Спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль

Спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, що передбачає введення у сусло дріжджів та його перемішування при температурі 28 - 29°С, який відрізняється тим, що процес бродіння здійснюють шляхом безперервної рециркуляційної обробки сусла протягом 38 - 40 годин в роторно-імпульсному апараті при локальній швид Винахід, що пропонується відноситься до харчової промисловості, а саме до технологи, яка може бути використана для зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, при виробництві спирту Відомий спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, який передбачає введення у сусло при температурі 28 - 29°С дріжджей у КІЛЬКОСТІ 8 - 10% від об'єму сусла, його перемішування та бродіння [Мальцев П М Технология бродильных производств - 2-е изд , перераб и доп - М Пищевая промышленность, - 1980 - С 269] Недоліком відомого способу є невисокий вміст етанолу (8 - 9%) в зрілій бражці, а також те, що тривалість процесу бродіння складає 72 години у зв'язку з дооцукрюванням низькомолекулярних декстринів Відомий також спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, який передбачає введення у сусло дріжджей та його перемішування при температурі 28 - 29°С Процес бродіння здійснюється в склянці з лопастною мішалкою, швидкість обертання якої складає 40 - 80об/хв, обраний за прототип [Непрерывные схемы и вопросы технологии производства спирта - М Пищепромиздат, - 1953 - С 132-136] Протягом всього процесу бродіння здійснюється періодичне перемішування суміші по 20 хвилин Перевагою відомого способу є те, що мішалка забезпечує енергійне перемішування сусла, що сприяє більш повному виключенню вуглекислого газу, який гальмує процес бродіння, та притоку ІЗ ЗОВНІ кисню повітря Недоліком цього способу є те, що він не дозволяє значно підвищити інтенсивність зброджування сусла, тобто скоротити тривалість бродіння, а також не підвищує МІЦНІСТЬ бражки В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, в якому шляхом рециркуляційної обробки суміші сусла з дріжджами, яку здійснюють безперервно протягом 38 - 40 годин в роторно-імпульсному апараті, зменшується тривалість процесу бродіння, підвищується МІЦНІСТЬ зрілої бражки до 10,3 - 10,4об %, що дозволяє підвищити вихід спирту з одиниці сировини Поставлена задача вирішується тим, що в способі зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, який передбачає введення у сусло дріжджей та його перемішування при температурі 28 - 29°С, згідно з винаходом, бродіння проводять шляхом безперервної рециркуляційної обробки сусла протягом 38 - 40 годин в роторноімпульсному апараті при локальній швидкості зсуву потоку (50 - 500) 1031/с та частоті імпульсів 3 ЗОкГц При стандартному періодичному способі зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, дріжджова клітка, що використала споживчі речовини в середовищі свого руху, відчуває шкідливу дію продуктів своєї ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ та нестачу кисню повітря 3 часом клітка не тільки не стимулює, а навіть гальмує нормальний процес бродіння Тому процес обробки сусла в роторно - імпульсному апараті гарантує рівномірний розподіл кості зсуву потоку сировини (50-500)-10" 1/с та частоті імпульсів 3 - ЗОкГц 00 ю 54118 дріжджеи, продуктів їх ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ та споживчих речовин у суслі, а також повністю виключає осідання дріжджеи на дно сусла, що позитивно впливає на швидкість та повноту зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль Завдяки тому, що в запропонованому способі стандартний періодичний спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, доповнюється тим, що після введення у сусло дріжджеи та його перемішування при температурі 28 - 29°С, здійснюють безперервну рециркуляціину обробку суміші в роторно-імпульсному апараті протягом 38 - 40 годин, в якому створюються локальні швидкості зсуву потоку (50 - 500) 103 1/ста частоти імпульсів 3 - ЗОкГц, мають місце слідуючі процеси Бражка, проходячи через роторно - імпульсний апарат, піддається дії значних пульсаційних знакозмінних перепадів тиску, високоградієнтних течій в зазорах, а також великих градієнтів зсувних напруг, що дозволяє розширити поверхню контакту між активним центром ферментів та субстрактом, та, в свою чергу, інтенсифікує зброджування сусла А також підвищує приток кисню повітря та стимулює виключення вуглекислого газу Таким чином досягається очікуваний технічний результат, тобто зменшується тривалість процесу бродіння, підвищується МІЦНІСТЬ зрілої бражки до 10,3 - 10,4об % та прискорюються проміжні реакції утворення спирту, що дозволяє підвищити вихід спирту з одиниці сировини Спосіб, що заявляється, реалізується за допомогою роторно-імпульсного апарату, що