Способ приготовления сброженного мелассного сусла при производстве этанола Советский патент 1990 года по МПК C12P7/06 

Изобретение относится к биотехно- логйи, в частности к способам сбраживания мелассного сусла в спиртовой .промышленностио.

Целью изобретения является повьте- кие выхода спирта за счет экономии са- . харов сусла и предотвращения осаладе- ния на носителе и клетках дрожжей красящих и коллоидных веществ мелассы.

Иммобилизацию клеток спиртовых дрожжей, применяемых в производстве, например Saccharomyces cerevisiae расы В, осуществляют на керамзите - дешевом, доступном и технологичном материале.

Керамзит - пористый гранулированный материал ячеистого строения с закрытыми мелкими порами,получаемый путем обжига, сопровождающегося вспучиванием легкоплавкой массы (температура обжига 1050-1300 С) в течение 30 - 60 мин; объемная масса 250-600 кг/м .

Иммобилизацию осуществляют при обычных, оптимальных для жизнедеятельности спиртовых дрожжей температуре и активной кислотности средыо Закрепление клеток осуществляют непосредстсд

со

4

О

ю

венно в бродильных резервуарах в ходе первоначального размножения дрожжей в течение 18-24 ч . В течение этого времени достигается максимально воз- можное количество адсорбированных на носителе клеток, которое обусловлено природой керамзита и размером его частиц. Наибольшее количество дрожжей закрепляется на фракциях носителя

2 - 7 мм. Чем меньше размеры керамзита, тем больше число адсорбированных клеток (в этом случае более развита поверхность единицы его массы). Од- нако, учитывая, что очень мелкие час- тицы нетехнологичны, используют фракцию 3-7 ммо

После накопления биомассы и ее закрепления осуществляют непрерывньй процесс сбраживания сусла иммобилизо- ванными дрожжами и проводят его в батарее из нескольких последовательно соединенных бродильныхрезервуаров при принятом в производстве времени пребьшания среды в аппаратах 18-20 ч, что соответствует коэффициенту разбавления среды по батарее D 0,055 - 0,050 ч Ч Непрерывньй процесс можно вести в течение минимум 15-20 циклов-, без размножения засевных дрожжей, на синтез биомассы которых расходуется 4 - 6 % Сахаров сусла„ Из этих сэкономленных Сахаров получают на: 3,6% спирта больше, чем при применении свободных дрожжевых клеток. Керамзит как носитель после регенерации используют многократно

В свеклосахарной мелассе содержится значительное количество коллоидных частиц (до 6,5%) и красяш 1х веществ, которые, адсорбируясь на поверхности дрожжевых клеток, ухудшают доступ к ним питательных веществ, снижают их бродильную активность. Кроме того, при длительном процессе эти вещества осаждаются на различных пористых носителях микроорганизмов как на фильтрующем материале. Для устранения этого недостатка осветляют мелассное сусло с питательными веществами, про- пуская его через колонну, заполненную тем же керамзитом с размером частиц 2-5 мм. При этом для повьш1ения эффективности осветления пропускают через колонну только частично разбавленную мелассу (концентрация сухих веществ 40-45%), а затем разбавляют ее водой до рабочей концентрации 22-28%.СВ. Для согласованной по скоростям протоков работы колонны и бродильной батареи, а также достижения достаточной степени осветления мелассы берут коэффициент разбавления в фильтрующей колонне 0,07-0,09 (для 40-45%-ного сусла)о После загрязнения керамзита в первой фильтрующей колонне переключаются на параллельно работающую вторую и регенерируют керамзит путем пропа- ривания и промывкио

Пример 1 о В свеклосахарную мелассу из расчета на 1000 дал получаемого спирта вводят 21,5 кг ортофос-, форной кислоты, 9 кг мочевины,

140 кг соляной кислоты (в пересчете на 100%-ную) - и 3.,2 кг сульфанола Мелассу со всеми вспомогательными веществами разбавляют водой до 44% СВ и фильтруют через слой керамзита с размерами частиц 2-5 мм со скоростью протока 0,08 ч . После осветления готовят мелассное сусло концентрацией 22% СВ. Температура размножения ( репления) дрожжей и брожения 28-30 С, рН 4,8-5,0, время 24 ч.

Устанавлива.ется зависимость количества адсорбированных на 1 г керамзита дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae В от размеров его частиц. Количество вносимых засевных дрожжей 50 млн/мл, продолжительность иммобилизации 24 ч.

Количество закрепленных клеток учитывают после смыва их с носителя, подсчета в камере Горяева, а затем проводят перерасчет на 1 г носителя. Данные влияния размера частиц носителя на количество закрепленных клеток фиведены в табЛо 1.

Таблица 1

.159

П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но мелассу фильтруют через керамзит с размерами частиц 2 мм и скоростью потока 0,07 ч ; разбавляют и иммобилизацию проводят в течение 18 ч на керамзите с размером частиц 3 ммо

П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, мелассу фильтруют через керамзит с размерами частиц 5 мм и скоростью потока 0,09 ч а иммобилизацию проводят на керамзите с размером частиц 7 мм.

П р и м е р 4. Мелассное сусло готовят аналогично примеру 1. Зависимость - количества, адсорбированных на 1 г носителя дрожжевых клеток от времени иммобилизации представлена в . табл. 2, Количество вносимых в среду засевных дрожжей составляет 50 млн/мп Размеры частиц керамзита 3 - 5 мм,

Таблица 2

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам иммобилизации микроорганизмов и сбраживанию питательных сред, и может быть использовано в спиртовом производстве. Целью изобретения является повышение выхода спирта за счет экономии сахаров сусла и предотвращения осаждения на носителе и иммобилизованных клетках дрожжей красящих и коллоидных веществ мелассы. Мелассу обогащают питательными веществами, антисептируют, фильтруют путем пропускания потока со скоростью 0,07-0,09 ч^-1 через керамзит с размерами частиц 2-5 мм и разбавляют водой до концентрации 22-28% СВ. Спиртовые дрожжи размножают и иммобилизируют на керамзите с размерами частиц от 3 до 7 мм непосредственно в бродильных резервуарах в течение 18-24 ч, а затем проводят непрерывное сбраживание в батарее бродильных резервуаров. 4 табл.

Данные влияния размера частиц ке- рамзита на цветность сусла представлены в табЛо 3„

Таблица 3

3,20 0,60

55 67

30

Формула изобретения

Способ приготовления сброженного мелассного сусла при производстве этанола, предусматриваюдий обогащение

мелассы питательными веществами, ан- тисептирование, разбавление ее водой, размножение спиртовых дрожжей, иммобилизацию их на носителе и непрерьшное сбраживание сусла иммобилизованными

дрожжами в батарее бродильных резервуаров, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода спирта за счет экономии сахароз сусла и предотвращения осаждения на носителе и

иммобилизованных клетка:: дрожжей красящих и каллорщных веществ мелассы, перед разбавлением водой мелассу фильтруют путем пропускания потока со скоростью 0,07-0.09 через керамзит с размерами частиц 2-5 мм, а

иммобилизацию осуществляют непосредст- венно в бродильных резервуарах в течение 18-24 ч, при этом в качестве носителя используют керамзит с размеами частиц 3 - 7 мм.