Спосіб обробки сусла

Спосіб обробки сусла, в якому сусло обробляють магнітними полями постійних магнітів, який відрізняється тим, що сусло перед введенням дріжджів культури Saccharomyces пропускають протягом 1 18с через канал із поперечним перерізом у формі сектора круга з кутом 36 60°, радіальні боки якого являють собою ПОСТІЙНІ магніти, розташовані різнойменними полюсами один до одного, причому в радіальному перерізі каналу напруженість магнітного поля складає від 40 до 600 мТл Винахід відноситься до галузі мікробіологи, а саме до способів зброджування сусла, та може використовуватися в спиртовій промисловості, а також пивоварній та виноробній галузях харчової промисловості З рівня техніки відомий спосіб модифікації активності мікроорганізмів, що містяться в рідині за заявкою ЕР 0348551 (МПК A61L2/02, В03С1/02, C02F1/48, 1990) Цей винахід стосується модифікації активності мікроорганізмів типу дріжджів, морських водоростей, бактерій шляхом створення за допомогою магнітних полів постійних магнітів тимчасових скупчень організмів з часом існування та шляхом пропускання ВІДПОВІДНО ДО сформованих скупчень Такі електромагнітні поля можуть бути сформовані пристроєм, зробленим з використанням постійних магнітів, що описаний в даному патенті В результаті можуть бути змінена активність мікроорганізмів, в результаті чого прискорене виконання ними функцій, репродукування та/або зростання мікроорганізмів ним магнітним полем В прототипі описане впливання постійним магнітним полем на воду, призначену для зберігання дріжджів, а також середовище, в якому отримують дріжджі Магнітний вплив на живильне середовище, що призначене для зброджування, в прототипі не передбачений В результаті досягають підвищення швидкості бродіння При цьому покращення показників зрілої бражки після зброджування активованими в такий спосіб дріжджами - підвищення вмісту етилового спирту та зниження побічних та вторинних продуктів бродіння в зрілій бражці не забезпечується В основу винаходу поставлено задачу підвищити ефективність зброджування сусла дріжджами культури Saccharomyces з метою підвищення вмісту етилового спирту, швидкості бродіння та зниження вмісту побічних та вторинних продуктів бродіння, шляхом впливання на сусло магнітними полями постійних магнітів Поставлена задача вирішується тим, що створений спосіб обробки сусла, в якому сусло обробляють магнітними полями постійних магнітів Згідно винаходу сусло перед введенням дріжджів культури Saccharomyces пропускають протягом 1 18с через канал із поперечним перерізом у формі сектора круга з кутом 36 60°, радіальні боки якого являють собою ПОСТІЙНІ магніти, розташовані різнойменними полюсами один до одного, причому в радіальному перерізі каналу напруженість магнітного поля складає від 40 до бООмТл Найбільш близькою за суттю є опублікована заявка Російської Федерації RU94034366 (C12N1/16, 1996), обрана за прототип, в якій описаний спосіб підготування дріжджів для зброджування вуглеводовмісних середовищ, що включає отримання дріжджів, їх промивання та зберігання у воді, що оброблена постійним магнітним полем при величині магнітної індукції в зоні обробки ЗО 120мТл При цьому середовище, в якому отримують дріжджі, також може бути оброблена постій CO 00 о со ю 53083 В результаті виконання способу, що заявляється, відбувається прискорення бродіння та підвищення вмісту етилового спирту в зрілій бражці, пиві або вині Прискорення зброджування дозволяє значно скоротити період виробничого процесу при виробництві спирту, пива або вина, підвищити ефективність використання обладнання та, як наслідок, загальну ефективність роботи вказаного виробництва Крім того, в зрілій бражці в межах заявленого інтервалу часу обробки спостерігається відчутне зменшення вмісту побічних та вторинних продуктів бродіння - альдегідів, кислот, ефірів, вищих спиртів, гліцерину, що обумовлене тимчасовими фізико-хімічними перетвореннями в суслі під впливом магнітного поля Залежності вмісту побічних та вторинних продуктів бродіння від терміну обробки виявляються нелінійними, що в цілому є неочевидним технічним результатом, який призводить до значної економії енергії та/або підвищення якості спирту у бражці, пиві або вині, сусло для яких оброблено у заявлений спосіб Поперечний переріз каналу магнітної установки для обробки сусла зображений на Фіг Магнітна установка являє собою один канал або декілька паралельних каналів із поперечним перерізом у формі сектора круга з кутом 36 60° Радіальні боки сектора являють собою ПОСТІЙНІ магніти, розташовані різнойменними полюсами один до одного В радіальному перерізі каналу напруженість магнітного поля складає від 40 до бООмТл, тобто в точці А, яка знаходиться в куті сектора, вона найвища і сягає до бООмТл, а в точці В, яка знаходиться на дузі сектора та рівновіддалена від його радіальних сторін (тобто знаходиться на середині дуги сектора, або лежить на бісектрисі кута сектора), напруженість найнижча, і складає 40мТл Швидкість потоку мелясного сусла підбирають ВІДПОВІДНО до довжини каналу магнітної установки з розрахунку на час