Способ получения этилового спирта
Владельцы патента RU 2653432:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") (RU)
Способ предусматривает приготовление замеса из измельченного зерна ячменя, воды в соотношении 1:3 и комплекса ферментов, включающего источник α-амилазы – Ликвафло, источник протеазы – Пролайв BS Ликвид и комплексный препарат целлюлазы, ксиланазы и β-глюканазы – Вискостар 150Л. Ферментативно–тепловую обработку замеса проводят в три этапа. Затем полученную массу охлаждают до температуры 57–58°С и проводят осахаривание ферментным препаратом глюкоамилазы Глюкозидом 500Л. Полученное сусло охлаждают и сбраживают в течение 55–60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией. Предложенный способ позволяет увеличить выход этилового спирта за счет использования некрахмалистых полисахаридов и белков зерна ячменя, снизить вязкость замеса, продолжительность ферментативно–тепловой обработки и процесса брожения. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к спиртовой отрасли, и может быть использовано при производстве этилового спирта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения этилового спирта из пищевого сырья, согласно которому крахмалсодержащее сырье смешивают с водой температурой 55°C в соотношении 1:3 и комплекса ферментов: источника α-амилазы - Ликвамила 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала; источника протеазы - GC - 106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала; комплексного препарата ксиланазы и β-глюканазы - Брюзайма BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала, его ферментативно-тепловую обработку проводят в четыре этапа, осахаривают и сбраживают, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией. Пат. 2344175, Российская федерация, МПК7 С12Р 7/06. Способ получения этилового спирта / Востриков С.В., Яковлев А.Н., Бушин М.А., Корнеева О.С., Яковлева С.Ф.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. - № 2007122931/13, заявл. 18.06.2007; опубл. 20.01.2009, Бюл. № 2.
Недостатком известного способа является то, что он приемлем для переработки зерна ржи, а при переработке ячменя, отличающегося по составу от ржи, требуются другие ферментные препараты и режимы ферментативно-тепловой обработки.
Технической задачей изобретения является увеличение выхода этилового спирта за счет использования некрахмалистых полисахаридов и белков зерна ячменя, снижение вязкости замеса, энергозатрат, продолжительности ферментативно-тепловой обработки и процесса брожения.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ, характеризующийся тем, что он предусматривает приготовление замеса из измельченного крахмалсодержащего сырья, воды при температуре 45-50°C в соотношении 1:3 и комплекса ферментов: источника α-амилазы - Ликвафло в количестве 0,3 ед. АС/г крахмала; источника протеазы -Пролайв BS Ликвид в количестве 0,15 ед. ПС/г крахмала; комплексного препарата целлюлазы, ксиланазы и β-глюканазы - Вискостар 150Л в количестве 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала, его ферментативно-тепловую обработку проводят в три этапа: при температуре 45-50°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 55-60°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 85-90°С и выдерживают 60 мин, после чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание ферментным препаратом глюкоамилазы Глюкозидом 500Л в течение 30-35 мин., полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.
Технический результат заключается в увеличении выхода этилового спирта за счет использования некрахмалистых полисахаридов и белков зерна ячменя, снижение вязкости замеса, энергозатрат, продолжительности ферментативно-тепловой обработки и процесса брожения.
Добавление в замес протеолитического ферментного препарата Пролайв BS Ликвид приводит к гидролизу белка зерна, что приводит к снижению вязкости замеса, образованию свободных аминокислот, которые в последствии ассимилируются дрожжами, это приводит к снижению потерь сбраживаемых углеводов на накопление биомассы, снижению времени брожения, увеличению выхода спирта. Комплексный ферментный препарат Вискостар 150Л, добавляемый в замес, гидролизует целлюлозу, β - глюкан и ксилан, что приводит к снижению вязкости замеса, дополнительному образованию сбраживаемых углеводов, снижению энергозатрат и увеличению выхода спирта.
Способ реализуется следующим образом:
Измельченное крахмалсодержащее сырье смешивают с водой температурой 45-50°C в соотношении 1:3 и вносят: ферментный препарат источник α-амилазы - Ликвафло в количестве 0,3 ед. АС/г крахмала, источник протеазы - Пролайв BS Ликвид в количестве 0,15 ед. ПС/г крахмала, комплексный препарат целлюлазы, ксиланазы и β-глюканазы - Вискостар 150Л в количестве 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала. Ферментативно-тепловую обработку замеса проводят в три этапа: при температуре 45-50°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 55-60°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 85-90°С и выдерживают 60 мин, после чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание ферментным препаратом глюкоамилазы Глюкозидом 500Л в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.
