Способ производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья

 

Изобретение относится к способам производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья. Цель изобретения - ускорение процесса и повышение его стерильности. Приготавливают питательную среду для дрожжей и сбраживания путем разжижения, разваривания, охлаждения, ферментативного осахаривания, разделения осахаренной массы на два потока, один из которых направляют на сбраживание, а другой - на дрожжегенерацию. После дрожжегенерации дрожжи разделяют на два потока в соотношении 1:3, направляя на сбраживание больший из них, а меньший вводят на стадию осахаривания, устанавливая PH равным 4,5-5,0. Совместно с этим потоком на стадию осахаривания вводят источник азота и фосфора. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5y)5 С 12 Р 7/06

1 иклу

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4466623/30-13 (22) 25 ° 07.88 (46) 07.06.90. Бюл, № 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии (72) Б,А, Устинников, С,В. Пыхова и С.И. Громов (53) 663,52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1286623, кл, С 12 С 7/04, 1985 °

Авторское свидетельство СССР

N 1170783, кл. С 12 Р 7/06, !984. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭТИЛОВОГО

СПИРТА ИЗ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к способам производства этилового спирта из

Изобретение относится к спиртовой .промьппленности, а именно к способам производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья.

Целью изобретения является ускорение процесса и повышение его стерильности, Способ осуществляют следующим образом.

Крахмалсодержащее сырье разжижают

k-амилазой, разваривают, охлаждают массу, осахаривают глюкоамилазой, подкисляют до рН 3,8-4,2. Осуществляют разведение чистой культуры дрожжей путем последовательного переноса на осахаренное сусло. Осахаренное сусло предварительно разделяют на два потока, один из которых направляют в бродильные ферментаторы, а другой—

„.Я0„„1569338 А 1

2 крахмалсодержащего сырья. Цель изобретения — ускорение процесса и повы-шение его стерильности. Приготавливают питательную среду для дрожжей и сбраживания путем разжижения, разваривания, охлаждения, ферментативного осахаривания, разделения осахаренной массы на два потока, один из которых направляют на сбраживание, а другой — на дрожжегенерацию. После дрожжегенерации дрожжи разделяют на два потока в соотношении 1:3, направляя на сбраживание больший из них, а меньший вводят на стадию осахаривания, устанавливая рН равным 4,5-5,0, Совместно с этим потоком на стадию осахаривания вводят источник азота и фосфора. 5 табл, на стадию дрожжегенерации. Со стадии дрожжегенерации поток дрожжей делят в соотношении 1:3, больший из которых направляют в бродильную батарею, а меньший с рН 3,8-4,2 — на стадию осахаривания и смешивают с осахаренной массой в соотношении 1;2 или 1: 1,5 так, чтобы рН сусла составлял 4,85 О.

Источник фосфора — диаммонийфосфат, азота — карбамид — задают в дролокевое сусло на стадии осахаривания. Брожение ведут непрерывно-поточным способом в течение 48-46 ч с последующим выделением этилового спирта, Пример 1. Измельчают зерно пшеницы до прохода через сито частиц . размером 1,5 мм. Помол смешивают с

1569338

Таблица 1, Парамет

50 теплой водой н вводят бактериальную культуру Бациллус субтилис, выдержио вают при 60-65 С 30 мин и разваривают при 135 С в течение 45 мин.Разо, варенную массу охлаждают до 60 С и осахаривают глубинной культурой продуцента амилолитических ферментов— глюкаваморином Аспергиллус авамори

Т 2 ВУД в количестве 6,2 ед ГлС/г уСловного крахмала. Продолжительность осахаривания 25 мин. Содержание СВ

17,6Х.

Сбраживание осуществляют непрерывно-поточным способ;- я в батарее из сЕми бродильных чанов с полезным объемом 43 мз, причем в сутки заливЭют три чана. Продолжительность бродильного потока 48 ч, т.е. через каждые 48 ч головной чан батареи освобождают и в него задают очередную порцию засевных дрожжей в количестве

15 мВ, из которых 5 мз возвращают в осахариватель, а 10 мэ направляют в головной чан бродильной батареи.

Возврат дрожжей в осахариватель регулйруют таким образом, что соотношенйе дрожжи:сусло составляет 1: 1,5.