знаходження в каналі від 1 до 18с Наведемо приклад конкретного виконання способу Стерильне мелясне сусло протягом від 10с пропускають через вищеописану магнітну установку, канал якої має поперечний переріз у формі сектора круга з кутом 45° Дріжджові клітини культури Saccharoniyces serevisial раси В висівають на омагнічене на магнітній установці стерильне мелясне сусло концентрацією 12% СР та культивують в термостаті при температурі 30°С протягом 24 годин На 12-й та 24-й годині заміряють об'єм вуглекислого газу, що виділився, для контролю інтенсивності бродіння По закінченню бродіння в зрілій бражці визначають об'ємну частку етилового спирту (в об%) Із-за того, що домішки спирту та гліцерину накопичуються ще на стадії дріжджегенерування та бродіння, по закінченні бродіння проводять перегонку зрілої бражки та визначають КІЛЬКІСТЬ альдегідів, сивушних масел, ефірів вищих спиртів в бражних дистилятах (в мл/дм ) та гліцерину в кутових залишках (в г/дм3) Проведено ряд прикладів із різним терміном омагнічування Ці показники зведені до таблиці 1 Динаміка процесу бродіння, виражена через накопичення вуглекислого газу, зведена до таблиці 2 З таблиці видно, що в зрілій бражці, що отри мана з обробленого на магнітній установці мелясного сусла, у порівнянні із бражкою з необробленого сусла згідно контрольного прикладу, спостерігається підвищений вміст етилового спирту при перебуванні мелясного сусла в магнітному полі протягом від 1 до 30с з тенденцією до зниження біля 12-оі секунди При цьому в бражних дистилятах, отриманих із використанням обробленого на магнітній установці мелясного сусла, у порівнянні із бражними дистилятами без використання магнітної обробки сусла згідно контрольного прикладу, спостерігається • зниження вмісту альдегідів у бражному дистиляті при обробці протягом від 1 до 18 с, із тенденцією до збільшення після 13-ої секунди, • зниження вмісту сивушних масел при обробці протягом від 1с до найдовшого експериментального періоду (60с) із тенденцію до збільшення після 18-оі секунди, • зниження вмісту ефірів при обробці протягом від 1 до 36с із тенденцію до збільшення після 18 секунди, • зниження вмісту вищих спиртів при обробці протягом від 1 до 33с із тенденцію до збільшення після 18-оі секунди При цьому спостерігається зниження у порівнянні із контрольним прикладом вмісту гліцерину в кутових залишках при перебуванні мелясного сусла в магнітному полі протягом від 1 до 18с з тенденцією до зниження біля 12-ої секунди Одночасно спостерігається значне підвищення швидкості бродіння Так, у вищезгаданих умовах період фактично повного зброджування сусла, обробленого у вказаний спосіб, склав біля 12 годин, тоді як для зброджування необробленого сусла контрольного зразку необхідно 1 8 - 2 4 години Таким чином, в перерахунку на умови промислового виробництва, за яких бродіння здійснюють в присутності каталізаторів, період зброджування зменшується на 2 - 4 години Проведені експерименти з каналами, поперечний переріз яких має форму сектора круга в діапазоні від 36° до 60° Для вказаних форм каналу значних змін в результатах досліджень не виявлено Це пояснюється тим фактом, що поперечний переріз каналу має симетричну у поперечній осі форму, і незначна зміна його геометрії (збільшення кута сектора круга) не призводить до значного перерозподілу потоків сусла по перерізу каналу Таким чином, встановлено, що в результаті виконання способу, що заявляється, відбувається збільшення ефективності зброджування, що призводить до підвищення вмісту етилового спирту в зрілій бражці та одночасного зменшення побічних та вторинних продуктів зброджування -альдегідів, сивушних масел, ефірів, вищих спиртів, гліцерину Залежності обох цих технічних результатів від терміну обробки сусла є нелінійними, та обидва результати одночасно виявляються лише в інтервалі температур, що заявляється, а саме від 1 до 18с При цьому значно підвищується швидкість бродіння, що дозволяє зменшити період зброджування у промислових умовахна 2 - 4 години Спосіб може бути здійснений промисловим способом на наявному на спиртовому, пивоварно 53083 му або виноробному виробництві обладнанні з використанням описаної магнітної установки, яка може бути виготовлена промисловим способом в одному або будь-якій КІЛЬКОСТІ екземплярів Таблиця 1 Об'ємна Об'ємна Незброджені Сувишні Альдегіди, частка частка масла вуглеводи, спирту, спирту, %до мл/дм 3 мл/дм г/дм об% контролю 100 10,23 154,36 0 (без обробки) 8,78 0,0250 100,1 8,79 0,0220 9,21 134,48 10 101,1 7,31 8,88 0,0200 130,48 15 0,0215 8,85 100,8 7,64 129,42 100,3 0,0241 20 8,81 12,39 130,48 16,2 136,45 40 8,75 99,7 0,0256 144,50 60 8,68 98,9 0,0340 16,18 Тривалість обробки, с Вищі спирти, 3 мг/дм Ефіри мл/дм Гліцерин, 3 г/дм 134,36 132,34 130,48 129,92 130,31 136,45 138,5 133,76 128,36 98,56 64,22 77,44 137,28 137,80 2,28 2,19 2,10 2,21 2,39 2,66 3,05 Таблиця 2 Термін бродіння, годин 12 24 Виділення СОг в бражці з обробленим суслом, г 13,6 13,8 Виділення СО2 в бражц з контрольним суслом, г 8,6 12,8 Фіг ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24