Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини

Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини, що включає приготування замісу разом із розріджуючим ферментом, нагрів замісу в контактній головці, ферментативну обробку клейстеризованого крохмалю розріджуючим ферментом, оцукрення розрідженого крохмалю оцукрюючим ферментом, приготування виробничих дріжджів та бродіння, який відрізняється тим, що заміс разом із всією кількістю розріджуючого ферменту нагрівають до температури клейстеризацГі крохмалю сировини в теплообміннику апарату ферментативної обробки If-ro ступеню за рахунок теплоти замісу, який відходить із апарату ферментативнсї обробки 1-го ступеню, при цьому нагрів замісу до температури, яку підтримують в апараті ферментативної обробки 1-го ступеню здійснюють в контактній головці, яка встановлена на комунікації замісу між апаратами ферментативної обробки 1-го і ІІ-го ступеню; розварену сировину відводять із апарату ферментативної обробки ІІ-го ступеню через теплообмінний апарат, де охолоджують до 34...36вС; частину охолодженого сусла разом із 5-10% оцукрюючого ферменту подають в дріжджовий апарат, а другу частину • відводять в бродильний апарат, де змішують із оцукрюючим та комплексним розріджуючою оцукрюючим ферментом. Винахід належить до спиртової промисловості і може бути використаний при виробництві спиртових бражок із крохмалевмісної сировини (зерна та картоплі). Відомий спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини (Технология спирта и спиртопродуктов». Под ред. В.В.Ильинича. - М.: ВО"Агропромиздат" 1987г., стр 83-142). Цей спосіб включає такі стадії. 1. Змішування подрібненої крохмалевмісної сировини з водою; 2. Розварювання сировини; З.Оцукрення крохмалю до зброджуваних цукрів; 4.Приготування виробничих дріжджів; б.Бродїння. Недоліками вказаного способу є висока температура розварювання (140 - 150 " С на протязі 40 - 60 хвилин), що пов'язано з підвищеною енергоємністю виробництва, втратами зброджувальних речовин за рахунок їх температурного руйнування, утворенням метилового спирту та додатковими витратами енергоносіїв на стадії його вилучення із бражки. Відомий спосіб одержання спиртових бражок ("Технология спирта и спиртопродуктов". Под ред. В.В.Ильинича. -М..ВО "Агропромиздат", 1987г., стр. 103-105), який включає ті ж самі стадії, що і попередній спосіб, але передбачає прискорене розварювання крохмалевмісної сировини в діафрагмірованому трубчастому розварнику при температурі 165 -170 ° С на протязі 2-3-х хвилин. Недоліками цього способу є необхідність в гріючій парі підвищеного тиску, велика енергоємність, великі витрати охолоджуючої води для охолодження розвареної маси до температури бродіння та електроенергії для її перекачування. Як прототип, вибрано за найбільшою кількістю співпадаючих суттєвих ознак та досягнутим результатам спосіб одержання спиртових бражок ("Технология спирта". Под ред. В.Л.Яровенко.-2-е изд. -М : Колос, 1996г, стр.104105; 229-230; 253-254). За цим способом подрібнена крохмалевмісна сировина поступає в змішувач, куди одночасно подається гаряча вода та розріджуючий фермент. В змішувачі підтримується температура 5055*С. Із змішувача заміс подається в контактну головку, де він швидко нагрівається до 65 - 70*С, після чого прямує в апарат гідроферментативної обробки 1-го ступеню, де витримується на протязі CM in со ^ < = » Тираж 50 ею. