Способ непрерывного брожения сусла в батарее ферментеров при производстве спирта Советский патент 1981 года по МПК C12P7/06 

янного размножения клеток в головных ферментерах) снижают выход спирта из единицы переработанного сырья (из тонны условного крахмала) .

Данный способ не позволяет сбраживать сусло концентрацией свыше 16-17% сухих веществ, так как дрожжи хвостовых ферментеров физиологически слабы вследствие постоянной смены условий их существования в процессе протока с суслом через все Ферментеры, а также из-за повышенного ингибирования бродильной активности дрожжей в хвостовых ферментерах совместнйм сравнительно высоким содержанием спирта и остаточного сбраживания сахара при используемой температуре брожения.

Цель изобретения - увеличение выхода спирта и интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе непрерывного брожения в батарее ферментеров при производстве спирта, предусматривающем подачу сусла в головной ферментер батареи, сбраживание его при перетоке в присутствии дрожжей и доосахаривание, сбраживание и доосахаривание сусла ведут раздельно в .две последовательные многократно повторяющиеся стадии, поддерживая конлвптрацию сусла в головном ферментере на уь., подавляющем размножение дрожже;; и равном 6,0-7,0%, а доосахаривание осуществляют путем выдержки сбраживаемого сусла в течение 1-2- ч, при этом перед доосахариванием и после него сбраживаемое сусло соответственно нагревают до ЗО-бО С и охлаждают до температуры сбраживания, равной 15-20°С, а дрожжи перед сбраживанием предварительно иммобилизуют на носитель.

Сущность предлагаемого способа поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Исходное сусло повышенной концентрации непрерывно подают в головной ферментер 1 батареи ферментеров, в которых иммобилизованы дрожжи в количестве 160-180 млн кл/мл на насадке буковой стружки. Концентрацию сусла в головном ферментере поддерживают на уровне, подавляющем размножение дрожжей и равном 6,0-7,0%. После выхода из головного ферментера 1 сбраживаемое сусло нагревают в теплообменнике 2 до 50-60°С, оптимально для действия ферментов, доосахаривают в сосудах - доосахаривателях 3 путем выдержки его в течение 1-2 ч, после чего сбраживаемое сусло охлаждают в теплообменнике 5 до темпера- туры сбраживания, равной 15-20°С. .Сбраживание и доосахаривание сусла осуществляют в две последовательно многократно повторяющиеся стадии при перетоке через- все ферментеры 1 и

сосуды - доосахариватели 3 батареи ферментеров. Зрелую бражку из последнего ферментера 1 направляют на перегонку, а выделяющиеся углекислый газ и пары спирта направляют в спиртоловушку (не показано .

Пример .По предлагаемому способу проводилось сбраживание сусла из крахмалистого (зернового) сырья.

Исходное сусло повышенной концентрации 20,2% СВ непрерывно со скоростью разбавления 0,15 ч подают в головной ферментер 1 бродильной батареи, сбраживают при перетоке через батарею из 5-и ферментеров 1, заполненных насадкой 2 в виде буковой стружки с предварительно иммобилизованными дрожжами в количестве ISOISO млн кл./мл и доосахаривают в сосудах 3 путем выдержки в каждом доосахаривателе в течение 1,5 ч. Нагрев сусла после выхода из ферментеров 1 до температуры доосахаривания осуществляют в теплообменниках 4, а охлаждение после доосахаривателей до температуры брожения 15-20°С в теплообменниках 5. При данных параметрах брожения в бражке головного ферментера поддерживается концентрация спирта 6,3-6,9 об , что необходимо для подавления процесса размножения дрожжей. Зрелая бражка, выходящая из хвостового ферментера 1, анализируется и направляется на перегонку. Углекислый газ и пары спирта, выделяющиеся из сусла в ферментерах и доосахаривателях, собираются в общую линию I и направляются в спиртоловушку.

Контролем служит непрерывный процесс брожения, осуществляемый по известному способу , с концентрацией сусла 16% СВ, в батарее из 10 ферментеров, со скоростью разбавления 0,15 и при 30°С.

Как показало испытание, длительность брожения по предлагаемому способу составляет 36 ч против 60 ч контрольного проп;есса, концентрация спирта в зрелой бражке с учетом выделенного на спиртоловушке составляет 10,37% об против 8,20% об контроля, выход спирта на единицу сброженного сахара (% от теоретического выхода) составляет 9-6,3% против 95,4% контроля, кислотность зрелой бражки составляет О,34-0,41°D, что говорит об отсутствии инфицирования сусла, хотя никаких дополнительных мер предупреждения инфицирования не применялось.

Приведенный пример показывает, чТо предлагаемый способ брожения по всем основным технологическим характеристикам превосходит известный способ.

Использование предлагаемого способа брожения в спиртовом производстве обеспечивает, по сравнению с известным способом, увеличение производительности процесса брожения npHNiepHO на 60-65%, в том числе на 40% за счет сокращения длительности брожен.ия и на 20% за счет сбраживания сусла превышенной концентрации; увеличениевыхода спирта на 0,8-1,7% исключение потерь спирта, связанных с инфицированием и .затрат на проведение работ по предупрезвдению инфицирования; снижение затрат на культивирование засевных дрожжей; сокращение потребного количества технологических емкостей и производственных помещений; снижение трудоемкости за счет исключения систематической мойки и стерилизации оборудования, повышение производительности труда, создание условий для механизации и автоматизации процессов.

Ориентировочно экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит для спиртзавода средней мощности 60 тыс.руб. в год, а по отрасли - 20 млн.руб. в год

Формула изобретения

Способ непрерывного брожения сусла в батарее ферментеров при производстве спирта, предус .атриваю11Шй подачу сусла в головной ферментер батареи, сбраживание его при перето ке в присутствии дрожжей и доосахаривания, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода спирта и интенсификации процесса, сбраживание и доосахаривание сусла ведут раздельно в две последовательные многократно повторяющиеся стадии, поддерживая концентрацию сусла в головном ферментере на уровне, подавляющем размножение дрожжей и равном 6,0-7,0%, а доосахаривание осуществляют путем выдержки сбраживаемого сусла в течение 1-2 ч, при этом перед

5 доосахариванием и после него сбраживаемое сусло соответственно нагревают до 50-60°С и охлаждают до температуры сбраживания, равной 15-20с, а дрожжи перед сбраживанием предвари0тельно иммобилизуют на носителе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 48073, кл. С 12 С 11/14, 1936.

2.Патент Австрии № 289009,

5 кл, 6 в 22, 1971.

3.Климовский Д.Н., Стабников В.Н. Технология спирта. М., Пищевая промышленность , I960, с 282-288 (прбтотип) .