Спосіб підготовки крохмалевмісної сировини до зброджування

Спосіб підготовки крохмалевмісної сировини до зброджування, що включає приготування замісу з попередньо подрібненої сировини, розчинення та оцукрювання крохмалю відповідно розріджуючими та оцукрюючими ферментними препаратами, який відрізняється тим, що  -амілазу і глюкоамілазу вносять одночасно в приготовлений заміс, який піддають більш тонкому подрібненню одночасно з розчиненням та оцукрюванням крохмалю в одну стадію в умовах турбулентного режиму на рівні 140000-280000 Re, причому подрібнення замісу, розчинення та оцукрювання крохмалю здійснюють при температурі 40-95°С протягом 1560 хв. Винахід відноситься до спиртової промисловості, а саме, до способів підготовки крохмалевмісної сировини до зброджування. Відомий спосіб підготовки сировини до зброджування ["Технология спирта" - Под редакцией В.Л., Яровенко, - М.: Колос, 1999. - 464 с.], згідно з яким зерно після подрібнення змішують з теплою водою, додають ферментний препарат α-амілазу і послідовно проводять гідроферментативне оброблення при температурі 65 - 70°С протягом 120 150хв. і при температурі 80 - 95°С – 30 - 40хв., після чого оцукрюють крохмаль при температурі 57 - 58°С. Даний спосіб підготовки крохмалевмісної сировини до зброджування передбачає використання молоткових дробарок, які дають можливість одержати помел з проходом крізь сито з діаметром отворів 1мм 80 - 85% [Л.А. Лихтенберг. Производство спирта из зерна. Оборудование // Пищевая промышленность. - 1997. - №11. - с. 78]. Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є спосіб, за яким підготовка крохмалевмісної сировини включає приготування замісу разом із розріджуючими ферментами, нагрів замісу в контактному нагрівачі, ферментативне оброблення клейстерізованого крохмалю розріджуючими ферментами. У способі передбачено фракційну подачу розріджуючих та оцукрюючих ферментних препаратів в зони їх найбільш ефективної дії на стадіях приготування замісу, оцукрювання та зброджування. При цьому подрібнена крохмалевмісна сировина змішується з водою при температурі початку клейстеризації крохмалю сировини 65 - 80°С з одночасним обробленням її розріджуючими ферментами. Розварювання сировини та розрідження крохмалю проводиться одночасно при температурі 78 - 90°С, а нагрів замісу до цієї температури здійснюється в контактному нагрівачі. Остаточне розчинення крохмалю здійснюється в оцукрювачі разом з оцукрюванням при температурі 58 - 60°С [Патент 35246 Україна, C12F1/08 Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини / Гулий І.С., Жолнер Т.Д., Шиян П.Л. та ін. (прототип)]. Причиною, що перешкоджає досягненню потрібного технічного результату, є недостатній ступінь подрібнення сировини, проведення процесів розчинення і оцукрювання крохмалю в декілька (19) UA (11) 55157 (13) C2 (21) 2002075656 (22) 09.07.2002 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Олійнічук Сергій Тимофійович, Левандовський Леонід Вікторович, Шевченко Василь Іванович, Міхненко Євгеній Олександрович, Михайльо Віктор Миколайович, Олійнічук Олексій Сергійович, Жолнер Іван Дмитрович, Сосницький Віталій Володимирович, Жихарєв Юрій Валентинович, Шиян Петро Леонідович, Лукіянчук Григорій Іванович, Нагребецький Анатолій Іванович (73) Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів, НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ІНТЕРМАШ" (56) SU A 876712, 30.01.1981 UA A 9556, 30.09.1996 3 55157 4 стадій в різних апаратах, висока металоємність кальний тиск. При цьому виникають кумулятивні технологічного обладнання та втрати зброджуваструмені і ударні хвилі, в результаті утворюється них речовин за рахунок деградації крохмалю, яка турбулентний режим на рівні 140000 - 280000Re, виникає при перепадах температур від 65 до 95°С. який сприяє додатковому більш тонкому подрібВнесення ферментних препаратів на чотири стадії ненню сировини, змішуванню компонентів середотехнологічного процесу потребує великої кількості вища і покращує контакт ферментів з субстратом дозуючих пристроїв, що ускладнює контроль тех(крохмалем). нологічного процесу. Заявлений спосіб здійснюють таким чином. В основу винаходу поставлено задачу вдоскоСировину, наприклад, зерно, подрібнюють з налення способу підготовки крохмалевмісної сиодержанням помелу з 40 - 60%-вим проходом крізь ровини до зброджування шляхом використання сито з діаметром отворів 1мм. Помел змішують з запропонованих технологічних прийомів і парамеводою температурою 50 - 85°С у співвідношенні 1 : трів процесу. 