Спосіб комплексної переробки меляси

1. Способ комплексной переработки мелассы, включающий фермен гативный гидролиз сакарозы инвертазой при концентрации сзхаров 20-30%, рН среды 4,5-5,2 и расходе инвертазы 3-Ю единиц активности на 1 г сахарозы в течение 8-20 ч, осаждение фруктозы гидроксидом кальция в виде фруктозата кальция при температуре 0-5°С, выделение и промывку фруктоззта кальция водой, насыщенной СаО, при температуре 1-5°С, выделение фруктозы в раствор сатурированием до рН 8,8-9,4, подкисление растаорз до рН 4,0-4,5, осветление и упаривание до концентрации сухих веществ 50-55%, обесцвечивание, фильтрование и упаривание до концентрации сухих веществ 88-93% и кристаллизацию фруктозы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что глюкозную фракцию емешиваю? с промывной водой после промывки фруктозата кальция для более полного использования углеводов и минеральных веществ мелассы и смесь направляют для выращивания дрожжей и производства этилового спирта. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что питательную среду, разбавленную промывной водой до концентрации сбраживаемых Сахаров 10-15%, что обеспечивает использований Сахаров и минеральных веществ промывной воды, подкисляют до рН 4,0-5,2 для обеспечения оптимальных условий размножения дрожжей, добавляют азоти фосфорсодержащее питание з количестве 40-70% откормативногр, рассчитанного при переработке в спирт мелассы, так как несахара мелассы при ее комплексной переработке по предлагаемому способу уходят в основном в глюкозную фракцию, в которой их относительно глюкозы значительно (в 1,81,9 раза) больше, чем в исходной мелассе относительно сахарозы, задают засевные дрожжи, проводят дрожжегенерирование при температуре 28-30°С в аэробных условиях в течение 5-8 ч, после чего эту среду сбраживают в анаэробных услоаиях в течение 15-20 ч, биомассу дрожжей выделяют из зрелой бражки и используют в качестве хлебопекарных дрожжей или используют их как источник инвертазы, а из обездрожженной бражки выделяют спирт путем перегонки. Изобретение относится к пищевой промышленности, к сахарной ее отрасли, а именно к способам производства Сахаров, спирта УІ дрожжей из мелассы. 14656 Известен способ переработки мелассы ров и минеральных веществ промывной вос получением фруктозы и глюкозы, предусды, подкисляют до рН 4,0-5,2 для обеспечематривающий ферментативный гидролиз ния оптимальных условий размножения сахарозы, осаждение фруктозы гидроксидрожжей, добавляют азот- и фосфорсодердом кальция, промывку фруктозата кальция, 5 жащее питание в количестве 40-70% от норперевод фруктозы в растворимое состояние мативного, рассчитанного при переработке сатурированием, осветление раствора фрукв спирт мелассы, так как несахара меласссы тозы, выпаривание этого раствора и крипри ее комплексной переработке по предласталлизацию фруктозы. Глюкозную гаемому способу уходят в основном в глюФракцию используют для выделения глюко- 10 козную фракцию, в которой их относительно зы в виде сиропа. глюкозы значительно (в 1,8-1,9 раза) больше, чем в исходной мелассе относительно сахаНедостатком известного способа являрозы, задают засевные дрожжи, проводят ется неполное использование веществ медрожжегенерирование при температуре 28лассы, так как глюкозная фракция, содержащая сбраживаемые сахара, мине- 15 30°С в аэробных условиях в течение 5-8 ч, после чего эту среду сбраживают в анаэробральные вещества и стимуляторы роста ных условиях в течение 15-20 ч, дрожжи выдрожжей, по известному способу не испольделяют из зрелой бражки и используют в зуется полностью (минеральные вещества и качестве хлебопекарных или как источник стимуляторы роста) или используется только частично. 20 инвертазы, а из обездрожженной бражки выделяют спирт путем перегонки. В основу изобретения поставлена задача - создание способа комплексной перераПромывка осадка фруктозата кальция ботки мелассы, в котором после водой, насыщенной СаО, при температуре ферментативного гидролиза сахарозы ме1-5°С позволяет уменьшить растворимость лассы и выделения фруктозы, глюкозную 25 фруктозата кальция, а следовательно, увелифракцию используют в качестве основного чить выход фруктозы. компонента питательной среды для выращиСатурирование суспензии фруктозата вания дрожжей и производства этилового кальция до рН 8,8-9,4 позволяет избежать спирта. образования углекальциевого фруктозата, Технический результат - получение из 30 