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 УКРАЇНА (19) UA (1 1)35247 (із, С2 (51)7C12F3/OO МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ СПИРТОВИХ БРАЖОК ІЗ КРОХМАЛЕВМЇСНОІ СИРОВИНИ (21)99095023 (22)09 09 1999 (24) 16 06 2003 (46) 16 06 2003, Бюл № 6, 2003 р (72) Гулий Іван Степанович, Жихарєв Юрій Валентинович, Жолнер Іван Дмитрович, Сосницький Віталій Володимирович, Шиян Петро Леонідович, Артюхов Володимир Якович, Циганков Петро Семенович, Домарецький Віталій Афанасійович, Маринченко Віктор Опанасович, Королюк Костянтин Євгенович, Сікач Людмила Пилипівна, Сизько Валерій Борисович, Самойліченко Роман Вікторович, Олійнічук Сергій Тимофійович (73) Науково-виробниче підприємство "Інторнтехнік" (56) "Технология спирта и спиртопродуктов" под ред Ильинича В В , М , ВО "Агропромиздат", 1987 "Технология спирта" под ред Яровенка В Л , М , Колос, 2-е изд , 1996 (57) Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини, який передбачає приготування замісу разом із розріджуючим ферментом, нагрів замісу в контактній ГОЛІВЦІ, ферментативну обробку клейстеризованого крохмалю розріджуючим ферментом, оцукрення розрідженого крохмалю оцукрюючим ферментом приготування виробничих дріжджів та бродіння, який відрізняється тим, що заміс разом із всією КІЛЬКІСТЮ розріджуючого ферменту нагрівають до температури клейстеризаци крохмалю сировини в теплообміннику апарата ферментативної обробки ІІ-го ступеня за рахунок теплоти замісу, який відходить із апарата ферментативної обробки 1-го ступеня, при цьому нагрів замісу до температури, яку підтримують в апараті ферментативної обробки 1-го ступеня здійснюють в контактній ГОЛІВЦІ, яка встановлена на комунікації замісу між апаратами ферментативної обробки 1-го і ІІ-го ступеня, розварену сировину відводять із апарата ферментативної обробки ІІ-го ступеня через теплообмінний апарат, де охолоджують до 34 36°С, частину охолодженого сусла разом із 5-10% оцукрюючого ферменту подають в дріжджовий апарат, а другу частину - відводять в бродильний апарат, де змішують із оцукрюючим та комплексним розріджуючо-оцукрюючим ферментами Винахід належить до спиртової промисловості І може бути використаний при, виробництві спиртових бражок із крохмалевмюної сировини (зерна та картоплі) Відомий спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини ("Технология спирта и спиртопродуктов» Под ред В В Ильинича - М ВО "Агропромиздат" 1987г, стр 83-142) Цей спосіб включає такі стадії 1 Змішування подрібненої крохмалевмісної сировини з водою, 2 Розварювання сировини, 3 Оцукрення крохмалю до зброджуваних цукрів, 4 Приготування виробничих дріжджів, 5 Бродіння Недоліками вказаного способу є висока температура розварювання (140 - 150°С на протязі 40 - 60 хвилин), що пов'язано з підвищеною енергоємністю виробництва втратами зброджувальних речовин за рахунок їх температурного руйнування, утворенням метилового спирту та додатковими витратами енергоносіїв на стадії його вилучення із бражки Відомий спосіб одержання спиртових бражок ("Технология спирта и спиртопродуктов" Под ред В В Ильинича - М ВО "Агропромиздат, 1987г, стр 103-105), який включає ті ж самі стадії, що і попередній спосіб, але передбачає прискорене розварювання крохмалевмісної сировини в діафрагмірованому трубчастому розварнику при температурі 165 - 170°С на протязі 2 - 3-х хвилин Недоліками цього способу є необхідність в гріючий парі підвищеного тиску велика енергоємність, великі витрати охолоджуючої води для охолодження розвареної маси до температури бродіння та електроенергії для її перекачування ( Як прототип, вибрано за найбільшою КІЛЬКІСТЮ співпадаю них суттєвих ознак та досягнутим ре CM о CM Ю CO 35247 зультатам спосіб одержання спиртових бражок В основу винаходу поставлена задача удоско("Технология спирта" Под ред В Л Яровенко - 2налення способу одержання спиртових бражок із е изд - М Колос, 1996г, стр 104-105, 229-230, крохмалевмісної сировини шляхом зміни парамет253-254) рів технологічних операцій та зв'язків між ними, забезпечити зниження енерговитрат та охолоджуЗа цим способом подрібнена крохмалевмісна ючої води, підвищення виходу спирту