Способ поясняется следующим примером:
Пример 1. 100 г измельченного зерна ячменя смешивали с водой температурой 50°C в соотношении 1:3 и вносили ферментный препарат Ликвафло в количестве 0,3 ед. АС/г крахмала, Пролайв BS Ликвид в количестве 0,15 ед. ПС/г крахмала, Вискостар 150Л в количестве 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала. Ферментативную - тепловую обработку проводили с постепенным повышением температуры замеса и выдержкой при следующих условиях: 50°С - 20 мин; 58°С - 40 мин; 90°С - 60 мин. Полученную массу охлаждали до температуры 58°С и проводили осахаривание ферментным препаратом глюкоамилазы Глюкозидом 500Л в течение 30 мин., полученное сусло охлаждали до температуры 24°С и сбраживали в течение 70 часов, из полученной бражки выделяли этиловый спирт брагоректификацией.
Данные анализа представлены в таблице 1 и 2.
Как видно из таблиц 1,2, при внесении комплекса ферментов Ликвафло, Пролайв BS Ликвид, Вискостар 150Л снижается вязкость ячменного замеса в 5-7 раз по сравнению с контролем, увеличивается выход спирта на 1,8-2,0% и сокращается продолжительность брожения на 22-25%.
При снижении расхода ферментных препаратов Ликвафло ниже 0,3 ед. АС/г крахмала, Пролайв BS Ликвид ниже 0,15 ед. ПС/г крахмала, Вискостар 150Л в ниже 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала приводит к увеличению вязкости замеса, продолжительности брожения и снижению выхода спирта. При увеличении расхода ферментных препаратов Ликвафло выше 0,3 ед. АС/г крахмала, Пролайв BS Ликвид выше 0,15 ед. ПС/г крахмала, Вискостар 150Л в выше 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала экономически нецелесообразно. Уменьшение режима ферментативно-тепловой обработки приводит к увеличению вязкости замеса, расходу основного фермента α-амилазы и снижению выхода спирта, увеличение режима ферментативно-тепловой обработки экономически нецелесообразно.
Предложенный способ позволяет увеличить выход этилового спирта за счет использования некрахмалистых полисахаридов и белков зерна ячменя, снизить вязкость замеса, энергозатраты, продолжительность ферментативно-тепловой обработки и процесса брожения.
| Таблица 1 - Влияние ферментных препаратов на вязкость ячменных замесов | ||||||
| Ферментные препараты | Дозировка ферментных препаратов на г крахмала | Вязкость при температуре °С | ||||
| 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | ||
| Контроль | 4,4 | 18,0 | 27,0 | 30,0 | 22,0 | |
| Ликвафло | 0,3 ед. АС | 3,2 | 6,0 | 8,5 | 9,0 | 7,7 |
| Пролайв BS Ликвид | 0,15 ед. ПС | 4,0 | 15,0 | 20 | 24,0 | 13,0 |
| Вискостар 150Л | 0,01 ед, β-ГкС | 3,7 | 10,0 | 13,0 | 15,0 | 9,0 |
| Ликвафло Пролайв BS Ликвид Вискостар 150Л | 0,3ед. АС 0,15 ед. ПС "0,01 ед, β-ГкС | 2,8 | 3,3 | 4,0 | 4.2 | 3,6 |
| Таблица 2 - Показатели зрелой бражки | ||||
| Показатели | Контроль | Дозировка ферментных препаратов на г крахмала | ||
| Пролайв BS Ликвид, 0,15⋅ед. ПС |
Вискостар 150Л, 0,01 ед. β-ГкС | Пролайв BS Ликвид 0,15⋅ед. ПС; Вискостар 150Л, 0,01 ед. β-ГкС |
||
| Объемная доля спирта, % об | 7,6 | 8,2 | 8,1 | 8,3 |
| Содержание растворимых несброженных углеводов, г/100см3 | 0,45 | 0,30 | 0,41 | 0,31 |
| Содержание нерастворенного крахмала, % | 0,150 | 0,090 | 0,120 | 0,080 |
| Нарастание титруемой кислотность, град | 0,2 | 0,16 | 0,18 | 0,15 |
| Выход спирта, дал/т усл. крахмала. | 64,9 | 66,5 | 66,2 | 66,4 |
| Продолжительность брожения, ч | 70,0 | 55,0 | 65,0 | 50,0 |
Способ получения этилового спирта, характеризующийся тем, что он предусматривает приготовление замеса из измельченного зерна ячменя, воды при температуре 45-50°С в соотношении 1:3 и комплекса ферментов: источника α-амилазы - Ликвафло в количестве 0,3 ед. АС/г крахмала; источника протеазы - Пролайв BS Ликвид в количестве 0,15 ед. ПС/г крахмала; комплексного препарата целлюлазы, ксиланазы и β-глюканазы - Вискостар 150Л в количестве 0,01 ед. β-ГкС/г крахмала, его ферментативно-тепловую обработку проводят в три этапа: при температуре 45-50°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 55-60°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 85-90°С и выдерживают 60 мин, после чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание ферментным препаратом глюкоамилазы Глюкозидом 500Л в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.
.
