Спосіб виробництва спиртової бражки з крохмалевмісної сировини

Реферат: Спосіб виробництва спиртової бражки з крохмалевмісної сировини включає приготування замісу шляхом змішування подрібненого зерна з водою, фільтратом післяспиртової барди та розріджуючим ферментом, нагрів замісу, отримання розрідженого сусла, ферментативну обробку сусла, приготування виробничих дріжджів та бродіння. При приготуванні замісу використовують фільтрат післяспиртової барди в кількості 41-100 % від загальної потреби у воді, підлужнюють фільтрат барди до рН 5,0-7,0, додають ферментний препарат 3 целюлолітичної дії у кількості 10-20 см на 1 м барди та здійснюють гідроліз некрохмальних полісахаридів зерна протягом 4…10 год. за температури 40-60 °C. UA 103577 U (12) UA 103577 U UA 103577 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до спиртової промисловості і може бути використана при виробництві спиртових бражок з крохмалевмісної сировини. Відомий спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини [Технологія спирту. В.О. Маринченко, В.А. Домарецький, П.Л. Шиян, В.М. Швець, П.С. Циганков, І.Д. Жолнер. / Під ред. проф. В.О. Маринченка. - Вінниця: Поділля-2000, 2003. - с. 105-115, 143-148, 159-169]. Цей спосіб включає такі стадії: приготування зернового замісу шляхом змішування подрібненого зерна з водою та розріджуючим ферментом, водно-теплову обробку замісу, ферментативний гідроліз клейстеризованого крохмалю до зброджуваних цукрів, приготування виробничих дріжджів та бродіння. Недоліком вказаного способу є значна витрата технологічної води на приготування замісу від 2,5 до 3,0 л на 1 кг зернового помелу. Це не тільки збільшує собівартість кінцевої продукції за рахунок витрат на воду, а також призводить до утворення великої кількості післяспиртової барди 13 л на 1 л спирту, утилізація якої потребує додаткових фінансових витрат. Відомий спосіб отримання спиртових бражок [Шиян П.Л., Сосницький В.В., Олійнічук С.Т. Інноваційні технології спиртової промисловості. Теорія і практика: Монографія. - К.: Видавничий дім "Асканія", 2009. - с. 25-26], який передбачає часткову заміну технологічної води фільтратом барди на стадії приготування замісу. Цей спосіб дозволяє зменшити споживання технологічної води та витрати на неї, скоротити вихід післяспиртової барди та витрати на її подальшу переробку. В той же час часткова заміна води на фільтрат барди призводить до збільшення в спиртовій бражці нерозчиненого крохмалю, незброджених цукрів та некрохмальних полісахаридів, які знаходяться у фільтраті барди. Чим більша кількість фільтрату барди відносно води, тим більша концентрація вищезгаданих компонентів у спиртовій бражці, що негативно впливає на її технологічні показники. За прототип вибрано Спосіб виробництва спиртових бражок з крохмалевмісної сировини [патент України на корисну модель № 67537 МПК (2012.01) С12F 3/00, Бюл. № 4, 2012 p.], який передбачає часткову (24-40) % заміну води на фільтрат барди. Збільшення кількості фільтрату барди відносно води при приготуванні замісу спонукає зниження кислотності сусла та інактивацію гідролітичних ферментів, що, в свою чергу, призводить до збільшення в спиртовій бражці незброджених цукрів, а також некрохмальних полісахаридів та негативно впливає на технологічні показники спиртової бражки, а також сприяє підвищенню в бражці летких органічних сполук, які переходять частково в товарний спирт, погіршуючи його якість. Крім того, з бардою втрачаються незброджені цукри та некрохмальні полісахариди, які є потенційним джерелом біосинтезу додаткової кількості товарного спирту. Вказані недоліки обмежують впровадження у виробництво способу, який вибрано за прототип. В основу технічного рішення, що заявляється, поставлена задача створення ресурсозберігаючого способу виробництва спиртової бражки з крохмалевмісної сировини шляхом заміни технологічної води на фільтрат післяспиртової барди при забезпеченні нормативних показників спиртової бражки. