Енергозберігаючий спосіб виробництва спиртової бражки

Енергозберігаючий спосіб виробництва спиртової бражки, що включає змішування подрібненої U 1 3 21123 4 Недоліком цього способу є необхідність в грікрохмалю і, як наслідок, зменшується вихід спирту. ючій парі підвищеного тиску, велика енергоємСпільним з технічним рішенням, що заявляність, великі витрати охолоджуючої води для охоється є такі суттєві ознаки найближчого аналога: лодження розвареної маси до температури змішування подрібненої сировини з водою та прибродіння та електроенергії для її перекачування. готування замісу разом із ферментами, нагрів заВідомий спосіб, спосіб одержання спиртових місу, ферментативна обробка крохмалю амілолібражок ["Технология спирта". Под ред. В.Л. Яротичними ферментами, охолодження та венко. - 2-е изд. - М.: Колос, 1996г., стр.104-105; зброджування сусла. 229-230; 253-254]. В основу технічного рішення, що заявляється, За цим способом подрібнена крохмалевмісна поставлена задача створення енергозберігаючого сировина поступає в змішувач, куди одночасно способу виробництва спиртових бражок шляхом подається гаряча вода та розріджуючий фермент. нової взаємодії технологічних операцій, послідовВ змішувачі підтримується температура 50ності їх виконання, сукупності технологічних пара55°С. Із змішувача заміс подається в контактну метрів процесу забезпечити зменшення втрат головку, де він швидко нагрівається до 65-70°С, зброджуваних речовин під час розварювання, скопісля чого прямує в апарат гідроферментативної рочення терміну бродіння, що дозволяє досягти обробки 1-го ступеню, де витримується на протязі зниження енерговитрат; підвищення виходу спирту 2,0...2,5 годин при постійному інтенсивному перез одиниці сировини. мішуванні механічною мішалкою та рециркуляційПоставлена задача вирішується тим, що у ним насосом. енергозберігаючому способі виробництва спиртоДля підтримання постійної температури в рувої бражки, що включає змішування подрібненої башку апарату гідроферментативної обробки посировини з водою та приготування замісу разом із дають додаткову кількість гріючої пари. Заміс із ферментами, нагрів замісу, термоферментативну апарату гідроферментативної обробки 1-го ступеобробку крохмалю, охолодження та зброджування ню безперервно поступає в апарат гідроферменсусла, згідно з технічним рішенням, що заявляєтьтативної обробки II-го ступеню, де підігрівається ся, тонкоподрібнене зерно попередньо змішують із до температури 80-90°С і розварюється при інтенводою в механічному гомогенізаторі, теплову та сивному перемішуванні на протязі 0,5-1,0 години, ферментативну обробку замісу починають у педалі заміс подається в другу контактну головку, де редрозварювачі - змішувачі при температурі замів залежності від якості сировини підігрівається до су 55-80°С протягом 15...60хв. із задаванням 105...130°С і через стерилізатор та регулюючий 50...100% розріджуючого ферменту. Декстринізаклапан видувається в паросепаратор, звідки пряцію крохмалю здійснюють в апараті термоферменмує до вакуум - оцукрювана. У вакуум - оцукрювачі тативної обробки при температурі 70...95°С протяпідтримується розрідження, яке забезпечує зменгом 1,5...4,0 годин, пастеризацію розрідженого шення температури замісу до 58...60°С. У вакуум сусла проводять в пастеризаторі протягом 1,0...2,0 оцукрювач додаються оцукрюючі ферменти, за годин при температурі 68...92°С та задаванні решрахунок чого розріджений крохмаль розщеплюєтьти до 50% розріджуючого ферменту, зброджуванся до зброджуваних спиртовими дріжджами цукрів. ня розрідженого сусла здійснюють в бродильному Недоліком цього способу є значні витрати теапараті в присутності гідролітичних ферментів при плової енергії та охолоджуючої води, витрати температурі 32...38°С. зброджуючих речовин за рахунок їх температурноТехнічний результат, який можна досягти при го руйнування та тривалий термін