Способ непрерывной ферментации сусла при производстве спирта и установка для его осуществления
Изобретение относится к спиртовой промьштенностие Целью изобретения является повьшение выхода спирта и производительности установки. Способ реализуют в установке, содержащей чан 1, устройство 2 для барботажа сусла, выполненное в виде вертикально установленной трубы Вентури, устройство 3 для улавливания газов брожения циклонного типа, устройство 4 для инжектирования газа с клапаном-смесителем
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК
РЕСПУБЛИК
А3 (59 4 С 12 P 7/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦТИЛ (21) 3583007/30-13 (22) 25 ° 04,83 (31) 2514/82 (3 2) 26,04,82 (33) СН (46) 23.11.88. Бюл. У 43 (71) Сосьете де Продюи Нестле С.А, (СН) (72) Владимир Калина (CS) (53) 663. 52 (088.8) (56) Заявка ФРГ Ф 2354556, кл. С 12 С 11/08, опублик. 1976.
Патент СССР N- 2981309 кл, С 12 С 11/04, 1971.
„„80„„440353 (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ФЕРИЕНТАЦИИ
СУСЛА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СПИРТА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение о носится к спиртовой промьппленности. Целью изобретения является повышение выхода спирта и производительности установки. Способ реализуют в установке, содержащей чан
1, устройство 2 для барботажа сусла, выполненное в виде вертикально установленной трубы Вентури, устройство
3 для улавливания газов брожения циклонного типа, устройство 4 для инжектирования газа с клапаном-смесителем
14 i07> 73
5, теплсабменник 6, устройство 7 ДЛЯ отделения сусл.=. QT др->;-.,;7KBé> клапан противодавления 8, трубопровод 9, выполняющий функцию мамут-насоса, н систему трубопроводов, образующих основной и дополнительный рециркуляционные контуры, Свежее сусла с содержанием сахара 100-280 "/ë инжектируют в бродильный чян 1 В течение тт в количесTBе cQc7 авп<3ющ»;":. >,, -, 5 тт г" » количества сусла, находящегося В цикле, через устройство 2 для.бярботажя сусла, Ферментацию осуществляют В присутствии дрожжей в коли-естве
50-100 r сухого вещества на л, L процессе ферментации клапанам прагиводавления 8 создают пративсдавление для сжатия газа и направляют поток сусла с дрожжами по трубопроводу 9
Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается способа получения спирта и установки для его осуществления ..
Цель иЗобретения — павыление выхода спирта и прои"-.водительнасти установки.
На чертеже дана установка для Qcóществления способа.
Установка содержит бродильный ;ая
1, в нижней части которо-о размещена устройство 2 для барботажа сусла.
Выполненное в виде вертикальна устав новленной трубы Вентури, устройство
3 для улавливания газов брожения циклонного типа, устройство 4 для инжектирования газа с клапаном-смесителем
5, теплообменник 6 и устройство 7 для отделения сусла от дрожжей.
В верхней части бродильного чана
1 размещен клапан 8 прстивсдавления, предназначенный для ycTp7: †;="BBB попав дания в чян диоксида угле-.ода „вь>>целяющегося с процессе ферментацин -.ócла, сообщенный с трубопроводом 9, соединяющим бродильный,ан 1 с устройством 3 для улавливя:: †:ия гà3св бра— жения и выполняющим функпию мамут..а— соса.