который повышает вязкость раствора и спо•мелассы фруктозы, этилового спирта и собствует образованию пены, что вызывает дрожжей. потери раствора фруктозы. Поставленная задача решается тем, что Раствор фруктозы перед упариванием в (Предложенном способе комплексной пеподкисляют до рН не более 4,5 во избежание реработки мелассы, включающем фермента- 35 щелочного разложения фруктозы, что может тивный гидролиз сахарозы инвертазой при вызвать уменьшение выхода фруктозы и концентрации Сахаров 20-30%, рН среды ухудшение ее качества вследствие образо4,5-5, и расходе инвертазы 3-10 ед, активнования окрашенных веществ и кислот. сти на 1 г сахарозы в течение 8-20 ч, осаждеУпаривание раствора фруктозы до соние фруктозы гидроксидом кальция в виде 40 держания сухих веществ 50-55% обеспечифруктозата кальция при температуре 0-5°С, вает наименьшее содержание гипса. выделение и промывку фруктозата кальция В промывных водах после промывки водой, насыщенной СаО, при температуре фруктозата кальция содержатся остаточные 1-5°С, выделение фруктозы в раствор сатусахара - глюкоза и фруктоза и поэтому их рированием до рН 8,8-9,4, подкисление рас- 45 целесообразно использовать путем смешитвора до рН 4,0-4,5, осветление и вания с глюкозной фракцией для приготовупаривание до концентрации сухих веществ ления питательной среды в производстве 50-55%, обесцвечивание, фильтрование и дрожжей и этилового спирта. Это приведет •упаривание до концентрации сухих веществ к увеличению выхода дрожжей и спирта. 88-93% и кристаллизацию фруктозы, соглас- 50 Кроме того, в промывной воде содержатся но изобретению, глюкозную фракцию после растворимые азот- и фосфорсодержащие соудаления СаСОз смешивают с промывной единения, усвояемые дрожжами. Поэтому водой после промывки фруктозата кальция их применение для приготовления питательдля более полного использования углеводов ной среды позволит на 30-60% уменьшить и минеральных веществ мелассы и смесь 55 расход азот- и фосфорсодержащих солей. направляют для выращивания дрожжей и Способ осуществляют следующим обрапроизводства этилового спирта. Питательзом. ную среду, разбавленную промывной водой Мелассу разбавляют водой до концентдо концентрации сбраживаемых Сахаров 10рации Сахаров 20-30%, подкисляют до рН 15%, что обеспечивает использование Саха4,5-5,2, добавляют инвертазу в количестве 14656 3-10 единиц активности на 1 г сахарозы и выдерживают при температуре 40-55°С до полного гидролиза сахарозы в течение 8-20 ч, раствор охлаждают до температуры 0-5°С и добавляют известковую пасту в количестве 5 20-25% СаО к массе исходной мелассы. Образовавшийся фруктозат кальция выделяют и промывают осадок водой, насыщенной СаО, при температуре 1-5°С. Осадок разбавляют колодной водой в соотношении 1:1 и 10 сатурируют до рН 8,8-9,4. Фруктозу выделяют из смеси фильтрованием или центрифугированием. Раствор фруктозы подкисляют до рН 4,0-4,5, осветляют, фильтруют и упаривают до концентрации сухих веществ 50- 15 55%, обесцвечивают, фильтруют и уваривают до концентрации сухих веществ 88-93%, фруктозу кристаллизуют и центрифугируют. Образовавшуюся после выделения фруктозата кальция глюкозную 20 фракцию после удаления из нее СаСОз, согласно изобретению, смешивают с промывными водами после промывки фруктозата кальция и используют в качестве основного компонента питательной среды для выращи- 25 вания дрожжей и производства этилового спирта. Для этого питательную среду разбавляют промывной водой до концентрации сбраживаемых Сахаров 10-15% и подкисляют до рН 4,0-5,2, добавляют азот- и фосфор- 30 содержащее питание (карбамид и ортофосфорную кислоту) для дрожжей в количзстве 40-70% от нормативного, рассчитанного при переработке в спирт мелассы, задают пасенные дрожжи и проводят дрож- 35 жегенерирование при температуре 28-30°С в аэробных условиях в течение 5-8 ч в непре'-" рывном потоке, сбраживают полученную среду в анаэробных условиях в течение 1520 ч, биомассу дрожжей выделяют из зрелой 40 бражки. Дрожжи используют в качестве хлебопекарных или для выделения инвертазы, э из обеэдрожженной бражки выделяют спирт путем перегонки. П р и м е р » . Раствор мелассы с концен- 45 трацией сакзров 20% в количестве 1 п подкисляют серной кислотой до рН 4,5, добавляют інвертазу в количестве 3 единицы активности на 1 г сахарозы и выдерживают при температуре 40°С до полного 50 гидролиза сахарозы в течение 20 ч, раствор охлаждают до температуры 0°С и