Способ получения этилового спирта
Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ получения этилового спирта предусматривает приготовление замеса, его разваривание, осахаривание, пастеризацию полученного сусла, его охлаждение до температуры 50-52°С, внесение серной кислоты и азотистого питания, охлаждение сусла до температуры 30°С, внесение засевных дрожжей, брожение. Перед внесением засевных дрожжей на стадии охлаждения вносят следующие компоненты - тиамина мононитрат, пантотенат кальция, биотин, цианокобаламин, сульфат марганца, сульфат цинка, сульфат меди. Изобретение позволит сократить продолжительность брожения, повысить выход и качество спирта.
Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано при производстве этилового спирта.
Известен наиболее близкий к предложенному способ получения этилового спирта, в котором осуществляют приготовление замеса, его разваривание, осахаривание ферментными препаратами, пастеризацию полученного сусла для устранения посторонней микрофлоры, его охлаждение до температуры 50-52°С, внесение серной кислоты и азотистого питания, охлаждение сусла до температуры 30°С, внесение засевных дрожжей, брожение (см. Типовой технологический регламент производства спирта из крахмалистого сырья. М., 1998 г., стр.78).
Недостатком данного способа производства этилового спирта является длительность процесса сбраживания с недостаточно высоким выходом спирта невысокого качества за счет недобродов, возникающих вследствие того, что после обработки сырья при высоких температурах сусло практически не содержит факторов роста, которые необходимы для размножения дрожжевых клеток.
Известно внесение в сахаросодержащие среды различных веществ для активизации процесса их сбраживания.
В качестве таких веществ применяют, например, мелассу или мелассную барду (RU 734259, 15.05.1980), 0,05-0,07% раствор сухой биомассы гриба Fusarium Culmorum ЦМПМ F-252 (SU 1293217, 28.02.1987), левоглюкозан (RU 175022, 21.09.1965) и т.д.
Однако применение мелассы (мелассной барды) создает источник инфекции при внесении ее на стадии дрожжегенерации и требует применения в качестве антисептирующего материала формалина, который в настоящее время запрещено вносить в сусло, биомасса гриба Fusarium Culmorum также может служить источником бактериальной инфекции и в некоторой степени в дальнейшем повлиять на органолептические показатели спирта-ректификата, к которым в настоящее время предъявляют очень жесткие требования. К тому же вышеперечисленное сырье имеет непостоянный состав активирующих дрожжевую клетку элементов, они могут варьироваться в значительных пределах, что требует постоянной корректировки дозировок. Производство левоглюкозана требует значительных энергетических затрат и до сих пор в промышленных масштабах данный препарат не производится.
Техническим результатом предложенного способа является сокращение продолжительности брожения и повышение выхода и качества спирта.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения этилового спирта, предусматривающем приготовление замеса, его разваривание, осахаривание, пастеризацию полученного сусла, его охлаждение до температуры 50-52°С, внесение серной кислоты и азотистого питания, охлаждение сусла до температуры 30°С, внесение засевных дрожжей, брожение, перед внесением засевных дрожжей на стадии охлаждения вносят следующие компоненты - тиамина мононитрат, пантотенат кальция, биотин, цианокобаламин, сульфат марганца, сульфат цинка, сульфат меди.
Кроме того, компоненты на стадии охлаждения перед внесением засевных дрожжей вносят в следующих количествах, г на м3 сусла:
| тиамина мононитрат | 0,1-1,0 |
| пантотенат кальция | 0,1-1,0 |
| биотин | 0,004-0,2 |
| цианокобаламин | 0,1-0,5 |
| сульфат марганца | 0,08-0,60 |
| сульфат цинка | 0,08-0,60 |
| сульфат меди | 0,008-0,4 |
Кроме того, компоненты на стадии охлаждения перед внесением засевных дрожжей вносят при достижении суслом температуры 32-35°С.
Способ осуществляется следующим образом.