бродіння. здійсненні заявленого рішення є зменшення виЯк найближчий аналог, вибрано за найбільтрат енергоносіїв, запобігання інфікування сусла шою кількістю співпадаючих суттєви х ознак та досторонньою мікрофлорою, збільшення виходу сягнутим результатам, спосіб підготовки крохмаспирту з одиниці сировини. Спосіб, що заявляєтьлевмісної сировини до спиртового зброджування у ся, дасть змогу знизити собівартість спирту і підвиробництві спирту, який передбачає змішування вищити його конкурентоспроможність як на внутподрібненого зерна з водою та ферментами, порішньому, так і на зовнішньому ринках. стадійну декстринізацію та оцукрення крохмалю На Фігурі креслення (Фіг.) наведено технологіпри об'єднанні температурного та часового впливу чну схему, яка пояснює заявлений спосіб. на крохмаль із ступеневим введенням до замісу Для здійснення способу, що заявляється викоамілолітичних ферментних препаратів, вакуум ристовували типове обладнання, яке виробляєтьоцукрення декстринізованого крохмалю, охолося заводами продовольчого машинобудування. дження та зброджування сусла [Патент України Установка, наприклад, (зображена на Фіг.), може №23794. м. кл. С12С7/04, публ. 31.08.1998, бюл. мати таке обладнання: бункер очищеного зерна №4]. 1; дробарка - 2; механічний гомогенізатор - 3; пеЦей спосіб дозволяє збільшити вихід спирту з редрозварювач - змішувач - 4; гріюча контактна одиниці сировини за рахунок зменшення темпераголовка - 5; барботери - 6, 7; апарат термоферметурної деструкції крохмалю, але залишається донтативної обробки замісу - 8; пастеризатор - 9; сить енергоємним, наявність вакуум - оцукрювача охолоджувач сусла - 10; дріжджовий апарат -11; потребує додаткових енергетичних витрат та бродильний апарат - 12; насос - 13. сприяє інфікуванню сусла сторонню мікрофлорою. Практичне здійснення заявленого рішення в При змішуванні тонкоподрібненої зернової сипромислових умовах відповідно до формули корировини з водою у змішувачі утворюються грудки, сної моделі ілюструється наступними прикладами. погіршується контакт крохмальних зерен з водою Приклад 1. та ферментами, зменшується ступінь гідролізу Очищена від сміттєвих та зернових домішок 5 21123 6 пшениця із бункера 1 поступає на дробарку 2. ПоТемпература приготування замісу, термофердрібнене зерно та воду (яка поступає з охолоджументативної обробки, пастеризації, витрата фервача розвареного сусла 9) попередньо змішують в ментів, витрата гріючої пари та вихід спирту з тони механічному гомогенізаторі 3, після чого заміс поумовного крохмалю наведені в прикладі 1 таблиці. ступає в передрозварювач - змішувач 4. Кількість Приклад 2. пшениці, води і розріджуючого ферменту визначаДля одержання спиртової бражки взяли 1,8т ється із розрахунку на 1т умовного крохмалю сиподрібненої кукурудзи із вологістю 15% (із розраровини і відповідно становить: пшениці - 2,0т, води хунку на 1т умовного крохмалю), 3,5м 3 води. 3 Спосіб здійснюється так, як описано у прикладі - 4,0м , розріджуючого ферменту ( a - амілаза) 1, за винятком того, що гомогенізований заміс у 250мл (80% від всієї кількості). передрозварювачі - змішувачі 4 нагрівається до В механічному гомогенізаторі 3 здійснюється 85°С і задають 280мл розріджуючого ферменту попереднє змішування пшениці та води з руйну(90% від розрахункової кількості) з подальшим ванням грудок, за рахунок чого в передрозварювач нагрівом до 93°С в апараті термоферментативної - змішувач 4 поступає однорідна маса, що покраобробки. Пастеризація декстринізованого сусла щує контакт крохмальних зерен з водою та ферздійснюється при температурі 85°С. В пастеризаментами, інтенсифікує температурний вплив на тор задається 32мл (10% від загальної кількості) заміс, покращує декстринізацію крохмалю, збільрозріджуючого ферменту. шує вихід спирту з одиниці сировини. У передрозЗброджуваня охолодженого сусла здійснюють варювачі - змішувачі 4 відбувається