Бродипьньй чан 1. Устрбиствс> 7 длл
УЛЯВЛИБЯНИЯ ГЯЗОВ От ажРВНЯ> ТС .ПЛO!7!> я устройствс З,гля улавливания газов
;бр аженьтя . 0тДеля -с> диОксид углерода о
",.ОсредстBo.j ус райства Й для инжектиравянг.я газа и клапана-смесителя 5 сметсчвают 5-20 об. ; диоксида углерода с Bo=;у7:см -=. полученную кислородсодержащую с. .есь = содержанием кислорода 0,05-0, 15 мл/ч в 1 r cyxux т РажжЕй ПОДЯЮт В РЕЦИРКУЛИ".УЕМОЕ СУСло;, т ;. i,: 7»;;x»3QВО>7 > 0 —, jI з ег а B т „»I>— булы-,: —.: нам р жиме направляют в тЕплоабменник 6, я затем В бродильный чан.с>асть . Усля падают в устройства
7 Для атдслеьия cу ля ат дрожжей и
ВьгвсДЯт -iQ и избыток Дрожжей пз T ÷êЛа 0» Т я-т>ття» а др аж>3т»", р Е уттрКУЛтнтруЮТ в трубопровод 9 а нов:..ога рециркуля,>
ЦИОННаГС КС.>тУРЯ.. С, И . З.П,ф-ЛЬ>, ил..енник 6 и устройство 2 для барботажа сусля соединены трубопроводами 9-11 с образованием основнога тциркуляционного контура,. Цопалнительньп цир..суляциснный контур образован соединенньгми трубопроводом 12, трубопро 3одам 1 и трубопровода>- 9, устройcTBQì ДЛЯ бBpGQTßæß сусла $"cçpoéствам 7 для отделения сусла от дрож;:;; жей и Верхней частью бродильного чя;а 1 и служит для рециркуляции дрожгсей. Сснсвнай и дополнительный циркуляционные контуры соединены с трубопроводом 14 для подачи свежега сус 5 ля.
Устройство 3 для улавливания газов брожения сообщено трубопроводом !
5 для ОтВОдя дисксид- глерадя с устройством 4 для инжектирования га20 =-.а, которое посредством трубопровода через клапан-cMGcHTi= ëB 5 соединена с YpvG QIIpoBGpoê 10: У TpQAcTBQ 7 Для атд пения уел Q! Д>вожжей снабжена т>3 >бС> раВОДОМ = ДЛЯ СТ Ода Сфар>МЕНирсвяннсга сусла с ус Tановленньм на
Вем клапаном 17 и слиьнь>7м затвором 8 для нь Водя Вазмсжногс кзаьтка активных дрожжей. »!В трубопроводе 13
У -!B.:OBBPB РЕЦИВКУЛИPУЮЬ»нй КЛаПаН
Вт9 и аз Всляюший РеЦИРКУлиРОВЯть сусло с
Чр ажжями В тэубОправсд - ЛОД Дейст"" 1 -4C7353 вием, авлення образующегося зя счет высоты трубопрс вода 10, установка работает cлецую111и1-1 образом.
Свежее сусло с содержанием в неи сахара от 100 до 280 г/л инжектируют по трубопроводу 14 подачи сусла и трубопроводу 11 в бродильный чан через устройство 2 барботa a усла ! у
B количестве,, составляющем О, 2-0. 5 количества сусла, находящегося в цикле. В бродильном чане 1 сусло контактирует с дрожжами в процессе фермента1лки с "слй осуществляют II1 ркуляцию
1 .-ъ иотокя сусла " дрожжами, образовавшимися B процессе газами,. причем угле
r кислый газ, выделяясь из сусла пр-.— нимяет форму пузырьков, расширяется и выполняет функцию мамутнасося.
=11
Вследствие большой скорости пиркуляции сусла по трубопроводу 9 происходит образование пены, которая дробится, и сусчо частично дегазируется, полная дегазация сусла пооисходит в устройстве 3 для улавливания газов брожения. Сусло, подвергнутое дегазации, направляют в турбулентнои режиме по трубопроводу 10, для чего на всем протяжении этого трубопровода имеется возможность абсорбировать некоторые потери давления. Размеры трубопровода 10 зависят от скорости циркуляьряи сусла., Ha турбулентность можно влия-ь не только путем изменения размеров трубопровода„но и путем установления в последнем мембран или перегородок, при этом необходимо сле-. дить за тем, чтобы высота ферментера была достаточной для преодоления потерь давления, KQTopbfe могут превышать эквивалент в 2 м водяного столба, Из .устройства 3 для улавливания газов брожения но трубопроводу 15 диоксид углерода выбрасывают а часть .его подают через устройство 4 для инжектирования газа, смешивают посредством клапана-смесителя 5 с воздухом в соотношении 5-20 об,ч, диоксида углерода и 1 об.ч. воздуха и по трубопроводу 16 подают ки лородсоцержащую смесь в рециркулируемое по трубопроводу 10 сусло в количестве, обеспечивающем содержание кислорода
Ч
0, 05-0, 15 мл/ч при атмосферном цавлешги в 1 г сухого веса дрожжей, при этом ферментацию сусла проводят при содержании в нем црожжей от 50 до
100 r сухого вещества на 1 л, Рециркулкруемое:ó.ñë.à .охлаждают в теплообменникс 6 цо температуры исходного сусла и возвращают по трубопроводу 11 в бродильный чан I, Часть сусла, прошедшего фермснтацию и соцержащего спирт„отбирают, для чего его по трубопроводу 12 направляют в устройство
7 для отделения сусла от дрожжей, гце дрожжи цекантируют со скоростью примерно 20 см/мин, что позволяет получить очищенное от дрожжей сусло с содержанием спирта 50-80 г/л, которое
--,о трубопроводу 16 через клапан 17 выводят из цикла, а избыток дрожжей выводят через сливной затвор 18.
