Способ производства дрожжей для сбраживания сусла в спиртовом производстве Советский патент 1978 года по МПК C12B1/08 

1

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано при производстве посевной культуры для сбраживания сусла в спиртовом производстве.

Известны способы производства посевной культуры для сбраживания сусла всниртово.м производстве, где чистую культуру дрожжей из пробирки стерильно переносят в колбы для размножения, а затем в .маточники. Сусло з маточниках стерилизуют при температуре 125-130°С в течение 40 мин, затем охлаждают до 30°С. Операпии пересева как в колбы, так и в маточники повторяют, таким образом одна и та ке маточная культура дрожжей циркулирует по замкнутому контуру. Готовые чистые дрожжи из маточника транспортируют чистым воздухом в дрожжерастильные чаны, а затем в дрожжегенераторы для накоплення необходимого объема засевных дрожжей. Затор для дрожжевых чанов и дрожжегенераторов готовят известным способом со стерилизацией при температуре в течение 40 мин 1J.

Из известных способов производст ва посевной культуры наиболее близким по технической сущности является способ, предусматривающий пастеризацию сусла, охлаждение его, подкисление серной кислотой, подачу маточных дрожжей в подготовленное сусло и культивирование дрожжей 2. Однако бродильная активность дрожл ей при таком способе низка. Для повышения бродильной активности дрожл ей и интенсификации, процесса сбраживания сусла предложен способ, согласно которому в конце процесса культивирования при достижении в культурной среде концентрации веществ 5,6-6,0°Б в нее вводят осахаренное пастеризованное сусло с копцентрацией сухих веществ 17,0-18,0°Б в количестве 10% от объема среды и продолжают процесс культивирования дрожл ей в полученной среде в течение 2-2,5 час.

Пример. В дрожжанку отбирают сусло с концентрацией 17-18% по сахарометру из осахарнвателя. При периодическом и непрерывном одноступенчатом осахаривании отъем сусла берут при 58°С. Отъем пастеризуют при 70°С в течение 20 мин, после чего охлаждают до 50°С и подкисляют серной кислотой до кислотности 0,8° и рП 3,6.

После тщательного перемешивания и охлаждения до 30°С в приготовленное сусло задают маточные дрожжи в количестве 10% от объема сусла, охлаждают до температуры складки 20°С и оставляют для брожения. ,

Во время брожения дрожжевого сусла поддерживают температуру не выше 30°С. При достил ении в культуральной среде концентрации сухих веществ 6,0°Б в нее вводят высококонцентрированное осахаренное сусло с концентрацией сухих веществ 17°Б в количестве 10% от объема среды и продолжают процесс культивирования в течение 2 час. Зрелые дрожжи немедленно передают в бродильные чаны для сбраживания основного сусла.

На графике показано изменение концентрации дрожжевых клеток X во времени в процессе дрожл егенерации, млн./мл (кривая I, а на кривой II - изменение концентрации S, °Б).

ti, 2 и /3 - фиксированные моменты .времени; Xi, Xz и 3 - концентрация дрожжевых клеток соответственно в моменты времени ti, tz и tz.

Si, 82 и 5з - концентрация, °Б, в моменты времени /ь /2 и зВ процессе дрожжегенерации, который может проводиться в маточниках, дрожжанках, возбраживателях, концентрация дрожжевых клеток X нарастает, а концентрация s уменьшается.

Зрелые дрожжи отдают в головные чаны в момент времени tz, которому соответствует концентрация 52 и концентрация дрожжевых клеток XzКак видно из графика - это неактивная стадия, так как и скорость роста клеток близка и стремится к нулю, и скорость сбраживания также стремится к нулю. Может показаться, что необходимо отдать дрожжи раньше нежели в момент /2, например, в момент времени ti. Однако -в момент ti меньше биомасса дрожжей, а также много еще несброженных углеводов и качество дрожжей в этот момент не выше, чем у дрожжей, полученных в момент tz. В 90% случаях дрожжи поступают в головные чаны гораздо позже момента tz, что еще более увеличивает лаг-фазу в бродильных чанах, снижая тем самым интенсивность процесса брожения.

При введении в культуральную среду 10% пастеризованного сусла с концентрацией 17-18°Б концентрация х уменьшится, а концентрация 5 субстрата увеличится.

К моменту времени ts концентрация дрожжей и скорость роста будет возрастать. Если в этот момент отдать дрожжи Б головные чаны, то время лаг-фазы уменьшится в 4-5 раз, соответственно возрастает и интенсивность процесса брожения.

В таблице приведены четыре серии лабораторных экспериментов, причем две серии бродильных проб (процессов брожения) проведены на зерновом заторе (пшеница), две следующих - на картофельном.

Средние скорости сбраживания подсчитывались через 10 и 20 час после отдачи матки дрожжей в процесс брожения (бродильные пробы). Таким образом, для процессов брожения (бродильных проб) засевными (маточными) дрожжами были дрожжи, приготовленные известным и предлагаемым способами.

Средняя скорость сбраживания подсчитывалась по выражению:

,8,-Ув5в Тб

где Vs, VQ Vg - соответственно объемы осахаренного затора, маточных дрожжей и полученной к моменту времени Tg бражки в бродильной пробе:

5з, 50 и Sg-соответственно концентрация °Б в осахаренном заторе (для бродильной пробы), маточных дрожжах и полученной к моменту Tg бражки в бродильной пробе;

Tg - время брожения, час, в нижнем примере 10 и 20 час. Размерность средних скоро„ ,.Л.Юстеи сбраживания .

час

Каждое значение скорости сбраживания является средним из трех параллельных опытов.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемый способ значительно повышает бродильную активность дрожжей, приготовленных периодическим способом, и соответственно интенсивность процесса брожения. Так, например, для дрожжей 1-ой серии увеличение скорости сбраживания за 10 час составило свыше 400%, за 20 час - 150%.

Формула изобретения

Способ производства дрожжей для сбраживания сусла в спиртовом производстве, предусматривающий пастеризацию сусла, охлаждение его, подкисление серной кислотой, задачу маточных дрожжей в подготовленное сусло и культивирование дрожжей, отличающийс я тем, что, с целью повышения бродильной активности дрожжей и интенсификации процесса сбраживания сусла, в конце процесса культивирования при достижении в культуральной среде концентрации сухих веществ 5,6-6,0°Б, в последнюю вводят осахаренное пастеризованное сусло с концентрацией сухих веществ 17,0-18,0°Б в количестве 10% от объема среды и продолжают процесс культивирования дрожжей в полученной среде в течение 2-2,5 час.

S, cS X, nftf/fii

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Х-, I

/8 t, 2f t t 30 tvac