Способ непрерывного брожения сусла в батарее ферментеров при производстве спирта
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
<>885254
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.79 {21) 2801853/28-13 (51)М, Кл з
С 12 P 7/06 с присоединением заявки Нов
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 663.532 (088.8) Опубликовано 301181. Бюллетень Hо 44
Дата опубликования описания 30.11.81 (72) Авторы изобретения
С. П. Авакянц и Ю. С. Бартенев (71) Заявитель
Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО БРОЖЕНИЯ СУСЛА
В БАТАРЕЕ ФЕРМЕНТЕРОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
СПИРТА
Изобретение относится к бродильной промышленности, а именно к производству спирта из крахмалистого сырья, и частично может быть использовано в производстве спирта из других видов сырья.
Известен способ непрерывного брожения различных сахаросодержащих сред с задер>ккой дрожжей в ферментерах бродильной батареи 113
Известен способ непрерывнс>го сбраживания сусла- в присутствии дрожжей, закрепленных на наполнителях (2).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ непрерывного брожения сусла в батарее ферментеров пт>и производстве спирта, предусматривающий подачу сусла в головной ферментер батареи, сбраживание его при перетоке в присутствии дрожжей и доосахаривания.
В .известном способе процесс брожения проходит совместно с процессом доосахаривания остаточных полисахаридов сусла, в основном дектринов, которые не полностью гидролизуются на стадии ферментативного получения сусла, причем брожение ведут при температуре, оптимальной для разложения дрожжей около 30 С, осуществляя проток сусла вместе с дрожжами через все ферментеры батареи. При этом концентрацию спирта в 2-х головных ферментерах поддерживают на уровне на подавляющем размножение дрожжей (3) .
Известный способ обладает следующими недостатками: процесс брожения длителен, так как включает стадию дображивания, которая протекает с низкой скоростью иэ-за того, что процесс доосахаривания сусла проходит при температуре брожения, которая существенно ниже оптимальной темпе15 ратуры доосахаривания, сбраживаемое сусло легко инфицируется, так как процесс ведется в нестерильных усло виях при температуре, практически совпадающей с оптимальной температу
20 рой кислотообразующих инфицирующих микроорганизмов, вследствие развития .которых имеют место потери сбраживаЕмого сахара и понижается выход спнр та, а также происходит ингибирование процесса брожения из-за инактивации ферментов дрожжей образующейся кислотой; тракты сбраживаемого сахара (до 4,0-4,5Ъ) на синтез биомассы дрожжей и образ звание побочных
30 продуктов брожения (вследствие постс885254 янного размножения клеток в головных ферментерах) снижают выход спирта иэ единицы переработанного сырья !из тонны условного крахмала) .
Данный способ не позволяет сбраживать сусло концентрацией свыше
16-17Ъ сухих веществ, так как дрожжи хвостовых ферментеров физиологи чески слабы вследствие постоянной смены условий их существования в процессе протока с суслом через все фер- 0 ментеры, а также из-за повышенного ингибирования бродильной активности дрожжей в хвостовых ферментерах совместным сравнительно высоким содержанием спирта и остаточного сбраживания сахара при используемой температуре брожения.
Цель изобретения — увеличение выхода спирта и интенсификация процесса.
Указанная цель достигается тем, 2Q что в способе непрерывного брожения в батарее ферментеров при производстве спирта, предусматривающем подачу сусла в головной ферментер батареи, сбраживание его при перетоке 75 в присутствии дрожжей и доосахаривание, сбраживание и доосахаривание сусла ведут раздельно в,две последовательные многократно повторяющиеся стадии, поддерживая кон:,ептpацию сус- З ла в головном ферментере на ур >вне, подавляющем размножение дрожжей и равном 6,0-7,0Ъ, а доосахаривание осуществляют путем выдержки сбражи1 ваемого сусла в течение 1-2 ч, при этом перед доосахариванием и после него сбраживаемое сусло соответственно нагревают до 50-60 С и охлаждают до температуры сбраживания, равной
15-20 С, а дрожжи перед сбраживанием предварительно иммобилизуют на 4Î носитель.
Сущность предлагаемого способа поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.
