Способ получения этилового спирта и белкового концентрата

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения этилового спирта и белкового концентрата способ предусматривает измельчение зерна до крупности частиц 0,56-1 мм, смешивание его с водой при температуре 50-55°С, с гидромодулем 1:3, принятым в спиртовом производстве, добавление в замес амилолитического ферментного препарата Термамил 120Л активностью - 700 ед. АС/см³ из расчета 0,30-0,45 ед./см³, проведение гидродинамической и ферментативной обработки в течение 26-35 мин при температуре 86-95,8°С, охлаждение до температуры 56-58°С с последующим осахариванием ферментным препаратам Сан-Супер 240Л активностью 3000 ед. ГлА/см³ из расчета 2,2-3,6 ед./см³ в течение 30-35 мин, далее полученное осахаренное сусло разделяют на две фазы: осветленное сусло и дробину, осветленное сусло кипятят в течение 5-20 мин, после чего выделяют белок сепарацией, а фугат используют для сбраживания на этанол. Изобретение обеспечивает получение дополнительных видов продукции, таких как белковый концентрат, повышение выхода спирта, улучшение его качественных показателей и снижение себестоимости спирта. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известен способ производства этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья, включающий в себя две стадии. На первой, полученную после шелушения зерна шелуху экстрагируют щелочным раствором, затем фракционируют на жидкую фракцию и нерастворимый остаток. Жидкую фракцию сепарируют и выделяют крахмально-белковый продукт, а в оставшуюся жидкую фазу добавляют раствор HCl, разделяют на сыворотку и белковую пасту, которую промывают и сушат с получением белкового продукта. На второй стадии крахмалистую фракцию зерна после шелушения замешивают с водой и вносят в нее полученные на первой стадии сыворотку и крахмально-белковый продукт. Замес подвергают вводно-тепловой обработке, осахариванию. Полученное сусло сбраживают, из бражки выделяют барду и этиловый спирт (патент РФ №2210595 C1, 20.08.2003).

Недостатками данного способа являются длительность и многостадийность процесса, применение нестандартного оборудования, повышенные энергозатраты, потери крахмала с шелухой, использование дорогостоящих химических препаратов.

Задачей данного изобретения является повышение глубины переработки зернового сырья с получением дополнительных видов продукции, таких как белковый концентрат, повышение выхода спирта, улучшение его качественных показателей и как следствие вышесказанного уменьшение себестоимости спирта.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения этилового спирта и белкового концентрата, предусматривающем измельчение зерна, водно-тепловую обработку замеса, осахаривание, новым является то, что измельченное до крупности частиц 0,56-1 мм зерно смешивают с водой при температуре 50-55°С, с гидромодулем 1:3, принятом в спиртовом производстве, добавляют в замес амилолитический ферментный препарат Термамил 120Л активностью - 700 ед. АС/см³ из расчета 0,30-0,45 ед./см³, проводят гидродинамическую и ферментативную обработку в течение 26-35 мин при температуре 86-95,8°С, охлаждают до температуры 56-58°С с последующим осахариванием ферментным препаратам Сан-Супер 240Л активностью 3000 ед. ГлА/см³ из расчета 2,2-3,6 ед./см³, в течение 30-35 мин, полученное осахаренное сусло разделяют на две фазы: осветленное сусло и дробину, осветленное сусло кипятят в течение 5-20 мин, после чего выделяют белок сеперацией, фугат используют для сбраживания на этанол. Дробину используют в нативном виде для скармливания крупному и рогатому скоту.

Технический результат выражается не только в достижении поставленной задачи, но и в сокращении продолжительности сбраживания сусла, получения максимально сбалансированного состава сусла по аминному азоту, возможности охлаждения бродильных аппаратов не с помощью змеевиков, а с помощью рубашки охлаждения, разработке наиболее эффективных коммутационных схем с целью увеличения эффективности спиртового производства.

На чертеже приведена технологическая схема получения этилового спирта и белкового концентрата согласно заявляемому способу.

На узел измельчения сырья 1 по трубопроводу 2 подают зерно. Помол по трубопроводу 3 поступает на узел приготовления замеса 4, туда же по трубопроводам 5 и 6 подают воду и амилолитический ферментный препарат для разжижения. Замес по линии 7 направляют на узел разваривания 8, куда также по трубопроводу 9 подводят пар. Затем по линии 10 разваренная масса направляется на узел осахаривания 11, туда по линии 12 подводят осахаривающий ферментный препарат. Осахаренное сырье по линии 13 направляют на узел разделения 14. Жидкую фазу отводят по трубопроводу 15 на узел кипячения 16, после чего прокипяченное осветленное сусло по трубопроводу 17 поступает на узел сепарации 18, откуда в дальнейшем по трубопроводу 19 выделяют белок, а фугат (жидкая часть) по трубопроводу 20 поступает на узел брожения 21. Бражку по линии 22 подают на узел перегонки 23. Дробина после разделения по трубопроводу 24 поступает на узел для сбора дробины 25.