Крахмалсодержащее сырье, например зерно пшеницы, смешивают с водой (приготавливают замес), замес разваривают при температуре 100-110°С.
Разваренную массу направляют в осахариватель, где ее осахаривают ферментными препаратами при температуре 58-60°С при постоянном перемешивании, то есть происходит превращение крахмала в сбраживаемые сахара.
Полученную массу пастеризуют при температуре 85°С для устранения посторонней микрофлоры и охлаждают до температуры 50-52°С. Охлажденную массу подкисляют серной кислотой до требуемого значения рН и обогащают источниками азота (например, в виде минеральных солей) в качестве источников питания для дрожжей.
После обогащения массы источниками питания для дрожжей производят охлаждение сусла. При достижении суслом температуры 32-35°С вносят тиамина мононитрат, пантотенат кальция, биотин, цианокобаламин, сульфат марганца, сульфат цинка, сульфат меди в следующих количествах, г на м3 сусла:
| тиамина мононитрат | 0,1-1,0 |
| пантотенат кальция | 0,1-1,0 |
| биотин | 0,004-0,2 |
| цианокобаламин | 0,1-0,5 |
| сульфат марганца | 0,08-0,60 |
| сульфат цинка | 0,08-0,60 |
| сульфат меди | 0,008-0,4 |
Указанные компоненты, вносимые на стадии охлаждения перед внесением засевных дрожжей, вносят в виде раствора, предварительно смешав их в расчетном для определенного вида сусла (зависящего от перерабатываемого сырья) количестве, выбранном из указанного интервала значений.
По мере дальнейшего охлаждения при достижении суслом температуры 30°С вносят засевные дрожжи (например, Saccharomyces cereviseae). Сусло перемешивают и охлаждают до температуры 20-26°С, при которой ведут брожение.
Образование этилового спирта - результат целого ряда ферментативных реакций. Тиамин мононитрат является кофактором фермента пируватдекарбоксилазы, пантотенат кальция сокращает фазу глицеринпировиноградного брожения и уменьшает образование уксусной кислоты, биотин играет основную роль в ряде ферментных реакций декарбосксилирования, дезаминирования и азотного биосинтеза, цианокобаламин является фактором синтеза нуклеиновых кислот и свободных аминокислот и способствует накоплению биомассы, катионы марганца, цинка и меди являются компонентами металлосодержащих коферментов.
Все вышеперечисленные факторы в совокупности и дают максимальную реакцию брожения. При данном сочетании компонентов имеет место так называемый синергетический эффект, то есть внесение всей совокупности перечисленных ингредиентов приводит к такому повышению бродильной активности сусла, качества и выхода спирта, который невозможно достигнуть при использовании отдельных ингредиентов.
Указанный состав вносимых на стадии охлаждения перед внесением засевных дрожжей препаратов (компонентов) оптимальны для получения максимального активирующего эффекта и при этом не происходит ингибирование культуры дрожжей. Увеличение выхода спирта составило 1,9%, при сокращении продолжительности процесса сбраживания на 10%.
Способ получения этилового спирта, предусматривающий приготовление замеса, его разваривание, осахаривание, пастеризацию полученного сусла, его охлаждение до температуры 50-52°С, внесение серной кислоты и азотистого питания, охлаждение сусла до температуры 30°С, внесение засевных дрожжей, брожение, отличающийся тем, что перед внесением засевных дрожжей на стадии охлаждения при достижении суслом температуры 32-35°С, вносят следующие компоненты: тиамина мононитрат, пантотенат кальция, биотин, цианокобаламин, сульфат марганца, сульфат цинка, сульфат меди в количестве, г на м3 сусла:
| тиамина мононитрат | 0,1-1,0 |
| пантотенат кальция | 0,1-1,0 |
| биотин | 0,004-0,2 |
| цианокобаламин | 0,1-0,5 |
| сульфат марганца | 0,08-0,60 |
| сульфат цинка | 0,08-0,60 |
| сульфат меди | 0,008-0,4 |
