Способ получения этанола Советский патент 1992 года по МПК C12P7/06 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения этанола.

Известен способ получения этанола из мелассы - отхода свеклосахарного производства, при котором для переработки мелассы используются дрожжи. При двухпродуктовом производстве спирта -и хлебопекарных дрожжей применяется усовершенствованный однопоточный метод сбраживания мелассы, который позволяет получить выход этилового спирта 66,5 дал/т условного крахмала при длительности анаэробного сбраживания сусла с РВ 16-17% 16-18 .

Недостатком данного способа является использование дорогостоящего сырья, замедленный процесс сбраживания мелассы спиртовыми дрожжами гидролизного производства.

Известен способ получения этанола из крахмалсодержащего растительного сырья - картофельного крахмала. Основой технологии является извлечение сахара из сырья путем инверсии. В результате инверсии из крахмала картофеля получают глюкозу, которая сбраживается дрожжами на спирт. Из полученной бражки, содержащей до 12% спирта, его выделяют методом ректификации. Крахмал картофеля легко поддается инверсии 1

Недостатком способа является то, что в качестве сырья используется пищевой продукт.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения этанола из гидролизата древесины. Гидролиз древесины разбавленными минеральными кислотами включает: гидролиз древесины.в гидролизаппаратах 0.5%-ным

VJ о

CJ

о о

N

раствором серной кислоты при температурах около 180°С, охлаждение полученного раствора сахара (гидролизата) самомспзре- нием, подготовку гидролизата к сбражива- нию путем нейтрализации серной кислоты, осветления и охлаждения до 40°С, сбражи- рлние сусла спиртообразующими дрожжа- и, ректификацию бражки, содержащей 1,0-1,5 об.% спирта, для выделения и очистки спирта от примесей 3.

Однако способ получения этанола из гидролизатов древесины является энергоемким, так как спирт извлекается из бражки с низкой концентрацией.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта за счет интенсификации брожения.

Поставленная цель достигается тем, что при предлагаемом способе в гидролизат древесины добавляют 1.5-2,0 об.% гидролизата крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 16.0-20,9% с последующим сбраживанием полученного субстрата.

Способ осуществляют следующим образом.

Гидролиз крахмального молока пшеницы проводят в гидролизаппарате емкостью 20 дм3 по следующему режиму: на загрузку подается 8 дм крахмального молока, 30 мл конц. H2SCM и воды до объема 10 дм3. Гидролиз крахмального молока пшеницы осуществляют в 0,5%-ной серной кислоте при давлении 29,6-104-39,2 ПО4 Па в течение 0,5-1,0 ч при 110-140°С. Конечная кислотность раствора составляет 0,5% Нг504.

В течение 1 ч проводят прогрев до давления 29,6 104-39,2101 Па, затем в течение 30 мин - 1,0 ч при том же давлении осуществляют варку при 110-140°С. Выгрузка готового гидролизата крахмального молока проходит за 15 мин.

Полученный гидролизат крахмального молока после нейтрализации известью до рН 4,2 используют в качестве добавки к гид- ролизату древесины в концентрациях 1,5- 2,0 об.% с концентрацией сахара 16,0-20,9%. Подготовленные субстраты сбраживают дрожжами Saccharomyces с. evlsiae раса 14 в концентрации 20 г/л прессованных дрожжей. Сбраживание проводят в периодических и непрерывных условиях в течение 8-10 ч при 33-34°С. Сброженную бражку подвергают перегонке и ректификации.

Выбор процента добавки крахмального молока к гидролизату древесины обусловлен тем, что увеличение или уменьшение добавки крахмального молока уменьшает выход спирта.

Крахмальное молоко пшеницы представляет собой побочный продукт производства при получении пшеничного белкового хлеба для диабетиков. Крйхмольное молоко - это

белая с серым оттенком .оседающая суспензия, без постороннего запаха, массовая доля сухих веществ в которой не менее 15%, кислотность не более 3,5°.