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання спиртової бражки з крохмалевмісної сировини, який включає змішування подрібненого зерна з водою, фільтратом післяспиртової барди та приготування замісу разом із розріджуючим ферментом, нагрів замісу, отримання розрідженого сусла, ферментативну обробку декстринізованого крохмалю, приготування виробничих дріжджів та бродіння, згідно з корисною моделлю, при приготуванні зернового замісу відбувається заміна технологічної води на фільтрат післяспиртової барди в кількості від 41 до 100 %, при цьому фільтрат барди підлужнюють гідроксидом натрію або кальцію, або амонію до рН 5,0-7,0, охолоджуютьдо 40-60 °C, додають ферментний препарат 3 3 целюлолітичної дії в кількості 10-20 см на 1 м барди і здійснюють гідроліз некрохмальних полісахаридів зерна впродовж 2-10 год. Для вилучення летких органічних сполук, які знаходяться у фільтраті барди і в подальшому частково переходять в товарний спирт, фільтрат барди аерують повітрям із розрахунку 3-5 3 3 м /м год. Технічний результат, якого досягають при здійснені корисної моделі, є зменшення матеріалоємності виробництва шляхом заміни технологічної води на фільтрат післяспиртової барди в кількості від 41 до 100 %, збільшення питомого виходу товарної продукції з одиниці сировини, за рахунок додаткового біосинтезу спирту з незброджених цукрів та некрохмальних полісахаридів, які втрачаються із бардою, підвищення рентабельності виробництва за рахунок витрат, пов'язаних з утилізацією післяспиртової барди. 1 UA 103577 U 5 10 15 20 25 30 Спосіб, що заявляється, дасть можливість зменшити собівартість вітчизняного спирту і підвищити його конкурентоспроможність, як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягнути, існує причинно-наслідковий зв'язок. У способі передбачено заміна технологічної води на фільтрат післяспиртової барди в кількості від 41 до 100 % з попереднім її підлуженням до рН 5,0-7,0, що збереже ефективність дії розріджуючих ферментів, активність яких різко знижується при рН нижче 5,0; повернення фільтрату барди, в якому знаходяться залишки незброджених цукрів, в технологічний цикл сприяє їх більш повному зброджуванню, а додавання целюлолітичних ферментів до фільтрату барди каталізує гідроліз некрохмальних полісахаридів до зброджуваних вуглеводів і підвищує питомий вихід спирту; аерація фільтрату барди дозволяє звільнити його від летких органічних сполук, які негативно впливають на якість товарного спирту. На кресленні наведено схему "Апаратурно-технологічна схема підготовки післяспиртової барди до комплексного використання", яка пояснює заявлений спосіб. До схеми входять: збірник-змішувач нативної барди - 1; дозатор розчину лугу - 2; насос - 3; апарат для аерації барди - 4; дозатор ферменту целюлолітичної дії - 5; насос - 6; декантер - 7; охолоджувач фільтрату барди - 8; бражна колона - 9. Далі корисна модель ілюструється такими прикладами конкретної реалізації способу. Приклад 1. Нативна барда після бражної колони 9 подається в спіральний теплообмінник 8, де частково охолоджується підготовленим фільтратом барди, що надходить з декантера 7. Після теплообмінника барда подається в збірник-змішувач 1, в який одночасно дозатором 2 подається гідроксид натрію або кальцію, або амонію до рН 5,0-7,0. Суміш ретельно перемішується і насосом 3 подається в апарат 4, в який одночасно дозатором 5 подається 3 3 ферментний препарат целюлолітичної