Дрожки посредством рециркулирующего клапана 19 рециркулируют по трубопроводу 13 в трубопровод 9 под действием давления, образующегося за счет высоты трубопровода 10.
Для осуществления способа используют бродильный чан объемом по меньшей мере 50 см . в которои сусло может медленно подниматься со скоростью примерно 1-2 см/c,ïðè этом чан произвольно делится на три зоны: барботирования, седиментации и концентрирования диоксида углероца, В зоне барботирования свежее сусло смешивается с рещп1кулируемь1м суслом и с . суслом, нахоцящимся в нижней части чана„ В зоне сецк 1ентации происходит контактировянн — сусла с дрожжаЗ ж, В зоне концентркрованкя диоксида углерода как и Во всем объеме чана выделение диоксида углерода в виде пузырь— ков газа уцерживается противодавлени-. ем, образующимся в верхней части чаH2с
При осуществлении способа используются дрожжи Saccharomyces cerevisiae с хорошей флокулирующей способКостью, Л р и м е р 1, В нижнюю часть бродильного чана кнжектируют 60 м в час свежего сусля, содержащего 100 г/л сахара, способного к ферментации, содержание актквных .дрожжей в сусле состявляе- 50 " сухого вещества на л, Ферментац1ию проводят известным путем, прн этом в процессе ферментации осуществляют рецнркуляцию сусла в турбулентícì режиме со скоростью
2 и/с путем создания противодавления в верхней части бродильного чана.
Время выдержки cусла в бродильном чане в среднем 10 мкн, Образовавшиеся
144035 в процессе ферментации газы вместе отделяют от рециркулкруемо -о сусла, вводят в него кислородсодержящую смесь в количестве, обеспечивающем
5 содержание кислорода 0, 05 мл/ч при атмосферном давлении з 1 г сухого веса дрожжей. Смесь получают смешива нием I об.ч, возцуха с 5 об,ч, диоксида углерода. Рециркулируемое сусло охлаждают до температуры брожения и возвращают в нижнюю часть -yapè."Iüíî ro чана, где проводят барботаж сусла путем инжектированкя восходящего пото= ка пиркулируемого сусла в турбулент=ном режиме. Турбулентность такова,, что пузырьки газовой смеси имеют диаметр, не превышающий 3,5 мм.
От части сусла после охлаждения,. содержащего 8,5 об,_#_ спирта,„ отделяют дрожжи и выводят его из цикла так же, как избыточные дрожжи, а остальные дрожжи рециркулируют в рециркуляционное сусло. Свежее сусло инжек-= тируют в час в количестве, состазля- 25 ющем 0,2 количества сусла,, находящегося в цикле.
U р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, только свежее сусло инжектируют в количест- З0 ве 0,5 количества сусла„ находящегося в цикле, с содержанием сахара в нем 280 г/л, содержание дрожжей в ферментируемом.сусле составляет 100 г сухого вещества на 1 л. Кислородсодержащую смесь готовят путем смешивания I об.ч. воздуха с ZÎ об.ч. диоксида углерода и подают ее в рециркулируемое сусло в количестве, обеспечивающем содержание кислорода 0,15мл/ч 0 при атмосферном давлении в 1 г сухого веса дрожжей.