Исходное сусло повышенной концентрации непрерывно подают в головной ферментер 1 батареи ферментеров, в которых иммобилизованы дрожжи в коли- . честве 160-180 млн кл/мл на насадке буковой стружки. Концентрацию сусла в головном ферментере поддерживают на уровне, подавляющем размножение дрожжей и равном 6,0-7,0Ъ. После выхода из головного ферментера 1 сбраживаемое сусло нагревают в теплообменнике 2 до 50-60ОС, оптимальной для действия ферментов, доосахаривают в сосудах — доосахаривателях 3 путем выдержки его в течение 1-2 ч, после чего сбраживаемое сусло охлаждают в теплообменнике 5 до темпера- Сбраживание и доосахаривание сусла осуществляют в две последовательно многократно повторяющиеся стадии при перетоке через, все ферментеры 1 и Я сосуль доосахариватечи 3 батареи ферментеров. Зрелую бражку из последнего ферментера 1 направляют на перегонку, а выделяющиеся углекислый газ и пары спирта направляют в спиртоловушку (не показано) . Пример . По предлагаемому способу проводилось сбраживание сусла иэ крахмалистого (зернового) сырья. Исходное сусло повышенной концентрации 20„2Ъ СВ непрерывно со скоростью разбавления 0,15 ч "подают в головной ферментер 1 бродильной батареи, сбраживают при перетоке через батарею из 5-и ферментеров 1, заполненных насадкой 2 в виде буковой стружки с предварительно иммобилизованными дрожжами в количестве 160180 млн кл./мл и доосахаривают в сосудах 3 путем выдержки в каждом доосахаривателе в течение 1,5 ч. Нагрев сусла после выхода из ферменте ров 1 до температуры доосахаривания 55 > С осуществляют в теплообменниках 4, а охлаждение после доосахаривателей до температуры брожения 15-20ОС в теплообменниках 5. При данных параметрах брожения в бражке головного ферментера поддерживается концентрация спирта 6,3-6,9 об, что необходимо для подавления процесса размножения дрожжей. Зрелая бражка, выходящая из хвостового ферментера 1, анализируется и направляется на перегонку. Углекислый газ и пары спирта, выделяющиеся из сусла в ферментерах и доосахаривателях, собираются в о6щую линию l и направляются в спиртоловушку. Контролем служит непрерывный процесс брожения, осуществляемый по известному способу, с концентрацией сусла 16Ъ СВ, в батарее из 10 ферментеров, со скоростью разбавления 0,15 ч >и при 30 С. Как показало испытание, длительность брожения по предлагаемому способу составляет 36 ч против 60 ч контрольного процесса, концентрация спирта в зрелой бражке с учетом выделенного на спиртоловушке составляет 10,37Ъ об против 8,20Ъ об контроля, выход спирта на единицу сброженного сахара (Ъ от теоретического выхода) составляет 96,3Ъ против 95,4Ъ контроля, кислотность зрелой бражки составляет 0,34-0,41 2, что говорит об отсутствии инфицирования сусла, хотя никаких дополнительных мер предупреждения инфицирования не применялось. Приведенный пример показывает, что предлагаемый способ брожения по всем основным технологическим характеристикам превосходит известный способ. Использование предлагаемого способа брожения в спиртовом проиэвод885254 Формула изобретения Составитель Л.Пашинина Редактор M.Ëûcoãoðoâà Техред Е.Харитончик Корректор М.Коста Заказ 10446/33 Тираж 531 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ч стве обеспечивает, по сравнению с известным способом, увеличение производительности процесса брожения примерно на 60-65Ъ, в том числе на 40% эа счет сокращения длительности брожения и на 20Ъ эа счет сбраживания сусла повышенной концентрации; увеличение выхода спирта на 0,8-1,7Ъ; исключение потерь спирта, связанных с инфицированием и .затрат на проведение работ по предупреждению инфи 0 цирования; снижение затрат на культивирование эасевных дрояскей; сокращение потребного количества технологических емкостей и производственных помещений; снижение трудоемкости за счет исключения систематической мойки и стерилизации оборудования, повышение производительности труда, создание условий для механизации и автоматизации процессов. Ориентировочно экономический эф- 20 фект от внедрения предлагаемого способа составит для спиртзавода средней мощности 60 тыс.руб. в год, а по отрасли — 20 млн.руб. в год Способ непрерывного брожения сусла в батарее ферментеров при проиэводстве спирта, предусматривающий подачу сусла в головной ферментер батареи, сбраживание его при перето. ке в присутствии дрожжей и доосахаривания, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода спирта и интенсификации процесса, сбраживание и доосахаривание сусла ведут раздельно в две последовательные многократно повторяющиеся стадии, поддерживая. концентрацию сусла в головном ферментере на уровне, подавляющем размножение дрожжей и равном 6,0-7,0Ъ, а доосахаривание осуществ» ляют путем выдержки сбраживаемого сусла в течение 1-2 ч, при этом перед доосахариванием и после него сбраживаемое сусло соответственно нагревают до 50-60ОС и охлаждают до температуры сбраживания, равной 15-20 С, а дрожжи перед сбраживанием предвари- . тельно иммобилиэуют на носителе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 48073, кл. С 12 С 11/14, 1936. 2. Патент Австрии Р 289009, кл. 6 в 22, 1971. 3. Климовский Д.Н., Стабников В.Н. Технология спирта. М., "Пищевая промышленность", 1960, с.282-288 (прототип) .