добавляют СаО в виде известковой пасты - 120 г. Образование фруктоззта кальция происходит в течение 1 ч при температуре 0-5°С 55 и при непрерывном перемешивании среды, Суспензию фильтруют и получают 556 г осадка фруктоэатэ кальция. Осадок промывают водой, насыщенной СаО, при температуре 1 °С дяя повышения до брокачественности и выхода фруктозы. Количество промывной воды ~ 1300 мл. Осадок суспендируют в 0,55 л охлажденной воды и сатурируют до рН 9,4, что уменьшает эязкость раствора, препятствует образованию пены и сводит к минимуму потери фруктозы. Разделяют фильтрованием раствор фруктозы и углекислый кальций. Раствор фруктозы осветляют активным углем и подкисляют серной кислотой до рН не более 4,5 во избежание щелочного разложения фруктозы. Осадок сернокислого кальция вместе с отработанным активным углем удаляют фильтрованием. Раствор фруктозы упаривают до содержания сухих веществ 50%, обесцвечивают активным углем в количестве 6 г, фильтруют, уваривают до содержания сухих веществ 88%, фруктозу кристаллизуют и центрифугируют. Глюкозную фракцию в количестве 690 г после удаления СаСОз фильтрованием смешивают с промывными водами, образующимися при промывке фруктозата кальция, до содержания сбраживаемых Сахаров 10%, подкисляют серной кислотой до рН 4,5, добавляют 0,16 г ортофосфорной кислоты и 0,15 г карбамида (40% от нормативного расхода). Уменьшение расхода минерального питания возможно вследствие того, что в промывных водах содержится значительное количество минеральных солей. Кроме того, несахара мелассы переходят в основном в глюкозную фракцию, в которой их содержание относительно глюкозы значительно больше (а і ,81,9 раза), чем в исходной мелассе относительно сахарозы. В питательную среду добавляют засевные дрожжи, проводят дрожжегенерирование при температуре 2830°С в аэробных условиях до накопления биомассы дрожжей 15 г/л и сбраживают полученную среду в анаэробных условиях в течение 15 ч. В зрелой бражке образовалось спирта 6,68% и накопилось 24 г/л биомассы дрожжей. Спирта образовалось 100,45% по отношению к нормативному. Следовательно, в условиях, приведенных в примере 1, состав среды обеспечил нормальные условия сбраживания и накопления дрожжей при значительно уменьшенном расходе минерального питания (40% от нормативного). П р и м е р 2. Раствор мелассы с содержанием 30% Сахаров в количестве 1 л подкисляют серной кислотой до рН 5,2, добавляют инвертазу в количестве 10 единиц активности на 1 г сахарозы и выдерживают при температуре 55°С до полного гидролиза сахарозы в течение 8 ч, раствор охлаждают до температуры 5°С и добавляют известковую пасту - 225 г. Выдерживают смесь в течение 1 ч при температуре 0-5°С 14656 при непрерывном перемешивании среды ем углекислый кальций из раствора фруктодля образования фруктозата кальция, Сусзы, Раствор фруктозы подкисляют серной пензию фильтруют и получают 836 г осадка кислотой до рН не более 4,5 Осадок сернофрукточата кальция Осадок промывают вокислого кальция отделяют фильтрованием, дой, насыщенной СаО при температуре 5°С. 5 фруктозный раствор обесцвечивают активКоличество промывной воды - 1840 мл Осаным углем и фильтруют. Раствор фруктозы док суспендируют в 0,9 л охлажденной воды упаривают до содержания сухих веществ и сатурируют до рН не выше 9.4. Фильтро55%, обесцвечивают активным углем в коливанием отделяют углекислый кальций из честве 7 г, фильтруют, уваривают до содерраствора фруктозы. Раствор фруктозы под- 10 жания сухих веществ 9 1 % , фруктозу кисляют серной кислотой до рН не более 4,5. кристаллизуют и центрифугируют. ГлюкозОсадок сернокислого кальция отделяют ную фракцию в количестве 1160 мл после фильтрованием, фруктозный раствор обесудаления СаСОз смешиваи?т с промывными цвечивают активным углем и фильтруют. водами, образующимися при промывке Раствор фруктозы упаривают до содержа- 15 фруктозата кальция, до содержания сбражиния сухих веществ 55%, обесцвечивают акваемых Сахаров 15%, подкисляют соляной тивным углем в количестве 8 г, фильтруют, кислотой до рН 5,0, добавляют 0,12 г ортоуваривают до содержания сухих веществ фосфорной кислоты и 0,11 г карбамида (рас93%, фруктозу кристаллизуют и центрифугиход минерального питания для дрожжей руют Глюкозную фракцию в количестве 550 20 составил 30% от нормативного). В питательг после удаления СаСОзфильтрованием сменую среду добавляют ззсевные дрожжи, шивают с промывными водами, образующипроводят дрожжегенерирование