Спосіб зброджування мелясного сусла

Спосіб зброджування мелясного сусла, що включає внесення в мелясу поживних речовин, підкислення її та розведення водою, дріжджі генерування та спиртове зброджування мелясного сусла з одержанням дозрілої бражки розділенням и на бражний дистилят та післяспиртову мелясну барду, який відрізняється тим, що мелясу розділяють на три частини у співвідношенні 1 3 1, першу частину якої розбавляють водою до концентрації сухих речовин 2-6 % і підкислюють до кислотності 0,6 - 0,8 град в неперервному потоці молочною кислотою, яка синтезується молочнокислими бактеріями, іммобілізованими на полімерному ноем у колонному реакторі, з наступною інактивацією молочнокислих бактерій у підкисленому суслі, а другу і третю частини меляси у нерозбавленому вигляді вносять, ВІДПОВІДНО, на дріжджогенерування і зброджування Винахід відноситься до спиртової галузі харчової промисловості, зокрема до виробництва спирту з меляси Відомий спосіб виробництва спирту з крохмалевмісної сировини, в якому використовують молочнокислі бактерії /Регламент производства спирта из крахмалистого сырья Часть 1 М МПП СССР, 1979г /Сусло, призначене для вирощування виробничих дріжджів, підкислюють за допомогою молочної кислоти, яка утворюється в результаті ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ молочнокислих бактерій В даному процесі мають місце втрати вуглеводів сусла на синтез біомаси клітин молочнокислих бактерій, оскільки вирощування їх необхідно вести постійно і окремо для кожної партії сусла для дріжджів тобто в періодичному режимі При цьому за технологією спирту з крохмалевмісної сировини об'єм підкисленого сусла складає лише 8 -10% від загального об'єму середовища, що зброджується, в той час як при переробці меляси на спирт підкисленню підлягає весь об'єм середовища, що приймає участь у дріжджогенеруванні , тобто 80% від об'єму бражки (Технологический регламент производства этилового спирта и пресованых хлебопекарских дрожжей из классно-спиртовой бражки Часть 1 Брожение Утв 18 06 1990г) Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є однопотоковий спосіб зброджування мелясного сусла, який передбачає підготовку меляси до зброджування шляхом внесення поживних речовин і антисептика, підкислення неорганічною кислотою та розбавлення меляси водою до вмісту сухих речовин (СР) 15 - 19%, вирощування виробничих дріжджів в аеробних умовах та анаеробне зброджування середовища з внесенням нерозбавленої меляси для забезпечення необхідного накопичення етилового спирту в дозрілій бражці, розділенням її на бражний дистилят та післяспиртову мелясну барду, (Технологический регламент производства этилового спирта и прессованных хлебопекарных дрожжей из мелассно-спиртовой бражки Часть 1 Брожение Утв 18 06 1990г) Дли створення оптимальних умов ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ дріжджів в процесі спиртового бродіння і отримання стабільного виходу спирту, мелясне сусло, об'єм якого становить 80% від об'єму бражки, підкислюють до значення рН 5,0 - 5,2 Причиною що перешкоджає подальшому удосконаленню способу зброджування мелясного сусла, направленого на створення умов для підвищення накопичення біомаси дріжджів, є застосування як підкислюючого агенту сірчаної або со О О 49017 ляної кислоти, які дорого коштують і створюють ШКІДЛИВІ умови праці Крім того, при взаємодії сірчаної кислоти і кальцію, що міститься у мелясі, на внутрішніх поверхнях обладнання утворюється осад гіпсу, що ускладнює роботу устаткування Також через підкислення меляси неорганічними кислотами в післяспиртову мелясну барду переходять сульфат- або хлорид-юни, що в поєднанні з іонними калію (вміст калію у мелясі складає до 5,4% до маси) призводить до обмеження використання післяспиртової барди як корму для великої рогатої худоби Тому одержувана барда не знаходить суттєвого збуту на корбові ЦІЛІ І В великій КІЛЬКОСТІ надходить на ноля фільтрації, погіршуючи екологічний стан виробництва В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу зброджування мелясною сусла шляхом використання запропонованих технологічних прийомів і параметрів процесу Технічний результат винаходу, який виникає від використання винаходу, полягає в інтенсифікації процесу накопичення біомаси у виробничих дріжджах, за рахунок сумісного культивування молочних бактерій та дріжджів Споживчі властивості заявленого способу, пов'язані з технічним результатом полягають в покращенні якості післяспиртової молочнокислої барди за рахунок виключення з її складу сульфатабо хлорид-юнів та поповнення її продуктами метаболізму молочнокислих бактерій Досягається технічний результат тим, що у способі зброджування мелясного сусла, що включає внесения в мелясу поживних речовин, підкислення та розведення водою, дріжджогенерування та спиртове зброджування сусла, з одержанням дозрілої бражки .