Пример 1. В качестве исходного сырья использовали пшеницу. 100 г пшеницы с крахмалистостью 54% и влажностью 12,6% измельчали. Степень измельчения составила 85%-ный проход через сито диаметром =0,8 мм. Далее зерно смешивали с водой при температуре 50-55°С с гидромодулем 1:3 (Технология спирта /Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. и др. Под. ред. В.Л.Яровенко. - М.: Колос, 1999, - 464 с.), затем в замес добавляли амилолитический ферментный препарат Термамил 120Л с активностью 700 ед. АС/см³ (Востриков С.В. Проектирование спиртового производства /С.В.Востриков, В.А.Маринченко, А.Н.Яковлев. Воронеж, гос.технол. акад. - Воронеж, АОЗТ "Полиграф", 2003, - 228 с.) в количестве 0,30 ед./см³ и проводили гидродинамическую, а затем и ферментативную обработку в течение 26 мин при температуре 86°С. Полученное сусло охлаждали до температуры 56-58°С (Технология спирта /Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. и др. Под. ред. В.Л.Яровенко. - М.: Колос, 1999, - 464 с.) с последующим осахариванием ферментным препаратом Сан-Супер 240 Л активностью 3000 ед. ГлА/см³ (Востриков С.В. Проектирование спиртового производства /С.В.Востриков, В.А.Маринченко, А.Н.Яковлев. Воронеж, гос.технол. акад. - Воронеж, АОЗТ "Полиграф", 2003, - 228 с.) в количестве 2,2 ед./см³ в течение 30-35 мин. Полученное осахаренное сусло центрифугировали на центрифуге ЛЗ-301. Режим центрифугирования: время 10 мин, скорость вращения 4500 об/мин. В результате центрифугирования образовалось две фазы: жидкая фаза (осветленное сусло) и твердая фаза (дробина). Далее осветленное сусло подвергали кипячению в течение 5 мин, после чего выделяли белок сепарацией, а оставшуюся жидкую фазу (фугат) направляли на брожение. В полученном сусле содержится 0,1 г белка. Объемная доля этанола составляет 8,54%.

Остальные примеры сведены в таблицу 1.

Из полученных результатов видно, что наибольшее содержание белка 1,71-1,75 г и повышенная объемная доля этанола 12,28-11,37% наблюдается в 4, 5, 6 и 7 примерах, это говорит о том, что для приготовления сусла необходимо использовать помол с частицами 0,8-0,56 мм. Дозировка разжижающего ферментного препарата Термамил 120Л должна находиться в пределах от 0,35 до 0,4 ед./см³, дозировка осахаривающего ферментного препарата Сан-Супер 240Л в пределах от 2,5 до 3,3 ед./см³. Ферментативная обработка замеса должна проводиться в течение 30-33 мин при температуре 90-95,5°С. Продолжительность кипячения осветленного сусла должна составлять 8-15 мин. При завышении или занижении вышеуказанных значений происходит как значительное снижение количества белка в осветленном сусле, так и наблюдается заметное снижение объемной доли этанола.

Таблица 1.
№	Проход через сито, различного диаметра, %, мм	Количество Термамила 120Л, ед/см3	Продолжительность ферментативной обработки замеса, мин	Температура, при которой проводили ферментативную обработку замеса, °С	Количество Сан-Супера 240Л, ед/см3	Продолжительность кипячения осветленного сусла, мин	Содержание белка в прокипяченном сусле, г	Объемная доля этанола, %
1	85%-ный, d=0.8 мм	0,30	26	86	2,2	5	0,1	8,54
2	85%-ный, d=0,67 мм	0,32	28	88	2,3	6	0,3	8,35
3	85%-ный, d=0,56 мм	0,33,	29	89	2,4	7	0,5	9,73
4	85%-ный, d=0,8 мм	0,35	30	90	2,5	8	1,72	11,37
5	90%-ный, d=0,67 мм	0,38	31,5	93	2,9	10	1,71	10,54
6	85%-ный, d=0,56 мм	0,39	32	95	3	13	1,73	11,03
7	90%-ный, d=0,56 мм	0,40	33	95,5	3,3	15	1,75	10,28
8	85%-ный, d=1 мм	0,41	33,5	95,6	3,4	17	0,7	9,48
9	85%-ный, d=0,67 мм	0,43	34	95,7	3,5	18	0,5	8,68
10	85%-ный, d=0,56 мм.	0,45	35	95,8	3,6	20	0,3	7,97

Способ получения этилового спирта и белкового концентрата, предусматривающий измельчение зерна, водно-тепловую обработку замеса, осахаривание, отличающийся тем, что измельченное до крупности частиц 0,56-1 мм зерно смешивают с водой при температуре 50-55°С, с гидромодулем, принятом в спиртовом производстве 1:3, добавляют в замес амилолитический ферментный препарат Термамил 120Л активностью - 700 ед. АС/см³ из расчета 0,30-0,45 ед./см³, проводят гидродинамическую и ферментативную обработку в течение 26-35 мин при температуре 86-95,8°С, охлаждают до температуры 56-58°С с последующим осахариванием ферментным препаратом Сан-Супер 240Л активностью 3000 ед. ГлА/см³ из расчета 2,2-3,6 ед./см³ в течение 30-35 мин, полученное осахаренное сусло разделяют на две фазы: осветленное сусло и дробину, осветленное сусло подвергают кипячению в течение 5-20 мин, после чего выделяют белок сепарацией, а фугат используют для сбраживания на этанол.