Способ производства этилового спирта из топинамбура

 

Использование: в спиртовой промышленности. Сущность изобретения: способ заключается в следующем. Измельченный топинамбур смешивают с разбавленной серной кислотой, осуществляя гидролиз массы, затем нагревают до 75-85^oС, осуществляют гомогенизацию в течение 3-4 часов, выдерживают 3-4 часа при 75-85^oС. После выдержки отбирают 10-12% сусла для приготовления дрожжей, вводя необходимые минеральные соли в виде карбамида и диаммонийфосфата, а остальной поток сусла охлаждают до 22-24^oС и направляют на брожение.

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способу производства этилового спирта из топинамбура.

Известен способ производства этилового спирта из топинамбура, предусматривающий измельчение клубней, подогрев измельченной массы, выдержку, охлаждение до температуры брожения, введение дрожжей и сбраживание (1). Недостатком этого способа является длительность процесса сбраживания и невысокий выход спирта, так как содержащаяся в сырье инулиназа недостаточно активна и не обеспечивает полную и глубокую деполимеризацию полифруктозидов топинамбура.

Известен способ производства этилового спирта из топинамбура, включающий измельчение клубней топинамбура, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами (2). К недостаткам известного способа относится то, что при производстве спирта по описываемой технологии не обеспечивается возможность увеличения выхода спирта и ускорение процесса брожения.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение выхода спирта за счет дезагрегирования инулина и создания условий для активации гидролитического ферментного препарата инулиназы, содержащейся в топинамбуре, и интенсификация процесса брожения. Для этого в способе производства спирта из топинамбура, предусматривающем измельчение клубней, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами, согласно изобретению, после кислотного гидролиза гидролизованную массу подогревают до температуры 75-85^oС и осуществляют ее гомогенизацию и выдержку при этой температуре в течение 3-4 ч, затем массу охлаждают до температуры брожения и направляют на сбраживание, предварительно отобрав 10-12% сусла, в которое вводят необходимые минеральные соли и передают на приготовление дрожжей.

Способ осуществляют следующим образом. Топинамбур моют, измельчают, измельченное сырье смешивают с разбавленной серной кислотой, осуществляя кислотный гидролиз при 45-50^oС. Измельченную прогидролизованную массу нагревают до температуры 75-85^oС и осуществляют гомогенизацию в течение 3-4 часов при этой же температуре, затем направляют на выдержку в течение 3-4 часов, поддерживая в процессе выдержки температуру 75-85^oС. После выдержки отбирают 10-12% сусла для приготовления дрожжей, вводя в сусло необходимое количество минерального питания карбамида и диаммонийфосфата, а остальной поток направляют в теплообменник, где массу охлаждают до 22-24^oС, и направляют на брожение.

П р и м е р 1. Для приготовления 1000 дал в сутки этилового спирта 102460 кг топинамбура с содержанием сбраживаемых углеводов 16% и влаги 74% измельчают на дробилке до частиц размером не более 3 мм, затем смешивают с разбавленной серной кислотой концентрацией 0,5% в соотношении 1:0,75. Температура кислотного раствора 45^oС. Осуществляют кислотный гидролиз в течение 2 часов, а затем гидролизат передают на гомогенизацию, которую осуществляют в течение 3 часов при 75^oС. Гомогенизированную массу направляют на выдержку при этой же температуре в течение З часов. Затем отбирают 10% сусла, устанавливают рН 3,5, задают в качестве питания для дрожжей 0,25 кг/м³ сусла карбамид и 0,1 кг/м³ диаммонифосфата, выдерживают 30 мин при температуре пастеризации, равной 85^oС, охлаждают до 30^oС, вводят засевные дрожжи и выращивают производственные дрожжи. Оставшийся поток сусла охлаждают до 22^oС и направляют на брожение, вводя в него полученные дрожжи. Процесс брожения осуществляют при 29^oС, выход спирта 61,0 дал из 1 т условного инулина топинамбура, продолжительность процесса брожения 48 часов.

П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но с тем отличием, что подогрев массы проводят до 85^oС, отбор дрожжей в количестве 12% выдержку в течение 4 часов, а охлаждение перед брожением до 24^oС. Содержание сбраживаемых углеводов 16% Выход спирта 60 дал из 1 т условного инулина; продолжительность процесса брожения 48 часов, П р и м е р 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но с тем отличием, что подогрев проводят до 80^oС, выдержку осуществляют в течение 3,5 часов, отбор дрожжей в количестве 11% а охлаждение до 23^oС. Выход спирта 61,0 дал из 1 т условного инулина.

Следует отметить, что в известном способе выход спирта составляет лишь около 40-50 дал из 1 т условного инулина при продолжительности сбраживания 60 ч. При гомогенизации происходит дезагрегирование инулина за счет создания условий для активации ферментного препарата инулиназы, этот процесс продолжается и при выдержке.

Таким образом, наряду с кислотным гидролизом дополнительно происходит и ферментативный, инулин начинает гидролизоваться с образованием фруктозы и более простых, чем инулин, фруктозидов, называемых левулинами. Активация ферментной системы топинамбура характеризуется увеличением содержания растворимых сбраживаемых углеводов, в частности фруктозы в исходном сырье и зрелой бражке в 2-4 раза в период гомогенизации. Осуществление предложенным способом гомогенизации сырья, подготовка его и выдержка гидролизованной массы создают условия для активации ферментной системы топинамбура. Таким образом, указанная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата.

Формула изобретения

Способ производства этилового спирта из топинамбура, предусматривающий измельчение клубней, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами, отличающийся тем, что после кислотного гидролиза массу подогревают до 75 85°С и при этой температуре осуществляют гомогенизацию массы и ее выдержку в течение 3 4 ч, затем от потока выдержанного гомогенизированного сусла отбирают 10 12% вводят необходимые для дрожжей минеральные питательные соли в виде карбамида и диаммонийфосфата и направляют на приготовление дрожжей, а остальной поток сусла охлаждают до 22 - 24°С и передают на брожение.