Способ комплексной переработки зерна на спиртзаводах

 

Изобретение относится к биотехнологии , в частности к способам комплексной переработки зерна на переИзобретение относится к биотехнологии , в частности, к способам комплексной переработки зерна на перепрофилируемых спиртовых заводах. Пель изобретения - более полное использование компонентов сырья и расширение технологических возможностей . Способ комплексной переработки зерна на спиртзаводах дает возможность я условиях работы предприятия без выработки спирта произносить наряду с белково-литзминпым кормовым пропрофилируемых спиртовых заводах. Целью изобретения является более полное использование компонентов сырья и расширение технологических возможностей. Способ заключается в том, что зерно очищают, измельчают, смешивают помол зерна с водой в соотношении 1:2,5-3,5, разваривают замес при 130-165°С в течение 2-50 мин, осахаривают разваренную массу, разделяют полученное сусло на два потока, первый из которых разбавляют до концентрации сухих веществ 4-6% и подают на выращивание хлебопекарных дрожжей в аэробных условиях, а второй поток используют для сбраживания спиртовыми дрожжами, после чего из обоих потоков выделяют дробину, грубый фильтрат сепарируют для выделения хлебопекарных и спиртовых дрожжей , а на смеси сепарационных оттоков и дробины культивируют этанолусваиваюсдае дрожжеподобные грибы вида Candida krusei. 2 табл. дуктом (БВКП) жидкий диоксид углерода и хлебопекарные дрожжи. Анаэробное сбраживание сусла осуществляют с целью получения жидкого диоксида углерода, а также для утилизации спиртовых дрожжей, используемых в качестве хлебопекарных. Для этого зрелую бражку не подвергают перегонке , а после выделения дрожжей используют совместно с обездрожженной культуральной жидкостью первого потока для культивирования этанол ус ваивакицих дрожжеподобных грибов, ассимилирующих О с о N К О 0 Ј

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

bl

bi

ГОСЗЩМРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЭОБРЮЗНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ ССОР (21) 4426067/13 (22) 16.05.88 (46) 23.01.91. Бюл. Р 3 (71) Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) В.Н.йвец, С.P.Тодосийчук, Н.И.Шаповалюк, В.В.Боровский, С.И.Нехаенко и В.Д.Добрянский (53) 663. 14 (088 . 8) (56) Технология спирта./Под ред.

В.А.Смирнова.-И.: Легкая и пищевая промьипленность, 1981, с.416.

Фомичев В.Ф. Опыт работы обье динения "Туласпиртагропром" по перепрофилированию заводов на новые виды производств.- Фермент. и спирт.промышленность. 1987, N 2, с.6-7. (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА НА СПИРТЗАВОДАХ (57) Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам комплексной переработки зерна на переИзобретение относится к биотехнологии, и частности, к способам комп— лексной переработки зерна на перепроФилируемых спиртовых заводах.

Пель изобретения — более полное использование компонентов сырья и расширение технологических возможностей.

Способ комплексной переработки зерна на спиртзаводах дает возможность в условиях работы предприятия без выработки спирта производить наряду с белково-витаминным кормовым про„.30„„1622389 А 1 щ)5 С 12 N 1/16, С 12 Р 7/06, С 12 N 1/16, С 12 R 1.865, 1.72) 2 профилируемых спиртовых заводах.

Пелью изобретения является более полное использование компонентов сырья и расширение технологических возможностей. Способ заключается в том, что зерно очищают, измельчают, смешивают помол зерна с водой в соотношении 1:2,5-3„5, разваривают замес при 130-165 С в течение 2-50 мин, осахаривают разваренную массу, разделяют полученное сусло на два потока, первый из которых разбавляют до концентрации сухих веществ 4-6Х и подают на выращивание хлебопекарных дрожжей в аэробных условиях, а второй поток используют для сбраживания спиртовыми дрожжами, после чего иэ обоих потоков выделяют дробину, грубый фильтрат сепарируют для выделения хлебопекарных и спиртовых дрожжей, а на смеси сепарационных оттоков и дробины культивируют этанолусваивающие дрожжеподобные грибы вида Candida krusei. 2 табл. дуктом (БВКП) жидкий диоксид углеро- 9 да и хлебопекарные дрожжи. C

Анаэробное сбраживание сусла осушествляют с целью получения жидкого диоксида углерода, а также для утилизапии спиртовых дрожжей, используемых в качестве хлебопекарных. Для этого зрелую бражку не подвергают перегонке, а после выделения дрожжей используют совместно с обездрожженной культуральной жидкостью первого потока для культивирования этанолусваивающих дрожжеподобных грибов, ассимилирующих

1622389 этиловый спирт в качестве основного источника углерода для синтеза белка.