При введении засе ных дрожжей в оЕахариваемую массу рН снижают до

4 5. При температуре осахаривания ,а, 6О С начинается .процесс автолиза и обогащение среды его продуктами.

Совместно с. дрожжами на стадию осахарйвания задают 140 г/м сусла карбамида и 180 кг диаммонийфосфата при скорости притока сусла 5,5 м /ч.

В головной чан бродильной батареи пЬступает 10 мэ такой смеси, что составляет 25% к объему чана, Понижение рй сусла и обогащенная среда способствуют интенсификации развития дрожжей и сбраживания..

В табл.1 приведены показатели брожения, в табл,2 — концентрация продуктов автолиза дрожжей, обогащающая питательную среду в табл.3 динамика накопления клеток в бродящей массе; в табл,4 — технологические показатели зрелой бражки на различнЫх стадиях физиологического развития дрожжей, В табл.5 приведены сравнительнЫе экспериментальные даннь;.е, подтверждающие преимущества предлагаемого способа.

Деление потока дрожжевого сусла в соотно81ении 1:3 является оптимальным. Если это соотношение нарушить, то не достигается оптимальное значение рН, при котором происходит интенсивное размножение дрожжей без инфицирования среды. Так, при делении потока в соотношении 1;4 уже рН повышается, что не обеспечивает устойчивости процесса к инфицированию и снижает питательную ценность сусла.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет ускорить процесс за счет

1О корреляции между энергетическими и биосинтетическими реакциями и повысить стерильность процесса благодаря тому, что при введении дрожжей в осахаренное сусло происходит автолиз, фосфоролиз дрожжевых клеток, выделение глютатиона,- стимулирующего транспорт аминокислот через наружную мембрану, что ведет к энергетическим реакциям

20 на стадии осахаривания.

Формула изобретения

Способ производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья, предусматривающий разжижение и разваривание массы, охлаждение ее, ферментативное осахаривание, разделение осахаренной массы на два потока, один из которых подвергают дрожжегенера ции с подкислением среды, в другой

30 вводят дрожжи, обогащают источником неорганического азота и фосфора и сбраживают в батарее ферментеров с последующим выделением этилового спирта, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения его стерильности, после дрожжегенерации полученные дрожжи разделяют на два потока в соотношении

1:3, больший из которых направляют на сбраживание, а меньший вводят на стадию осахаривания, устанавливая рН оптимальным для дрожжей и равным 4,55 0 при этом одновременно с дрожжевым потоком на эту стадию вводят источник неорганического азота и фос45 фора. проделки тельность бронения, ч 60 56 48 56

Концентрация спирта в бражке, об.X 8,4 8,45 8,5 8,3

Выход спирта, дал/т условного крахмала 66,4 66,95 67,2 66,8

1569338

Таблица 2

Показатели

Значение показателей для опыта

1 2 3 4

Количество обогащенного сусла, отбираемого из осахаривателя, Х по объему головного чана

Аминный азот, мг/100 мл сусла

Общие растворимые углев эдь г/100 мл, в т.ч. глюкоза

25 33 25

16,2 18,0 23,0 22,9 15,2

10 8 11 0 11 5 12 1 12 5

6,4 7, 1 7,5 7,0 6,0

Таблица 3

Количество дрожжевых клеток, млн/мл, для опыта

Срок брожения, ч

1 2 3 4 5

100 110 120 90 80

98 116 122 105 110

102 114 121 100 110

12

24

Таблица 4

Крепость Выход спирта, спирта, дал/т условного об. Х крахмала

КислотКонцентрация СВ, Х

Растворимые углеводы, г/100 мл

Время от начала брожения, ч

Опыт ность бражки, град

0,44

0,44

0,44

0,42

О ° 42

Таблица 5

Продолжительность брожения, ч

Концентрация спирта в бражке, об.Х

Выход спирта из

1 т условного крахмала, дал

Стерильность процесса

48

8,8.

66,6

66,9

Нарастание кислотности

Нарастание кислотности до 0,4 отсутствует

Степень фермента-. тивного гидролиза,Х.

92,5

92,9

2

4

12

24

36

48 60

5

0,2

0,2

4,2

2,2

0,90,25

0,25

4,5

5,9

7,0

8,7

8,8

60,0

63,9

65,0

66,9

66,9