Данные влияния режима гидролиза на

концентрацию сахара представлены в табл. 1. Максимальная концентрация сахара в растворе определяет интенсификацию процесса брожения и. соответственно, влияет на выход конечного продукта.

Количество добавляемой концентрированной НзЗСм должно соответствовать объему гидролизуемого крахмального молока, чтобы конечная концентрация в растворе после добавления кислоты соответствовала

0,5% H2S04.

П р и м е р 1. Крахмальное молоко пшеницы гидролизуют в 0,5%-ной серной кислоте при 39,2-Ю4 Па и 140°С в течение 30 мин, гидролизат нейтрализуют известью до рН

4,2, гидролизат крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 16% добавляют к гидролизату древесины с количестве 1,5 об.%, вносят прессованные дрожжи Saccharomyces cerevlsiae раса 14 в концентрации 20 г/л и сбраживают при 33°С в течение 10 ч. Сброженную бражку подвергают по известной технологии перегонке и ректификации.

П р и м е р 2. Способ осуществляют

аналогично примеру 1, только гидролиз крахмального молока пшеницы осуществляют при 29,6-Ю4 Па 110°С в течение 1 ч, добавляют гидролизат крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 20,9%

в количестве 2,0 об.%.

Данные влияния количества добавляемого гидролизата крахмального молока пшеницы на выход спирта представлены в табл. 2, а на интенсивность брожения - в

табл. 3.

Максимальный выход спирта получен при добавлении 1,5-2,0 об.% гидролизата крахмального молока пшеницы к гидролизату древесины и составляет 108,5% от контроля или 55,8-55,9 л спирта со 100 кг сбраживаемых РВ. Увеличение добавки гидролизата крахмального молока пшеницы к гидролизату древесины до 5 об.% приводит

к снижению выхода спирта на 1,3 абс.%, что связано с неполным выбраживанием сзха- ров за 8-10 ч. При уменьшении добавки гидролизата крахмального молока пшеницы до 0,5 об.% выход спирта остается на уровне контроля.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход спирта.

Формула изобретения Способ получения этанола путем сбра- живания гидролизата древесины с последующей перегонкой бражки и ректификацией, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта за

счет интенсификации брожения, перед сбраживанием к гидролизату древесины добавляют 1,5-2,0 об.% гидролизата крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 16,0-20,9%, причем гидрооиз крахмального молока пшеницы осуществляют в 0,5%-ной серной кислоте при давлении 29,6 104-39,210 Па в течение 0,5-1.0 ч при 110- 140°С.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения этанола. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта за счет интенсификации брожения. Крахмальное молоко пшеницы подвергают гидролизу в 0.5%-ной серной кислоте при давлении 29,6-10-39,2-10 Па в течение 0,5-1,0 ч при температуре 110-140°С, полученный гидролизат нейтрализуют известью до рН 4.2 и с концентрацией сахара от 16,0 до 20.9% добавляют к гидролизату древесины. Субстрат сбраживают при температуре 33-34 С в течение 8-10 ч в присутствии прессованных дрожжей Saccharomyces cerevlslae раса 14 в концентрации 20 г/л. Полученную бражку по известной технологии подвергают перегонке и ректификации. 3 табл. СО с

2,8 л молока + 7,6 л воды +9,8 + 0,052 конц. H-S04 24,5

29,4

8 л молока 4- 0,042 л конц3Н2504 19,6

29,4 49

12 л молока+0,060 л конц. HZS04 29,4

39,2

12 л молока + 0,030л конц. H2S04 29,4

2,8л молока + 7,6 л воды +

+ 0,052 л конц. H2S0429,4

Таблица 1

30

30

30

30

30

30

30

30

30

60

15,8

17,6

20,0

16,2

18,2

14,6

18,9

19,8

10,5

16,2

Таблица2

Гидролизат древесины с

РВ 2,7710

Гидролизат древесины + 4-1,5 об.1 гидролиэата крахмального молока1,0

Гидролизах древесины +

2 o6.t гидропизата

крахмального молока1,1

ТаблицаЗ

7,0

7,2

. 7,25

,51,7

1,255,8

1,2255,