Способ получения этилового спирта

 

Изобретение относится к производству спирта. Способ предусматривает приготовление замеса, разваривание крахмалосодержащего сырья, его осахаривание, разделение на твердую (дробину) и жидкую (первое сусло) фазы, сбраживание, сепарацию дрожжей с последующей их рециркуляцией на брожение, выделение этилового спирта из бражки брагоректификацией с возвращением осветленной барды на приготовление замеса. После разделения в твердую фазу добавляют воду в соотношении 1:1, вносят целлюлолитические ферментные препараты в количестве 12-16 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна и проводят выдержку в оптимальных для их действия условиях, затем центрифугируют и промывную воду соединяют с жидкой фазой. Изобретение позволит снизить потери сбраживаемых углеводов с твердой фазой и повысит выход спирта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, к спиртовой отрасли, и может быть использовано при производстве этилового спирта.

Известен способ получения этилового спирта из пищевого сырья, согласно которому крахмалосодержащее сырье смешивают с водой, замес разваривают, осахаривают и сбраживают. Из бражки отгоняют спирт-сырец, из которого в последующем выделяют спирт-ректификат, головную фракцию, сивушные спирты и лютерную воду. При получении спирта из мелассы дрожжи могут быть отсепарированы (Технология спирта и спиртопродуктов. В.В.Ильинич, Б.А.Устинников, И. И.Бурачевский, С.И.Громов. - М.: ВО "Агропромиздат", 1987, с. 383).

Способ характеризуется сложностью технологической схемы. Кроме того, при выделении спирта-сырца разрушаются дрожжи, что неблагоприятно сказывается на качестве конечного продукта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения спирта (Патент РФ 2102480, МКл⁶ С 12 Р 7/06, опубл. 20.01.98 г., Бюл. 2), согласно которому из осахаренного сырья выделяют твердую фазу, 20-90% отсепарированных дрожжей рециркулируют на брожение, а осветленную барду возвращают на приготовление замеса.

Недостатками метода являются большие потери сбраживаемых углеводов с твердой фазой, нерациональная переработка традиционных зерновых культур.

Технической задачей изобретения является снижение потерь сбраживаемых углеводов с твердой фазой и повышение выхода спирта.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения этилового спирта, включающем приготовление замеса, разваривание крахмалосодержащего сырья, его осахаривание, разделение на твердую и жидкую фазы, сбраживание, сепарацию дрожжей с последующей их рециркуляцией на брожение, выделение этилового спирта из бражки брагоректификацией с возвращением осветленной барды на приготовление замеса, новым является то, что после разделения в твердую фазу добавляют воду в соотношении 1:1, вносят целлюлолитические ферментные препараты в количестве 12-16 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна и выдержку проводят в оптимальных для их действия условиях, затем центрифугируют и промывную воду соединяют с жидкой фазой, в качестве целлюлолитического ферментного препарата используют Целлобранин ГЗх, при этом обработку осуществляют в течение 60-90 мин при температуре 45-50^oС.

Добавление в твердую фазу Целлобранина ГЗх приводит к снижению потерь сбраживаемых углеводов с твердой фазой и к ферментативному расщеплению некрахмалистых полисахаридов до сбраживаемых сахаров, что позволяет повысить выход спирта при сбраживании осветленного сусла.

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

На узел приготовления замеса 1 подают зерно, воду и амилолитический ферментный препарат для разжижения по трубопроводам 2, 3 и 4 соответственно. Замес по линии 5 направляют на узел разваривания и осахаривания 6, куда также по трубопроводу 7 подводят пар, а по линии 8 вводят амилолитические ферменты. Осахаренное сырье по линии 9 направляют на узел разделения 10. Жидкую фазу отводят по трубопроводу 11, а твердую фазу по линии 12 направляют на узел промывки и разделения 13, куда поступает вода и целлюлолитический фермент по трубопроводам 14 и 15 соответственно. Промытая дробина по линии 18 отводится из технологического процесса, а промывная вода по линии 16 соединяется с жидкой фазой и осветленное сусло по трубопроводу 17 подается в бродильное отделение 19. Бражку по линии 20 подают на узел 21 сепарации дрожжей. Отсепарированные дрожжи частично рециркулируют в бродильное отделение 19, а частично выводят из системы по трубопроводам 22, 23.

Осветленную бражку по линии 24 направляют в брагоректификационную установку 25, куда также по трубопроводу 26 вводят пар. С брагоректификационной установки отводят головную фракцию, спирт-ректификат, сивушные спирты и лютерную воду по линиям 27, 28, 29, 30 соответственно. Барду по трубопроводу 31 рециркулируют на приготовление замеса. Часть барды по линии 32 выводят из системы.

Пример 1. 150 г помола смешивали с горячей водой температурой 75^oС в соотношении 1: 2,5, перемешивали и вносили ферментный препарат, содержащий α-амилазу, для разжижения замеса из расчета 1 ед. АС на 1 г крахмала. Разваривание проб проводили при температуре 125-130^oС в течение 40 мин. Затем массу охлаждали до 60^oС и вносили ферментные препараты, содержащие α-амилазу и глюкоамилазу из расчета 1 ед. АС и 6,2 ед. ГлА на 1 г крахмала соответственно. Осахаривание пробы проводили в термостате при температуре 58-60^oС в течение 1 часа, затем разделяли на твердую (дробина спиртовая) и жидкую (первое сусло) фазы на центрифуге ЛЗ-301. Режим центрифугирования: время 10 мин, фактор разделения 2000.

Далее дробину подвергали промывке с целью более полного извлечения углеводов, для чего ее смешивали с водой в соотношении 1:1 для обеспечения заданной концентрации сухих веществ в жидкой фазе с последующим внесением в пробу ферментного препарата Целлобранин ГЗх в количестве 12 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна. Дробину выдерживали в течение 1 часа при температуре 50^oС, затем разделяли на центрифуге (время 10 мин, фактор разделения 2000). Жидкую фазу и промывную воду смешивали. Далее осветленное сусло отправляли на брожение.

Остальные примеры выполнялись по примеру 1, варьировали количество задаваемого фермента, температуру и время выдержки твердой фазы. Результаты сведены в таблицу.

Из полученных результатов видно, что при внесении Целлобранина ГЗх менее 12 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна, температуре более 45^oС и времени выдержки твердой фазы менее 30 мин объемная доля этанола невысока, в то время как при внесении фермента более 16 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна, температуре 45^oС и времени выдержки замеса более 90 мин не происходит значительного увеличения объемной доли этанола и приводит к перерасходу фермента. Увеличение температуры выше 50^oС приводит к перерасходу фермента вследствие его инактивации.

Формула изобретения

1. Способ получения этилового спирта, включающий приготовление замеса, разваривание крахмалосодержащего сырья, его осахаривание, разделение на твердую (дробину) и жидкую (первое сусло) фазы, сбраживание, сепарацию дрожжей с последующей их рециркуляцией на брожение, выделение этилового спирта из бражки брагоректификацией с возвращением осветленной барды на приготовление замеса, отличающийся тем, что после разделения в твердую фазу добавляют воду в соотношении 1: 1, вносят целлюлолитические ферментные препараты в количестве 12-16 ед. эндоглюканазы/г целлюлозы зерна и выдержку проводят в оптимальных для их действия условиях, затем центрифугируют и промывную воду соединяют с жидкой фазой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве целлюлолитического ферментного препарата используют Целлобранин ГЗх, при этом обработку осуществляют в течение 69-90 мин при 45-50^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4