перемішуванв бродильному апараті 12, в який задають 900мл ня гомогенізованого замісу із розріджуючим оцукрюючого ферменту (Приклад 2 таблиці). ферментом при температурі 70°С (яка може досяПриклад 3. гатися введенням в барботер гріючої пари) на Для одержання спиртової бражки взяли 2,2т протязі 30хв. При цьому відбувається ефективний некондиційної, з вологістю 30%, кукурудзи та 3,2м 3 контакт подрібненої пшениці із водою та ферменводи (із розрахунку на 1т умовного крохмалю). том, починається процес розрідження (декстриніСпосіб здійснюється так, як описано у прикладі зація) крохмалю. Розрідження крохмалю продов1, за винятком того, що гомогенізований заміс нажується в апараті термоферментативної обробки 7 грівають у передрозварювачі - змішувачі 4 до темпри температурі 85°С протягом 2,0 годин. Догріператури 75°С і задають 300мл розріджуючого вання замісу до вказаної температури здійснюєтьферменту (100% від розрахункової кількості). В ся в контактній голівці 5 або барботері 7. В пастеапараті термоферментативної обробки підтримуризатор 9 задається решта розріджуючого ється температура на рівні 90°С, а в пастеризаторі ферменту - 64мл (20% загальної кількості). В пас79-80°С. Зброджування розрідженого сусла відбутеризаторі 9 відбувається інактивація сторонньої вається в бродильному апараті при задаванні мікрофлори при температурі 75°С протягом 850мл оцукрюючого ферменту(Приклад 3 табли1,5год., подальша температурна деструкція клітці). ковини сировини та остаточне розрідження крохПриклад 4. малю. Все це сприяє більш ефективному бродінДля одержання спиртової бражки взяли 2,5т ню, скороченню його терміну та збільшенню жита та 5,0м 3 води (із розрахунку на 1т умовного виходу спирту. Розріджене сусло з пастеризатора крохмалю). 9 подається до охолоджувача сусла 10, де о холоСпосіб здійснюється так, як описано у прикладі джується до температури 32-36°С. 1, за винятком того, що температура гомогенізоваЧастина охолодженого сусла в кількості ного замісу в передрозварювачі - змішувачі 4 під10...20% разом із ферментами подається в дріжтримується на рівні 65°С при задаванні 300мл джовий апарат 11, в якому культивуються вироброзріджуючого ферменту (100% від розрахункової ничі дріжджі. Друга частина охолодженого сусла кількості). Пастеризація декстринізованого сусла в (80...90%) поступає в бродильний апарат 12, в пастеризаторі 9 здійснюється при температурі який задаються виробничі дріжджі з дріжджового 75°С. В бродильний апарат 12 задається 800мл апарату 11 та оцукрюючий ферментний препарат оцукрюючого та 100мл целюлолітичного ферменту (глюкоамілаза) в кількості 800мл. А зброджування (Приклад 4 таблиці). розрідженого та охолодженого сусла здійснюють в бродильному апараті при температурі 34°С. 7 21123 8 Таблиця Температура, °С Витрати ферментів, мл/т умовного крохмалю (%) АпаВитрата рат тергрію№ СиромоПередчої приПередрозвавина Зміфер- Пастерирозварю- Пастери- Бродиль- пари, кладу рювач - зміЗмішувач вач - змішувач мен- затор затор ний апарат кг/т шувач шувач замітативної су обробки РозріРозріПшениОцукрюю1. 70 85 75 92 джуючий джуючий чий 800 ця 250 (80%) 64 (20%) Кукур удза, РозріРозріОцукрюю2. 85 93 85 15% джуючий джуючий чий 900 106 волого280 (90%) 32(10%) сті Кукур уРозрідза, Оцукрююджуючий 3. 75 90 80 100 30% чий 850 300(100% волого) сті ОцукРозрірюючийджуючий 4. Жито 65 80 75 800 Целю- 84 300(100% лолітичний ) - 100 РозріПшениОцукрючий джуючий 5. 105 126 ця Про- 40 800 300 тотип (100%) Для порівняння в Таблиці наведені також дані за найближчим аналогом. Наведені у Таблиці Спосіб може бути реалізований на типовому обладнанні і не потребує значних капіталовкла Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко Вихід спирту, дал/т умовного крохма лю 65,9 67,1 67,5 65,5 64,0 дані підтверджують досягнення технічного результату. день. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601