Способ получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья

Изобретение относится к способу получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья. Способ предусматривает измельчение зернового сырья, его экструдирование и ферментативный гидролиз в одной экструзионно-гидролитической установке с подачей воды и ферментных препаратов, осахаривание и спиртовое брожение. В экструзионо-гидролитической установке с выдержкой 1,5 ч при 58°C получают осахаренное сусло с содержанием растворимых сухих веществ 33%. При этом используют α-амилазу 3 ед/г крахмала, Брюзайм BGX 0,5 ед. КС/г сырья, глюкоамилазу 12 ед. ГлС/г крахмала, нейтральную протеазу 0,15 ед. ПС/г сырья. Полученное сусло разделяют на жидкую и твердую фракции в центробежном поле. Твердый осадок подвергают первой промывке водой с гидромодулем 1:1, центрифугируют и промывные сахаросодержащие воды возвращают в осветленное сусло, тем самым разбавляя его до 21% СВ. Затем добавляют кислую протеазу 0,25 ед. ПС/г сырья, выдерживают 60 мин при 55°C и отправляют на брожение, а твердый осадок подвергают второй промывке водой с гидромодулем 1:1. После чего центрифугируют и выделяют очищенный белок. Промывные сахаросодержащие воды возвращают в экструдер-гидролизатор для следующего ферментативного гидролиза. Способ позволяет снизить потери зернового сырья при осуществлении процесса. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известен способ производства этилового спирта и белкового концентрата из зернового сырья, предусматривающий измельчение зерна, смешивание его с водой, водно-тепловую обработку замеса, осахаривание, брожение, в сусло после осахаривания добавляют протеолитический ферментный препарат БНЗ в количестве 2-4 ед. ПС/г белка, при этом обработку осуществляют при температуре 45-55°C в течение 10-90 мин, после чего полученное сусло центрифугированием разделяют на твердую и жидкую фазы, твердую фазу, полученную после центрифугирования, подвергают промывке водой с гидромодулем 1:5 при температуре 50-55°C, затем сепарируют и выделяют белок, полученные промывные воды в дальнейшем используют на стадии приготовления замеса (1).

Недостатком данного способа является невозможность получения высококонцентрированного сусла, что в результате ограничивает вымывание (одна промывка) и использование сбраживаемых сахаров твердой фракции (белка), т.е. увеличиваются их потери, а также длительность и многостадийность производства.

Задачей данного изобретения является получение нового белкового продукта с более качественной очисткой, минимизация потерь зернового сырья.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения этилового спирта и белкового продукта, предусматривающем измельчение зерна, его экструдирование и ферментативный гидролиз с последующем осахариванием и брожением с помощью экструзионно-гидролитической установки получают осахаренное сусло высокой концентрации (содержание растворимых сухих веществ 33%), с использованием α-амилазы 3 ед/г крахмала, ферментного препарата Брюзайм BGX 0,5 ед КС/г сырья, глюкоамилазы 12 ед ГлС/ г крахмала, нетральной протеазы 0,15 ед ПС/г сырья, с выдержкой 1,5 часа при температуре 58°C. Далее в центробежном поле осахаренное сусло разделяют на две фракции - жидкая и твердая. Твердый белковосодержащий осадок подвергают первой промывке водой с температурой 60°C и гидромодулем 1:1, центрифугируют и промывные сахаросодержащие воды возвращают в осветленное сусло и тем самым разбавляют его до 21% СВ, добавляют кислую протеазу 0,25 едПС/г сырья, выдерживают 60 мин при Т=55°C и затем сусло отправляют на брожение, а оставшийся твердый осадок подвергают второй промывке водой с температурой 60°C с гидромодулем 1:1, центрифугируют и выделяют очищенный белок, а промывные сахаросодержащие воды возвращают в экструдер-гидролизатор для получения сусла с концентрацией 33% растворимых сухих веществ.

Промывные сахаросодержащие воды полностью используются для получения регламентной концентрации осахаренного сусла (20-22%). Это возможно лишь в случае первичного получения высококонцентрированного зернового сусла (33% сухих веществ) по экструзионно-гидролитической технологии (2, 3).

Обеспечивается глубокая переработка зернового сырья с получением дополнительных очищенных белковых продуктов с высокой добавленной стоимостью, полная сбалансированная утилизация вторичных сырьевых ресурсов, повышение производительности спиртового производства, минимизация потерь зернового сырья, улучшение его качественных показателей спирта, повышение рентабельности производства.

