ленной трубы Вентури, paзмeщeнны - в нижней части бродильного чана и соединенным трубопрозодом с трубопроводом для подачи свежего сусла и устройством яля отделения сусла от дрожжей, клапаном противодавления расположенным над верхней частью бро- дгглького чана, а твп,пообменник vcTaноБлен в гц-фкуляциокнон контуре на трубопроводеJ соадккянжем устройстве для итжектироваьтия газа с нижней частью бродильного чака, и сообщен с трубопроводом, соединяющим устройство для отделения сусла от дрошхей устройство для барботажа сусла к устройство для: улазливанкя газов брожения „ а допел кит ельньй циркулкш-юнный

53S

контур для рециркуляции дрожжей к связан с основным циркуляцион- HbE-i контуром трубопроводом, соединя- югдим бродильный чан с устройством для улавливания газов брожения и вы- лолняю2П М функцию мамут-насосз, и трубопроводом5 соединяющим нижнюю часть бродильного чана в циркуляционкый контур.