розміщений на базі центробіжного насосу Апаратурнотехнологічну схему установки для зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, зображено на фіг1, що включає бродильний апарат 1, роторно-імпульсний апарат 2, що розміщений на базі центробіжного насосу 3, пастку 4, вентилі 5, 6 Спосіб зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль, здійснюється наступним чином В сусло з сировини, що містить крохмаль, вводять дріжджі та перемішують його при температурі 28 29°С в бродильному апараті 1 Оброблювана суміш проходить крізь пастку, яка запобігає попаданню в апарат 2 металевих включень, та поступає у внутрішню порожнину роторно-імпульсного апарату 2, де створюються локальні швидкості зсуву потоку бражки 50 103 - 500 103 1/с і частоти імпульсів 3 - ЗОкГц Сировина рециркулює при зачиненому вентилі 6 до повного зброджування Така обробка здійснюється безперервно протягом 38 - 40 годин Протягом цього часу відбувається повне зброджування вуглеводів та низькомолекулярних декстринів, які знаходяться в суслі По закінченню обробки вентиль 5 перекривають та відчиняють вентиль 6 - на ректифікацію Спосіб, що заявляємо, пояснюється прикладами зброджування сусла з сировини, що містить крохмаль Приклад 1 У підготовлене сусло, що містить крохмаль, вводять дріжджи та перемішують його при температурі 28 - 29°С Отримана суміш поступає в роторно-імпульсний апарат, в якому в процесі обробки суміші створюються швидкості зсуву потоку 40 103 1/с і частота імпульсів 2кГц При даному способі процес бродіння триває 48 годин Технологічні показники зрілої бражки зазначені в таблиці 1 Таблиця 1 Кіл-ть дріжд кліток млн/мл Кіл-ть СО2, г, що виділилась 181 12,4 Рн зрілої етанол, бражки об% 4,17 8,42 В розглянутому способі приготування бражки встановлені значення швидкості зсуву потоку і частоти імпульсів призводять до скорочення тривалості процесу бродіння до 48 годин, хоча вміст етанолу не збільшився в порівнянні з прототипом Приклад 2 Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1, загальні 0,542 Вміст у зрілій бражці Вуглеводи, % нерозчиненого дріжджові клітки розчинені крохмалю млн/мл 0,391 0,136 137 тільки роторно-імпульсну рециркуляціину обробку здійснюють при локальній швидкості зсуву потоку 600 103 1/с і частоті імпульсів 40кГц При зазначеному впливі тривалість зброджування скорочується до 38 годин, а також поліпшуються технологічні показники в порівнянні з прикладом 1 Вони представлені в таблиці 2 Таблиця 2 Кіл-ть дріжд кліток млн/мл Кіл-ть СО2, Г, що виділилась 190 15,5 Рн зрілої етанол, бражки об% 4,15 10,42 Дані таблиці 2 свідчать про те, що збільшення локальної швидкості зсуву потоку і частоти імпульсів призводить до підвищення вмісту етанолу до 10,42об%, тобто на 25%, що сприяє зростанню виходу спирту з сировини за рахунок більш повного гідролізу низькомолекулярних декстринів під загальні 0,407 Вміст у зрілій бражці Вуглеводи, % нерозчиненого дріжджові клітки розчинені крохмалю млн/мл 0,294 0,102 139 дією на них звукових коливань та великих градієнтів швидкості Проте створити роторно-імпульсний вплив, що забезпечить швидкість зсуву потоку бражки 600 103 1/с і частоту імпульсів 40кГц технічно досить складно Приклад З 54118 Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1, за винятком того, що рециркуляційну обробку здійснюють при локальній швидкості зсуву потоку 50 3 10 1/с і частоті імпульсів ЗкГц При такому способі зброджування процес обробки закінчується через 40 годин, а технологічні показники зрілої бражки поліпшуються на 23% у порівнянні з прикладом 1 Таблиця З Кіл-ть дріжд кліток млн/мл Кіл-ть СО 2 , г, що виділилась 187 15,25 Рн зрілої бражки етанол, об% загальні 4,17 10,35 0,417 Як видно з табл 3 вміст етанолу в бражці практично дорівнює показнику прикладу 2 А КІЛЬКІСТЬ вуглекислого газу, що виділилась в процесі обробки, порівняно з прикладом зросла, що свідчить про те, що процес бродіння проходить більш штенсивно Приклад 4 Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1, за винятком того, що рециркуляційну обробку здійснюють при локальній швидкості зсуву потоку 500 103 1/с і частоті імпульсів ЗОкГц При такому спо Русло Вміст у зрілій бражці Вуглеводи, % нерозчиненого дріжджові клітки розчинені крохмалю млн/мл 0,302 0,105 138 собі зброджування процес обробки закінчується через 38 годин Технологічні показники зрілої бражки аналогічні прикладу 2 Аналіз одержаних даних за способом, що заявляється, показує, що при виборі певних значень локальної швидкості зсуву потоку і частоти імпульсів забезпечується суттєве зменшення тривалості процесу бродіння до 38 - 40 годин, підвищення МІЦНОСТІ зрілої бражки до 10,3 - 10,4об% та, як наслідок, збільшення виходу спирту з одиниці сировини, що містить крохмаль ДрІжджи Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24