Непрерывный способ получения этилового спирта

 

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает приготовление замеса, разваривание с последующим разделением массы на жидкую фазу и дробину. Последнюю промывают и сушат. Промывную воду направляют на стадию приготовления замеса. Осветленную жидкую фазу осахаривают в две стадии. На первой стадии создают оптимальные параметры pH и температуры для действия α-амилазы. После этого осахаренную массу разделяют ультрафильтрацией на два потока. Первый из них (концентрат фермента α-амилазы) рециркулируют на первую стадию осахаривания. Второй поток направляют на вторую стадию осахаривания, где создают оптимальные параметры pH и температуры для действия глюкоамилазы. После осахаривания на второй стадии сусло разделяют ультрафильтрацией на два потока, первый из которых (концентрат фермента глюкоамилазы) рециркулируют на вторую стадию осахаривания. Второй поток - фильтрат сусла поступает на брожение. Для обеспечения постоянства активности ферментов и компенсации их инактивации в осахариватели непрерывно задают раствор ферментов в количестве, обеспечивающем постоянную скорость ферментативного гидролиза. Изобретение позволит снизить расход воды, пара, ферментов, сократить время брожения и уменьшить количество сточных вод. 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению этилового спирта сбраживанием пищевого сырья.

Известен способ получения этилового спирта из пищевого сырья, согласно которому барду используют для получения кормовых дрожжей /Климовский Д.Н. и др. Технология спирта. Изд. "Пищевая промышленность" . М., 1967, с. 394/.

Для способа характерна громоздкость технологической схемы. Кроме того, при выделении спирта- сырца разрушаются дрожжи, что не позволяет использовать их повторно при брожении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ получения этилового спирта, согласно которому крахмалсодержащее сырье смешивается с водой, приготовленный замес разваривают, осахаривают и сбраживают. Из бражки отгоняют спирт-сырец, из которого в последующем выделяют спирт- ректификат, головную фракцию, сивушные спирты и лютерную воду. Часть осахаренного сырья используют для получения дрожжей /Регламент производства спирта из крахмалистого сырья, ч. 1., М., 1979, с. 122, с. 158-178; ч.2 с. 39-47/.

Для описанного способа характерны большой расход воды на приготовление замеса и ферментов для осахаривания затора. Кроме того, технически сложно утилизировать барду и ее тепловой потенциал.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение расхода воды, пара, ферментов, сокращение времени брожения и уменьшение количества сточных вод при непрерывном производстве этилового спирта.

Поставленная задача решается путем разваривания крахмалсодержащего сырья при режимах, обеспечивающих максимальное накопление растворимых сбраживаемых углеводов в разваренной массе, с последующим разделением ее с помощью центрифугирования на жидкую осветленную фазу и дробину, с последующей промывкой дробины. Это позволяет снизить расход пара на перегонку и уменьшить количество сточных вод. Промытая, отпрессованная дробина может быть использована для приготовления комбикормов, а промывная вода направляется на стадию приготовления замеса. Отделенную жидкую фазу разваренной массы с содержанием растворимых углеводов в виде декстринов и небольшого количества мальтозы и глюкозы осахаривают при условиях, обеспечивающих оптимальную работу ферментов альфа-амилазы и глюкоамилазы, для чего процесс непрерывного осахаривания осуществляется в две стадии. С целью обеспечения эффективного использования дорогостоящих ферментов на первой и второй стадии осахаривания применяют процесс ультрафильтрации, который на первой стадии осахаривания обеспечивает концентрирование фермента альфа-амилазы и рециркуляцию его в осахариватель, с непрерывным отбором сусла на вторую стадию осахаривания, а на второй стадии - непрерывный отбор из осахаривателя части готового к сбраживанию осахаренного сусла, прошедшего стадию ультрафильтрации, а также концентрирование фермента глюкоамилазы и рециркуляцию его на вторую стадию осахаривания. Для обеспечения постоянства активности ферментов и компенсации их инактивации за счет потерь ферментов, неоднородности состава сусла и продолжительности работы ферментов, в осахариватели непрерывно задают раствор ферментов в количестве, обеспечивающем постоянную скорость ферментативного гидролиза.

На чертеже приведена технологическая схема получения этилового спирта согласно предлагаемому способу.

На узел приготовления замеса 1 подают зерно и воду по трубопроводам 2 и 3 соответственно. Замес по трубопроводу 4 поступает на узел разваривания 5. По трубопроводу 6 разваренная масса поступает на узел разделения 7, откуда по трубопроводу 8 дробина отводится на промывку и прессование узла 9, куда по трубопроводу 10 поступает горячая вода. Отпрессованная, промытая дробина отводится по трубопроводу 11, а промывную воду по трубопроводу 12 отводят на приготовление замеса. Жидкую осветленную фазу разваренной массы по трубопроводу 13 подают в осахариватель первой стадии 14, где создают оптимальные параметры pH и температуры для действия фермента α-амилазы, который поступает из расходного чанка ферментных препаратов 15 по трубопроводу 16. Осахаренное сырье по трубопроводу 17 направляется на ультрафильтрационную установку 18. Сконцентрированный фермент α -амилазы по трубопроводу 19 рециркулируют на первую стадию осахаривания, а остальной поток по трубопроводу 20 для осуществления второй фазы осахаривания направляют в осахариватель второй стадии 21, где создают оптимальные параметры pH и температуры для действия фермента глюкоамилазы, который поступает из расходного чанка ферментных препаратов 22 по трубопроводу 23. Осахаренное сусло по линии 24 направляют на ультрафильтрационную установку 25. Сконцентрированный фермент глюкоамилазы по трубопроводу 26 рециркулируют в осахариватель второй стадии, а остальной поток разделяют на два потока, один из которых по трубопроводу 27 подают на узел приготовления дрожжей 28, а другой по трубопроводу 29 поступает в бродильную батарею 30, куда также по трубопроводу 31 вводят дрожжи.

Формула изобретения

Непрерывный способ получения этилового спирта, включающий приготовление замеса, разваривание, отличающийся тем, что разваренную массу разделяют на жидкую фазу и дробину, которую промывают и сушат, а промывную воду направляют на стадию приготовления замеса, отделенную жидкую фазу осахаривают в две стадии, создавая на первой стадии осахаривания оптимальные параметры рН и температуры для действия α-амилазы, после чего осахаренную массу разделяют ультрафильтрацией на два потока, первый из которых (концентрат фермента α-амилазы) рециркулируют на первую стадию осахаривания, а второй поток направляют на вторую стадию осахаривания, где создают оптимальные параметры рН и температуры для действия глюкоамилазы, после осахаривания на второй стадии сусло также разделяют ультрафильтрацией на два потока, первый из которых (концентрат фермента глюкоамилазы) рециркулируют на вторую стадию осахаривания, а второй - фильтрат сусла поступает на брожение, при этом для обеспечения постоянства активности ферментов и компенсации их инактивации в осахариватели непрерывно задают раствор ферментов в количестве, обеспечивающем постоянную скорость ферментативного гидролиза.

РИСУНКИ

Рисунок 1