при темпемися при промывке фруктозата кальция, до ратуре 28-30°С в аэробных условиях до насодержания сбраживаемых Сахаров 15%, копления биомассы дрожжей 14 г/л и подкисляют соляной кислотой до рН 5,2, 25 сбраживают полученную среду в анаэробдобавляют 0,28 г ортофосфорной кислоты ных условиях в течение 20 ч. В зрелой бражи 0,27 г карбамида (70% от нормативного ке образовалось спирта 9,18% (92% от расхода). В питательную среду добавляют нормативного) и накопилось 18 г/л биомасззсевные дрожжи, проводят дрожжегенерисы дрожжей. Следовательно, при расходе рование при температуре 28-30°С в аэроб- 30 азот- и фосфорсодержащегоЪитанйга в колиных условиях до накопления биомассы честве 30% от нормативного не~оНеспечивадрожжей 25 г/л и сбраживают полученную ется получение нормативного выхода среду в анаэробных условиях в течение 20 ч. спирта и получают низкий выход дрожжей в В зрелой бражке образовалось спирта 10,11 зрелой бражке вследствие недостатка минеоб.% и накопилось 35 г/л биомассы дрож- 35 рального питания для дрожжей. жей. Спирта образовалось 101,3% по отноП р и м е р 4. Раствор мелассы с содершению к нормативному. Следовательно, в жанием 30% Сахаров в количестве 1 л подусловиях опыта N; 2 состав среды позволил кисляют серной кислотой до рН 5,0, обеспечить нормальные условия сбраживадобавляют инвертазу в количестве 10 единия и накопления дрожжей при значитесь- 40 ниц активности на 1 г сахарозы и выдержином уменьшении расхода минерального вают при температуре 50°С до полного питания (70% от нормативного). гидролиза сахарозы в течение 15 ч, раствор охлаждают до температуры 2°С и добавляют П р и м е р з . Раствор мелассы с содеризвестковую пасту - 225 г. Выдерживают жанием 30% Сахаров в количестве 1 л подкисляют серной кислотой до рН 5,0, 45 смесь в течение 1 часа при температуре О 3°С при перемешивании среды для образодобавляют инвертаэу в количестве 10 едивания фруктозата кальций1. Суспензию ниц активности на 1 г сахарозы и выдержифильтруют и получают 845 г осадка фруктовают при температуре 50°С до полного зата кальция. Осадок промывают водой, нагидролиза сахарозы в течение 11 ч, раствор охлаждают до температуры 3°С и добавляют 50 сыщенной СаО, при температуре 1°С. Количество промывной воды - 1850 мл. Осаизвестковую пасту - 225 г. Выдерживают док суспендируют в 0,9 л охлажденной воды смесь в течение 1 ч при температуре 0-5°С и сатурируют при рН не выше 9,3. Из раствопри перемешивании среды для образования ра фруктозы отделяют фильтрованием углефруктозата кальция, Суспензию фильтруют и получают 840 г осадка фруктозата кальция. 55 кислый кальций. Раствор фруктозы подкисляют серной кислотой до рН не более Осадок промывают водой, насыщенной 4,5. Осадок сернокислого кальция отделяют СаО, при температуре 3°С. Количество профильтрованием. Фруктозный раствор обесмывной воды - 1900 мл. Осадок суспендируцвечивают активным углем и фильтруют. ют в 0,9 л охлажденной воды и сатурируют Раствор фруктозы упаривают до содержадо рН не выше 9,4. Отделяют фильтровани 14656 ния CVXHX веществ 55%, обесцвечивают активным углем в количестве 8 г, фильтруют, уваривают до содержания сухих веществ 92 %, фруктозу кристаллизуют и центрифугируют. Глюкозную фракцию в количестве 550 5 г после удаления СаСОз смешивают с промывными водами, образующимися при промывке фруктозатз кальция, до содержания сбраживаемых Сахаров 15%, подкисляют серной кислотой до рН 5,1, добавляют 0,4 г 10 ортофосфорной кислоты и 0,38 г карбамида (100% по сравнению с нормативным, предусмотренным при переработке в спирт и дрожжи мелассы). В питательную среду добавляют эасевные дрожжи» проводят дрож- 15 Упорядник Замовлення 4142 10 жегенерироаание при температуре 28-30°С в аэробных условиях до накопления биомассы дрожжей 15 г/л в течение 8 ч и сбраживают полученную среду в течение 20 ч. В зрелой бражке накопилось 9,8% спирта (98% от нормативного) и 35 г/л биомассы дрожжей. В рассматриваемом примере в зрелой бражке накопилось наибольшее количество дрожжей, за счет чего выход спирта был на 2% ниже нормативного. Следовательно, перерасход азот- и фосфорсодержащего питаний приводит не только к дополнительным экономическим затратам, а и к уменьшению выхода спирта, что нецелесообразно. Техред М.Моргентал Коректор Л, Фїль Тираж Підписне Державне патентно відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл,, 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101