розділенням її на бражний дистилят та післяспиртову мелясну барду, мелясу розділяють на три частини у співвідношенні 1 3 1, першу частину якої розбавляють водою до концентрації сухих речовин 2 - 6% і підкислюють до кислотності 0,6 - 0,8 град в неперервному потоці молочною кислотою, яка синтезується молочнокислими бактеріями іммобілізованими на полімерному ноем у колонному реакторі, з наступною інактивацією молочнокислих бактерій у підкисленому суслі, а другу і третю частини меляси у нерозбавленому вигляді вносять, ВІДПОВІДНО, на дріжджогенерування і зброджування Підкислення мелясного сусла молочною кислотою, яка синтезується іммобілізованими молочнокислими бактеріями, сприяє приросту біомаси дріжджів завдяки збагаченню середовища продуктами метаболізму молочнокислих бактерій (амінокислоти, органічні та азотовмісні речовини) Співвідношення частин меляси та розбавлення і підкислення першої частини до запропонованих параметрів вибрані таким чином, щоб забезпечити у кінцевому результаті погрібні параметри концентрації СР і кислотності на стадіях дріжджогенерування і спиртового зброджування Запропонований спосіб здійснюється таким чином Мелясу розділяють у співвідношенні 1 3 1, в першу частину меляси вносять поживні речовини у вигляді діамонійфосфату і карбаміду з розрахунку на 1м сусла, ВІДПОВІДНО, 180 і 60г, після чого розбавляють її водою до концентрації СР 2 - 6% На цьому суслі в апаратах для культивування молочнокислих бактерій вирощують потрібний об'єм культури, яку далі подають насосом у колонний реактор, що попередньо заповнюють полімерним носієм типу «ВИ», де проводять іммобілізацію продуцента шляхом прокачування культуральної рідини зі швидкістю 0,3 - 0,5м3/год протягом 60 - 80 годин В подальшому непідкислене мелясне сусло неперервно подають насосом у реактор, де підкислюють до величини кислотності 0,6 0,8град(значення рН 3,8 - 4,0) при температурі 48 50°С ,а потім піддають тепловій обробці при температурі 90 - 95°С протягом 1 5 - 2 0 хвилин для інактивації бактерій, після чого охолоджують і подають на дріжджогенерування Другу частину меляси у нерозбавленому вигляді неперервно подають в дріжджогенератори для підвищення початкової концентрації СР мелясного сусла до 15 - 16г/100мл Виробничі дріжджі подають у головний бродильний апарат, в який також вносять третю частину нерозбавленої меляси для підвищення початкової концентрації СР сусла до 22 24г/100мл, що дозволяє накопичувати в зрілій бражці до 8,0 - 9,0об % етилового спирту Зрілу бражку розділяють на бражний дистилят і післяспиртову молочнокислу барду Приклад Добову КІЛЬКІСТЬ меляси розділяють на три частини у співвідношенні 1 3 1 і з першої частини готують мелясне сусло концентрацією СР 4%, вносять 180г діамонійфосфату і 60г карбаміду на кожний 1м3 сусла На цьому суслі в апаратах для культивування молочнокислих бактерій вирощують потрібний об'єм культури, після чого її подають насосом у колонний реактор об'ємом 4,2м3, в якому на горизонтальних каркасах рівномірно розташовано 18кг/м3 полімерного носія типу "ВИ" В реакторі проводить іммобілізацію продуцента шляхом прокачування культуральної рідини з культиватора зі швидкістю 0,4м3/год протягом 70 годин В подальшому непідкислене мелясове сусло, яке готують з першої частини меляси неперервно подають насосом у реактор, де при швидкості розведення середовища в реакторі О.Згод 1 підкислюють до величини кислотності 0,7 град при температурі 49°С, а потім здійснюють теплову обробку при температурі 95°С протягом 15 хвилин, охолоджують до 30°С і подають на дріжджогенерування Другу частину меляси у нерозбавленому вигляді неперервно подають в дріжджогенератори для підвищення початкової концентрації СР мелясного сусла до 15,5г/100мл Виробничі дріжджі подають у головний бродильний апарат ,и який також вносять третю частину нерозбавленої меляси для підвищення початкової концентрації СР сусла до 23г/100мл, що дозволяє накопичувати в зрілій бражці до 8,5об % етилового спирту Далі зрілу бражку розділяють на бражний дистилят і післяспиртову молочнокислу барду Дані по досягненню технічного результату в порівнянні зі способом - прототипом наведені в таблиці 49017 Таблиця Технологічні показники КІЛЬКІСТЬ сірчаної кислоти для підкислення мелясного сусла, кг/ м на добу для заводу потужністю 3000 дал, кг Спосіб-прототип Заявлений спосіб 1,67 594 5,05 0 0 5,05 0,5 3,5 0,5 3,5 17,2 19,6 рН кислотність , град концентрація спирту об % біомаса дріжджів , г / л Як видно з таблиці, запропонований спосіб дозволяє при досягненні однакових зі способомпрототипом параметрів по значенням рН та кислотності накопичувати на 14% більше біомаси у виробничих дріжджах Крім того, післяспиртова молочнокисла барда, яку одержують за запропонованим способом, стає придатною на корм великій рогатій худобі у значно більшій КІЛЬКОСТІ Через уникнення скидання барди на поля фільтрації покращується екологічний стан виробництва Також запобігання використання для підкислення меляси неорганічних кислот дає можливість збільшити термін служби обладнання та покращити умови праці ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71