3. В приготовлений заміс вносять розчини фермеТехнічний результат від реалізації винаходу нтних препаратів α-амілази та глюкоамілази та полягає в досягненні високого ступеня подрібненвиконують подрібнення замісу, розчинення та оцуня крохмалевмісної сировини та в інтенсифікації крювання крохмалю в одну стадію в умовах турбупроцесів розчинення і оцукрювання крохмалю за лентного режиму на рівні 140000 - 280000Re. рахунок одночасного внесення ферментних преПереважно, подрібнення замісу, розчинення паратів α-амілази та глюкоамілази в один апарат і та оцукрювання крохмалю здійснюють при темпеоброблення замісу з використанням явища гідроратурі 40 - 95°С протягом 15 - 60 хвилин в апараті динамічної кавітації в умовах турбулентного ремехано-ферментативної обробки. жиму. Запропонований спосіб ілюструється приклаСпоживчі властивості, пов'язані з технічним дом. результатом - скорочення терміну підготовки кроПриклад хмалевмісної сировини до зброджування, зменВ апарат для механо-ферментативної обробки шення металоємності апаратури гідродинамічного вносять 3,5кг пшеничного помелу з 50%-вим прооброблення сировини, зменшення енерговитрат ходом крізь сито з діаметром отворів 1мм. Дода3 на подрібнення сировини. ють 10,5дм теплої води для отримання замісу з Досягається технічний результат тим, що в гідромодулем 1 : 3 і температурою 50°С. Вносять способі підготовки крохмалевмісної сировини до розчин ферментного препарату α-амілази із роззброджування, який включає приготування замісу рахунку 0,2 одиниці активності на 1г крохмалю та з попередньо подрібненої сировини, розчинення глюкоамілази із розрахунку 6 одиниць активності та оцукрювання крохмалю відповідно розріджуюна 1г крохмалю. Після цього здійснюють перемічими та оцукрюючими ферментними препаратами, шування замісу з частотою обертання перемішуюферментні препарати, наприклад, α-амілазу і глючого пристрою 3000об/хв. При цьому одночасно коамілазу, вносять одночасно в приготовлений відбувається більш тонке подрібнення сировини, заміс, який додатково піддають більш тонкому розчинення та оцукрювання крохмалю протягом подрібненню одночасно з розчиненням та оцукрю30хв. при температурі 56°С. ванням крохмалю в одну стадію в умовах турбулеОтримане сусло охолоджують до 26°С і подантного режиму на рівні 140000 - 280000Re. ють на зброджування. Переважно подрібнення замісу, розчинення та Технологічні показники заявленого способу в оцукрювання крохмалю здійснюють при темперапорівнянні зі способом-прототипом наведено в турі 40 - 95°С протягом 15 - 60 хвилин. таблиці. Запропоновані параметри процесу встановлеЗ даних таблиці видно, що сукупність технолоно експериментальним шляхом і є оптимальними. гічних прийомів та параметрів, що заявлені, підтЗапропоноване в способі більш тонке подрібверджують досягнення технічного результату і нювання сировини дає можливість знизити темпедають змогу зменшити витрати електроенергії на ратуру оброблення замісу і зменшити втрати попереднє подрібнення сировини за рахунок мензброджуваних вуглеводів. шого ступеня її подрібнення, підвищити ступінь Одночасне внесення розріджуючих та оцукподрібнення сировини на 11 - 14% після механорюючих ферментних препаратів в приготовлений ферментативного оброблення, значно скоротити заміс дозволяє здійснити процеси розчинення та термін підготовки крохмалевмісної сировини до оцукрювання крохмалю в одну стадію в одному зброджування, спростити систему введення ферапараті, що дає змогу спростити апаратурноментних препаратів в заміс за рахунок дозування технологічну схему підготовки крохмалевмісної їх в один прийом замість фракційного дозування (в сировини до зброджування. чотири прийоми), підвищити економічність способу В способі запропоновано використання явища підготовки крохмалевмісної сировини до зброджугідродинамічної кавітації - утворення каверн (пусвання за рахунок зменшення втрат зброджуваних тот, що заповнені рідиною і газом) в рідині при цукрів з нерозчиненим крохмалем та суттєвого переміщенні їх відносно обтічної перешкоди (відзниження металоємності технологічного обладбійники) або перешкоди (перемішуючий пристрій) нання. В цілому спрощується апаратурновідносно рідини. Каверни розкладаються на кавітехнологічна схема. таційні бульки, які при зхлопуванні створюють ло 5 55157 6 Таблиця Показники Спосіб-прототип Тривалість процесів приготування замісу, роз180 - 240 чинення крохмалю і його оцукрювання, хв. Температура приготування замісу і розчинення 65 - 80 крохмалю, °С Внесення розріджуючих та оцукрюючих ферфракційне (в чотири прийоментних препаратів ми) Ступінь подрібнення замісу, % проходу крізь 80 - 85 сито з діаметром отворів 1мм Ступінь подрібнення сировини після механоферментативної обробки замісу, % проходу крізь сито з діаметром отворів 1мм Вміст нерозчиненого крохмалю в зрілій бражці, % до прототипу (за результатами проведених дані відсутні досліджень) Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Заявлений спосіб 15 - 60 58 - 60 одночасно (в один прийом) 40 - 60 94 – 96 на 40 - 50 нижче Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601