На чертеже приведена процессуальная схема получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья согласно заявляемому способу.

Пример 1

В камеру варочного экструдера подают очищенное от примесей зерно пшеницы, измельченное в крупку, проход через сито ⌀=1 мм составляет 70% и одновременно воду для увлажнения до суммарной влажности 12%. Процесс экструдирования осуществляют при температуре 198°C, давлении 5,0 МПа.

Далее полученный зерновой экструдат поступает в следующую гидролитическую камеру экструдера-гидролизатора. В зону его выхода одновременно подают смесь водного раствора ферментов α-амилазы 3,0 ед АС/г крахмала, комплексной ксиланазы 0,5 ед КС/г сырья, при этом соотношение экструдата и подаваемой жидкой смеси составляет 1:1,5.

Процесс ферментативного гидролиза осуществляется в гидролитической камере при 58°C на всем ее протяжении и в объеме, заполненном гидролизуемой массой, и далее после экструдера в приемной емкости при температуре 58°C, где он заканчивается. Полученный гидролизат содержит до 90% растворимых веществ от всего количества сухого вещества исходного сырья.

В спиртовом производстве для осахаривания полученного высококонцентрированного гидролизата в приемную емкость подают ферментный раствор глюкоамилазы с дозировкой 12.0 ед ГлС/г крахмала и бактериальной протеазы 0,15 ед ПС/г сырья. Процесс осахаривания осуществляется в течение 1,5 часов при 58°C. Полученное сусло содержит 33% растворимых сухих веществ. Далее осуществляется разделение сусла на твердую и жидкую фракции, в течение 30 мин на центрифуге с фактором разделения 3100 g.

Твердый осадок промывают водой водой с температурой 60°C в соотношении 1:1 и далее разделяют на центрифуге. Получают отделенную промывную воду и твердый осадок. Промывную воду сливают с осветленным суслом, полученным после разделения осахаренного сусла и в течение 60 мин при температуре 55°C в присутствии Грибной протеазы с дозировкой 0,25 ед ПС/ г сырья проводят ферментативный гидролиз. Далее сусло охлаждают др 22-24°C и сбраживают в этиловый спирт.

На следующем этапе водой с температурой 60°C промывают твердый осадок, полученный после первой промывки, и далее разделяют на центрифуге. Получают твердый осадок и промывную воду. Из твердого осадка получают очищенный белок, а промывные воды возвращают в производство, в гидролитическую камеру экструдера.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ №2268302 «Способ получения этилового спирта и белкового концентрата».

2. Патент RU №2264473 «Способ получения гидролизата из крахмалосодержащего сырья и установка для его осуществления».

3. Патент RU №2382082 С1 «Способ получения гидролизата из крахмалосодержащего сырья».

Способ получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья, предусматривающий измельчение зернового сырья, его экструдирование и ферментативный гидролиз в одной экструзионно-гидролитической установке с подачей воды и ферментных препаратов, далее осахаривание и спиртовое брожение, отличающийся тем, что с помощью экструзионо-гидролитической установки получают осахаренное сусло высокой концентрации с содержанием растворимых сухих веществ 33%, с использованием α-амилазы 3 ед/г крахмала, Брюзайма BGX 0,5 ед. КС/г сырья, глюкоамилазы 12 ед. ГлС/г крахмала, нейтральной протеазы 0,15 ед. ПС/г сырья, с выдержкой 1,5 ч при 58°C, затем его в центробежном поле разделяют на две фракции, жидкую и твердую, далее твердый осадок подвергают первой промывке водой с гидромодулем 1:1, центрифугируют и промывные сахаросодержащие воды возвращают в осветленное сусло, тем самым разбавляя его до 21% СВ, добавляют кислую протеазу 0,25 ед. ПС/г сырья, выдерживают 60 мин при 55°C и затем отправляют на брожение, а твердый осадок подвергают второй промывке водой с гидромодулем 1:1, центрифугируют и выделяют очищенный белок, а промывные сахаросодержащие воды в количестве, необходимом для получения сусла с концентрацией растворимых сухих веществ 33%, возвращают в экструдер-гидролизатор для следующего ферментативного гидролиза.