СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ГИДРОЛА Советский патент 1933 года по МПК C12P7/08 

Гидрол представляет собой отброс, получаемый при фабрикации кристаллического сахара (глюкозы) из кукурузы, и содержит около 33% воды и 67% сухих веществ, состоящих, главным образом, из углеводов. Количество редуцирующих веществ по Бертрану приближается в гидроле к 48% и, примерно, 14% состоит из несбраживаемых продуктов расщепления крахмала (по американской терминологии из "изомальтозы"). Зола гидрола содержит около 2% хлористого натрия, около 2% окиси алюминия, 0,19% P₂O₅, 0,15% СаО, азота - лишь 0,08%, а жира - 0,3%.

Несмотря на значительное количество восстанавливающих сахаров, гидрол считался до сих пор непригодным для промышленного винокурения, в виду присущей ему малой и трудной сбраживаемости, и применялся, главным образом, для изготовления комбикорма, состоящего из 50% кукурузных початков, 25% глютеновой муки и 25% гидрола.

Изыскания, проведенные Институтом, привели к выводу, что причина плохой сбраживаемости кроется, с одной стороны, в отсутствии в гидроле в должном количестве азота и зольных веществ, необходимых для жизнедеятельности дрожжей, с другой стороны, - в затрудняющих работу дрожжей продуктах расщепления крахмала и хлористом натрии и, наконец, в отсутствии в гидроле буферных веществ, благодаря чему даже при слабых подкислениях сусла минеральными кислотами возникает такая концентрация водородных ионов, которая препятствует брожению (например, при подкислении сусла серной кислотой до 0,5° Дельбрюка рН - 2,4).

Для устранения указанных отрицательных свойств гидрола, как материала для винокурения, в предлагаемом способе к гидролу добавляют зольные и азотосодержащие вещества, затем акклиматизированную расу дрожжей, наполняют гидроловое сусло дрожжевым автолизатом и в последние сутки брожения прибавляют декстриносбраживающие дрожжи.

Применяющиеся для возбуждения брожения расы, дрожжи подвергаются предварительной акклиматизации к гидролу. При этом оказалось целесообразным применение метода акклиматизации, состоящего из двух стадий. Дрожжи размножают в смеси из солодового сусла и гидрола, плотностью в 5° Баллинга, с возрастающим, при каждом последующем пересеве дрожжей, количеством гидрола, за счет соответственно уменьшающегося количества солодового сусла. Таким образом, дрожжи постепенно приучаются к работе в 100% гидроловом сусле указанной плотности.

Вторая стадия акклиматизации состоит в постепенном приучении полученных в первой стадии акклиматизированных дрожжей к более плотным суслам, пока не получатся дрожжи, дающие хороший рост на гидроловом сусле в 20-22° Баллинга.

Гидрол пополнялся всеми недостающими ему зольными веществами и азотом, рассчитанным на среднее количество дрожжей, возникающих в процессе винокуренного производства, и равное 4% по отношению к весу затрачиваемого гидрола.

Для установления правильной дозировки указанных веществ применительно к особенностям употребляющихся рас дрожжей, последние подвергались брожению в сусле из высококачественного ячменного солода, в котором все необходимые им питательные вещества находятся в такой форме и количестве, которые обеспечивают оптимальное построение дрожжевой клетки. Анализ полученных из такого брожения дрожжей служит показателем количества питательных веществ, подлежащих добавке к гидролу. При этом азот поступает в виде серно- или фосфорнокислого аммония, калий в виде серно-фосфорного или углекислого калия, магний в виде сернокислого магния, железо - в виде закисного сернокислого железа. Недостающие фосфорная кислота и кальций вводятся в виде водной вытяжки из суперфосфата.

К гидролу добавлялся дрожжевой автолизат, так как оказалось необходимым, для получения лучшей сбраживаемости, пополнение сусла органическим азотом и использование стимулирующего действия автолизата на работу дрожжевой клетки. Изготовление автолизата происходило путем самопереваривания прессованных дрожжей или дрожжевой взвеси сметанообразной консистенции в течение. 48 часов при 40-45°. Автолизат дозировался из расчета до 4% прессованных дрожжей по отношению к весу затрачиваемого гидрола. Кислотность держалась во время брожения при наиболее благоприятствующем таковому рН - около 5,4. После двухсуточного брожения в сусло вводились, декстриносбраживающие дрожжи, с помощью коих брожение доводилось до конца. Применялись адсорбенты, как, например, активированный уголь "норит" и др.

Совокупность всех этих мероприятий может быть легко приложима к обычным методам винокуренного производства, т.е. к простому, доливному или же к приточному способам, с той лишь разницей, что при винокурении из гидрола следует опираться не на титрационную кислотность, а на рН и нет основания прибегать к молочнокислому закисанию сусла дрожжевого маточного затора, тем более, что такое закисание в гидроловом сусле без специальных добавочных приемов вообще не происходит. Сусла дрожжевого маточного затора и затора предварительного брожения целесообразно подвергать кипячению в течение около 20 минут. Сусло же главного затора согревается лишь до температуры задачи дрожжей, т.е. до 23°.

Пример: К 45 кг гидрола, смешанным с 150 литрами водопроводной воды, добавлены: вытяжка из 244 кг суперфосфата (содержащего 10% водонерастворимой фосфорной кислоты), 144 г сернокислого амония, 9,8 г сернокислого магния, 19 г сернокислого калия, 3,3 г закисного сернокислого железа и дрожжевой автолизат из 1800 г прессованных дрожжей.

Работа велась на акклиматизированной расе XV "Берлинского института бродильных производств" в виде абсолютно чистой культуры, бродившей в течение 8 часов при 30° в 7 литрах дрожжевого сусла, плотностью в 7,2° Баллинга, при рН=5,4. Сусло это состояло наполовину из гидрола и наполовину из мальцэкстракта. Отбродившим дрожжевым суслом было задано сусло "предварительного брожения", состоявшее лишь из гидрола с добавкой питательных солей и дрожжевого автолизата и имевшего 15° Баллинга и рН - 5,8. Брожение длилось 20 часов при температуре 28-30°, после чего Баллинг = 6° и рН=5,2. Этим отбродившим суслом задано было сусло главного затора, и добавкой воды Баллинг был установлен на 18°. Брожение длилось около 65 часов. Первые сутки температура держалась в пределах между 23 и 28°, вторые сутки - 29-30° и третьи сутки - 30°. Получился выход спирта - сырца в 30,8° с 1 пуда гидрола. Сырец - хорошего качества.

При применении дрожжей выход возрастает, примерно, на 2-3°, а при добавке норита - на 4-5°.

Следует упомянуть, что уже при выходе спирта в 30° с 1 пуда гидрола, промышленное винокурение из этого продукта оказывается весьма рентабельным.

Способ получения этилового спирта из гидрола (отброса, получаемого при фабрикации глюкозы из кукурузы), отличающийся тем, что к гидролу добавляют недостающие ему зольные и азотосодержащие вещества, после чего добавляют акклиматизированную к гидролу расу дрожжей, наполняют гидроловое сусло дрожжевым автолизатом и в последние сутки брожения прибавляют декстрино-сбраживающие дрожжи.