Дополнитеньнмй белок БВКП синтезируется ие иэ углеводов, а из образовав> шегося при анаэробном сбраживании сусла спирта.

Способ заключается в там, что зерно очищают от примесей, измельчают, сиешивают помол зерна с водой в саот- 0 ношении 1:2,5-3,5 и зерновой замес разваривают при 130-165 Г в течение ь

2-50 мин. Затем разваренную иассу осахаривают ферментами солода или ферментными препаратами да полного асахаривания крахмала. Сусло делят на два потока. Сусло первого потока разбавляют до концентрации сухих веществ

4-6, обогащают питательными веществами — карбамидом, ортофосфарной кислотой и хларидам калия, исходя из накопления расчетной концентрации биомассы дрожжей 55-60 г/л, и испольэуЮт в качестве питательной среды для культивирования хлебопекарных дрожжей в аэробных условиях. Сусло второго потока без разбавления сбраживают в анаэробных условиях спиртовыми расами дрожжей. Выделяющийся при этом углекиспый газ утилизируют для получения жидкого диоксида углерода.

Затем на обоих потоках фильтрованием выделяют дробину, грубый фильтрат сепарируют, выделяют из него хлебопеклрные и спиртовые дрожжи которые используют н хлебопечении.

Сусло, приготовленное иэ зерна, по своему составу является более благоприятной средой для размножения дрожжей по сравнению с мелассным 40 суслои, обычно используемым для этой цели, так как содержит значительна меньше ингибитаров дрожжевых клеток.

Культивирование дрожжей на среде, содержащей мальтаэу, инициирует повышение ферментативнай активности дрожжей.

На смеси сепарационных оттоков ц ранее выделенной дробины, обогащенной питательными веществаии, культи50 вируют этаналусваинающие дрожжеподобные грибы andida krusei, после чего культуральную жидкость подвергают термолизу при 75 С в течение 45 иин и о получают БВКП.

Из продуцентов кормового белка наиболее продуктивными для выращивания на средах, в которых основным источником углеродного питания служит этанол, являются представителями вида Candida krusei. В способе могут быть использованы штаимы этанолусвайвающих дрожжеподобных грибов Candida

krusei ВСБ-896, 38 и 43. Результаты приведены в табл.1.

Как видно иэ данных, приведенных в табл.1, все исследованные штаммы Candida krusei накапливают практически одинаковую биомассу.

Пример 1. Помол пшеницы крахмалистостью 55,2 . смешивают с водой в соотношении 1:3 и разваривают при 140 (. в течение 50 иин, разваренД ную массу асахаривают смесью ячменного и просяного солодов в соотношении

3:1 при 57-58 Г. Полученное сусло концентрацией сухих веществ 15 делят на два равных гатака. Первый поток охлаждают да 30 С, разбавляют воо дой до концентрации сухих веществ З .

Культивирование дражжей Saccharomyces

cerevisiae расы 14 осуществляют периадическим способом в лабораторном ферментере с рабочим объемом 1,5 л и сульфитным числом Kv = 7 r О /луч.

Позировка питательнЪп веществ составляет: карбамид 3,5 г, артофосфорная кислота 2,3 r, хлорид калия 0,5 r на 1 л сусла. Продолжительность культивирования 18 ч.