дії в кількості 15 см на 1 м барди для гідролізу некрохмальних полісахаридів зерна і впродовж 6 годин здійснюється аерація з витратами 3 3 повітря в кількості 4 м /м год. для видалення летких речовин, що містяться в барді. Після гідролізу некрохмальних полісахаридів та видалення летких речовин барда насосом подається в декантер, де виділяється тверда фаза барди, а отриманий фільтрат повністю використовується на приготування замісу. Технологічні показники дозрілої бражки, отриманої за заявленим способом, які підтверджують досягнення технічного результату і переваги в порівнянні зі способомпрототипом, наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Показники бражки рН зрілої бражки Концентрація спирту, % об. 3 Незброджені вуглеводи, г/100 см Вихід спирту, дал/т сировини Вміст домішок в дистиляті, мг/л б.с 3 Вміст гліцерину, г/100 см 35 40 Прототип 4,4 13,85 0,46 40,7 353 1,07 Заявлений спосіб 4,9 14,20 0,26 41,8 354 0,61 Приклад 2. Вплив підлуження барди на показники зрілої бражки. Для приготування замісу використовували наважку помелу кукурудзи з точністю до 0,01 г в кількості 85,0 г, яку розводили водою, непідлуженим і підлуженим фільтратом барди. В приготовлений заміс вносили αамілазу, витримували за температури 85-87 °C впродовж трьох годин, охолоджували до температури 30 °C, вносили глюкоамілазу, антисептик, альфалазу та дріжджі і зброджували в термостаті за температури 30 °C. Показники дозрілих бражок наведені в таблиці 2. 2 UA 103577 U Таблиця 2 Показники бражки на воді рН Вміст спирту, % об. 3 Загальні незброджені вуглеводи, г/100 см Вихід спирту, дал/т сировини Вміст домішок в дистиляті, мг/л б.с 3 Вміст гліцерину, г/100 см 5 4,1 13,45 0,55 39,5 375,9 1,31 Заміс приготовлений на непідлуженому на підлуженому фільтраті барди фільтраті барди 4,3 4,6 13,60 13,85 0,43 0,19 40,0 40,7 370,1 385,8 0,89 0,90 Приклад 3. Вплив целюлолітичних ферментів на гідроліз некрохмальних полімерів зерна. Спосіб здійснювали так, як описано у прикладі 2, за винятком того, що барду, підлужену до рН 3 3 5,5, обробляли целюлолітичних ферментом у кількості 15 см на 1 м барди впродовж шести годин за температури 30 °C. Показники дозрілої бражки наведено в таблиці 3. Таблиця 3 Показники бражки рН зрілої бражки Концентрація спирту, % об. 3 Незброджені вуглеводи, г/100 см Вихід спирту, дал/т сировини Концентрація домішок в дистиляті, мг/л б.с. 3 Концентрація гліцерину, г/100 см 10 Прототип 4,4 13,8 0,46 40,7 375,6 0,97 Заявлений спосіб 4,9 14,2 0,26 41,6 380,8 0,61 Наведені у таблицях 1-3 дані заявленого способу у порівнянні з прототипом підтверджують досягнення технічного результату. Спосіб може бути реалізований на типовому обладнанні і не потребує значних додаткових капіталовкладень. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Спосіб виробництва спиртової бражки з крохмалевмісної сировини, що включає приготування замісу шляхом змішування подрібненого зерна з водою, фільтратом післяспиртової барди та розріджуючим ферментом, нагрів замісу, отримання розрідженого сусла, ферментативну обробку сусла, приготування виробничих дріжджів та бродіння, який відрізняється тим, що при приготуванні замісу використовують фільтрат післяспиртової барди в кількості 41-100 % від загальної потреби у воді, підлужнюють фільтрат барди до рН 5,0-7,0, додають ферментний 3 препарат целюлолітичної дії у кількості 10-20 см на 1 м барди та здійснюють гідроліз некрохмальних полісахаридів зерна протягом 4…10 год. за температури 40-60 °C. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фільтрат барди піддають аерації повітрям у 3 3 кількості 3-5 м /м год. 3 UA 103577 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4