Предлагаемый способ позволяет повысить выход спирта до 120 г/л и производительность установки с 3,0=-1.,5 до 13,4-54 г/л в час.
Формула из обр ете ния
1. Способ непрерывной ферментапии сусла при производстве спирта, предусматривающий инжектировянке свежего сусла в бродильный чан, ко.-тактирование его с дрожжами, циркуляцию потока сусла с дрожжами, пода,у кислобб родсодержащей смеси в циркуляциснный поток и отвод сферментированного cyc— ла, о т л к ч а ю щ к и с я тем, что. с целью,повышения выходя спирта р н процессе контякткровянкя сусла с дрожжяьп осуществляют бар ботяж сусла в нижней части бродильного чана путем инжектировяния восходящего потока цкр cул::-:руемого сусла в турбулентном pE. æiI2(B а н Беpxåaé чЯсти брОдильного чяHa создают проткводавление для сжатия выделяющегося в процессе фермептации сусла, 2, Способ поп.,1,. Отлич а ю ц и и с я тем, что кислородсодержащую смесь подают в количестве, обеспечквяюще:"; содержание ккслородя
0 05--0.,15 мп /ч при arêocôapíoì давлении нa 1 r сухого веса дрожжей при зтом смесь пслучают путем смешивания
1 об,ч, возгуха ; 5-20 об.ч. диоксиTta углерода, 3, С;.тособ поп,1, отлич а ющ к и с я тем, что свежее сусло инжектируют в 1 ч в количестве, составляющем О,?-0,.5 количества сусла, находящегося в чкле с -одержанием сахара в нем от 100 до 280 г/л
4, Способ Iio п.1., о т л и ч а ю—
m к и с я тем, что содержание дрожжей в ферментируемом сусле составляет от 50 до 100 г сухого вещества на
1 л.
5. Установка для непрерывной ферментяцик сусла прк производстве спирта, содержащая бродильный чан, устройство для улавливания газов брожения, устройство для инжектирования газа,, соединенные между собой трубопроводом, сообщающим верхнюю и EGBK нюю частя бродильного чана с образованкем циркуляционного контура, теплообменник, устройство для отделения сусла от дрожжей, трубопроводы для подачи свежего сусла к отвода сферменткрованногo сусла, дополнительный цкркуляцконный контур, образованный труоопроводями, соединяющими устройство для Отделения сусля от дрожжей с. бродильным чаном, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повьппеькя производительности, она снабжена устройством для барботажя сусла, выполненным в виде вертикально установ ленной трубы Зентури, размещенным в нижней iIacò÷ бродильного чана и coe" диненным трубопроводом с трусопроводом для подячи свежегo сусля и уст ройством .г„- я отделения сусла от дрожжеи, кляпяном противОдявленкяg рас
Оложе=.ням над верхней частью бро.и:льного чаня, а теплообменник устя?
/. /. / ?,,/, 10
0Остазитель П.Па 1ннна
Текгеп gj, Цидык Корректор Л.Пилипенко
Редактор В.Данко
Заказ 6093//58 Тираz 520
ВП ЯПЛ Государствен ОГО KLMHTáTß CCCP по делам изобретений и Открытий
1)3035 Москва И-35, Раущская наб,, д,, ч//5
Подписное
Производственно" полиграфическое предприятие, Г * УжГОрод ул, Проектная ч и о вл Е н в л.; О к.л л я пи О н н О и к О н т ур е тр боп р авода - ю-и л ющем усо, тво для ин/кек-гиррвания газа с нижней ча тью бродильного . ана. и сообп ен с труоопроводом. соединяющим устройстьо для Отделени;-; сусла От дро.:/?ей,, устройство для барботаж== с; сла и устройство для улавливания газов Орожения а д о пол ни т ел ь вью IIH p K у л я ци О н ный
-<О :;т; О пужпт для оециркуляции дрОж жей н ".ьязан с основным циркуляционньг. контуром трубопроводом, соединяющим бродильный чан с устройством для улавливания газов брожения и выпол;.-:Нюта функцию мамут-насоса, и
Tpóáîïð Оводом,. соединяющим нижнюю часть бродильного чана в циркуляцион -ый контур,