Второй поток сусла концентрацией сухих веществ 15 сбраживают в анаэробных условиях.при 30 С дрожжами о

Saccharomyces cerevisiae расы XII в течение 72 ч. Затем культуральную жидкость первого патока и зрелую бражку второго потока фильтруют через металлическое сито с диаметром отверстий 1 мм. При этом получают

15 . дробины и 85Х rpy6nrn фильтрата, иэ которого сепарираванием выделяют хлебапекарные и спиртовые дрожжи. Отделенный при сепарировании фугат смешивают с ранее выделенной дробиной и после обогащения питательными веществами н аэробных условиях культивируют дражжеподобные грибы randida krusei КСБ-896, которые в качестве основного источника углерода для синтеза белка используют содержащийся в питательной среде этанол, а также другие вещества, аналогична выращиванию хлебопекарных дрожжей.

П р и и е р 2. Осуществляют па примеру 1, с тем лишь отличием, что концентрация сухих веществ сусла, 162?389 nâ líèc компонеll Tîв cflpE ë пn сравнению с ипвестпим способом и результате испол».(о»линя » технологи еских процесс lx микроорг lffft.(f fî» с рлзличттьтлти

4р АттзиОлОГo бттс(хттмтт (ескими с»Ойствами что дает воэмож«ость существен!то расширить ассортимент выпускаемой продукции при комплексной переработке зерна на спиртовых элвог<ах в условиях ор45 глнического JIJJaft;f производства этилового спиртл. Нл первой стадии углеводы зерил используются Jtpnææàми-слxà ромицетлми с получс штсм товарньгх хлебопекарштх дрожжей и жидкого диоксида

5й углерода, нл второй стадии образовавшийся «а первой cT(tpffff эт "нол и неиспользованные в ней углеводы являются источником углерода для биосинтеэа кормового белка с получением белково55 витаминного прстдукта — единственного продукта, предусмотренного известным способом. Таким образом, при кмоплексной переработке зерна по предлагаемому способу компоненты сырья испольиспользуемогn в качестве питательнойй среды для а трoáínãn культивирnвания хлебопекариых дрожжетт рясы 14

1 составляет 47,.

Il р и м е р 3. <(существ(пяют по примеру 1 с тем лишь отличием, что концентрлттття сухих веществ сусля, используемого в качестве питательной среды для аэробного культивирования хле(опеклрньтх дрожжетт рл<.tl 14, составляет 5Х.

Пример 4. <<сут<тествпяют по примеру 1 с тем лишь отличием, что концентрация сухих веществ сусла, используемого в качестве птттлтельной среды для лэробного куль rftt

Ф составляет 6Х.

Пример 5. Осу(<(с гтв.тлтат по примеру 1 с тем лишь o TJIII«f1r!f,

В табл.? прттведены химико-технологические показатели, полученные Jf укаэанных примерлх осущегтвленпя пред лагаемого способа.

Как следует из длнных, Jfp»f(eJ

СУХИХ ВЕщЕСтн 4-67, ((ЛКтОром, ЛИМИтирующим размножение дрожжей, является субстрат — наличие в среде достаточного количества углеводов. По этой причине в диапазоне концентраций сус-. ла 4-6Х резко усиливается биосинтез дрожжей. Дальнейшее tfotfbfvfeftt(e концентрации сусла уже не сказывается существенным образом на сит(тепе биомассы дрожжей. В культурлльной жидкости обнаруживается значительный избыток неиспользованньгх углеводов вследствие дефицита растворенного кислорода в среде при накоплении биомассы дрожжей свьппе 55-60 г/л.

Концентрация спирта в питательной среде, используемой для культивирования спнртоусваивающих дрожжеподобных грибов Candida krusei, изменяется от 1,5 до 3,5 об.X в завнсимости nт <-.OOTEfntvet(JE, f Обе1esfn» культу ральнс и жидкости погпе лэробногn культивирования дрожжей рлгы 14 и зрелой бражки, т.е. От концентрации сухих

I вещегтв гусли первого проттзводстлеттного потока (лэробттое культивирование дрожжей) . Г< данном случае крс<ме

ltcxnp!fnrn содержлиия в питательнс и среде исто <никл углерода — спирта и экономпческог о ко д(тттцттентл продуценTë бглкл пo ) Tëín

Тлкттм обрлэом, млксимлльпое нлкопление дрожжей-слх,lpnfffffc Tot(и дрожжеподобштх грт(бо» нртт, <остлтс чно полттолт потреблении итнт tfcTO

30 ксптцс птрлцшт гycлл <-6 °, испол(;зуелто((7

ГO Jtf if(с(.)робт(ОГО ку«11TJIJ(ffpn»Bffffff дрожжей — слхяромип(Тп».

Про! Ilмущг с тl(О ттре Г<лл ГлгмОГ о спОсО

t<;l перед иэвс стттьтл(элт,лючлется в TON> что Гтогтиглется EinJE(e пол«ое исполь1622389 в

Формула изобретения

Таблица 1

Пример

СВ сусла, Биомасса

7. дрожжей, г/л!

РВ, Х

Спирт в среде, об.й

Штамм 38 Штамм 43

Штамм

ВСЕ-896

20,4

28,6

34,7

37,6

39,0 г

21,6

30,0

36,2

38,8

40,4

20,8

28,8

35,4

39,0

39,6

1,50

2,05

2,50

3,02

3,48

0,4

0,7

1,2

1,8

2,7

39,5

49,8

55,4

59,7

61,3 эуются более полно, так как кроме .практически одинакового с известным способом количества БВКП дополнительно производят хлебопекарные дрожжи и жидкий диоксид углерода. Это обуслов5 лено тем, что в известном способе основным источником для биосинтеза кормового белка являются продукты ферментативного гидролиза крахмала зерна, 10 иэ которых 2ОХ (декстрины(не участвуют в этом процессе. В предлагаемом же способе продукты ферментативного гидролиза крахмала практически полностью используются для производства хлебопекарных дрожжей и жидкого диоксида углерода, а образующийся при этом побочный продукт — этиловый спирт — для производства белково-витаминного продукта. 20

В известном способе степень использования оборудования составляет

50-60Х, в предлагаемом она повышается до 100Х, Кроме того, используется оборудование цеха жидкого диоксида угле- 25 рода. Таким образом, в период производственного сезона, не предусматривающего выработку спирта, по предлагаемому способу используется все обородование спиртового завода за исклю- 30 чением лишь оборудования брагоректификационного отделения. При этом степень использования оборудования предприятия в целом возрастает до 80857.

Культивирование дрожжей расы 14

Способ комплексной переработки

-зерна на спиртзаводах, предусматривающий очистку и иэмельчение зерна, смешивание помола зерна с водой в соотношении 1:2,5-3,5, раэваривание замеса при 130-165 С и течение 2-50 мин осахаривание разваренной массы, подачу полученного сусла на сбраживание дрожжами, утилизацию диоксида углерода иэ газов брожением, термолиэ культуральной жидкости с получением белково-витаминного продукта, отличающийся тем, что, с целью более .полного использования компонентов сырья и расширения техно логических воэможностей, сусло перед подачей на сбраживание делят на два потока, первый иэ которых разбавляют .до концентрации сухих веществ

4-67 и подают на выращивание хлебопекарных дрожжей в аэробных условиях, а второй поток используют для сбраживания спиртовыми дрожжами, после чего иэ обоих потоков выделяют дробину, грубый фильтрат сепарируют для выделения хлебопекарных и спиртовых дрожжей, а на смеси сепарац. онных оттоков и дробины культивируют этанолусваивающие дрожжеподобные грибы вида Candida krusei.

Культивирование дрожжеподобных грибов

Виоамасса дрожжей, г/л

СВ сусла, 1622389

Т а б л ы и а 2

ПриКультивирование дромзкей расы 14

Культивирование дролскеподобных грибов

Спирт в Биомасса среде, об.X дролюей, г/л

Биомасса дробей, г/л

Pl3, Х

Составитель З.Голимбет

Техред Л.ОПййиык Корректор М.Шароши

Редактор Н.Яцола

Тирам Подписное

BHH}glH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.укгород, ул. Гагарина, 101

39,5

49,8

55,4

59,7

61,3

0,4

0,7

1,2

1,8

2,7

1,50

2i05

2,50

3,02

3,48

21,4

29,2

35,6

38,3

40,1