з одиниці сировина поступає в змішувач, куди одночасно сировини за рахунок зменшення втрат зброджуваподається гаряча вода та розріджуючий фермент , них речовин під час розварювання та скорочення В змішувачі підтримується температура 50 терміну бродіння 55°С Із змішувача заміс подається в контактну головку, де він швидко нагрівається до 65 - 70°С, Поставлена задача вирішується тим, що у після чого прямує в апарат пдроферментативної способі одержання спиртових бражок із крохмалеобробки 1-го ступеню, де витримується на протязі вмісної сировини, який включає приготування за2,0 2,5 годин при постійному інтенсивному перемісу разом із розріджуючим ферментом, нагрів мішуванні механічною мішалкою та рециркуляційзамісу в контактній головці, ферментативну обробним насосом ку клейстеризованого крохмалю розріджуючим ферментом, оцукрення розрідженого крохмалю Для підтримання постійної температури в руоцукрюючим ферментом, приготування виробнибашку апарату пдроферментативної обробки почих дріжджів та бродіння, згідно з винаходом, задають додаткову КІЛЬКІСТЬ гріючої пари Заміс із міс разом із всією КІЛЬКІСТЮ розріджуючого фермеапарату пдроферментативної обробки 1-го ступенту нагрівають до температури клейстеризацм ню безперервно поступає в апарат пдроферменкрохмалю сировини в теплообміннику апарата тативної обробки 11-го ступеню, де підігрівається ферментативної обробки 11-го ступеню за рахунок до температури 80 - 90°С і розварюється при інтетеплоти замісу, який відходить із апарату ферменнсивному перемішуванні на протязі 0,5 - 1,0 годитативної обробки 1-го ступеню, нагрів замісу до ни, далі заміс подається в другу контактну головку, температури, яку підтримують в апараті ферменде в залежності від якості сировини підігрівається тативної обробки 1-го ступеню здійснюють в контадо 105 130°С і через стерилізатор та регулююктній головці, яка встановлена на комунікації замічий клапан видувається в паросепаратор, звідки су між апаратами ферментативної обробки 1-го і IIпрямує до вакуум-оцукрювача У вакуумго ступеню, розварену сировину (сусло) відводять оцукрювачі підтримується розрідження, яке забезіз апарату ферментативної обробки П-го ступеню печує зменшення температури замісу до 58 60°С через теплообмінний апарат, де охолоджують до У вакуум-оцукрювач додаються оцукрюючі ферме34 36°С, частину охолодженого сусла разом з 5 нти, за рахунок чого розріджений крохмаль розще10% оцукрюючого ферменту подають в дріжджоплюється до зброджувальних спиртовими дріжвий апарат, а другу частину - відводять в бродиджами цукрів льний апарат, де змішують із оцукрюючим та комОцукрена маса (сусло), яка виходить із вакуплексним розріджуючо-оцукрюючим ферментом ум-оцукрювача розподіляється на два потоки Технічний результат, якого можна досягти при Перший потік в КІЛЬКОСТІ 8 - 10% від оцукреної здійсненні винаходу є зменшення витрат гріючої маси з температурою 56 - 58°С прямує в дріжджопари та охолоджувальної води, скорочення витрат вий апарат для приготування виробничих дріжрозріджуючого ферменту, прискорення процесу джів, а другий - охолоджується в теплообмінному бродіння Спосіб, що заявляється, дасть можлиапараті і поступає на бродіння в бродильний апавість знизити собівартість вітчизняного спирту і рат підвищити його конкурентоспроможність на світоВ дріжджовий апарат додають азотне живленвому ринку ня Після ЧОГО температуру сусла підіймають до 75°С і пастеризують для запобігання розвитку моМіж сукупністю ознак винаходу і технічним релочно-та оцтовокислих бактерій, при цьому витразультатом, якого можна досягти існує такий причається додаткова КІЛЬКІСТЬ гріючої пари чинно-наслідковий зв'язок у способі вперше заміс разом із всією КІЛЬКІСТЮ розріджуючого ферменту Пастеризоване сусло охолоджують, додають нагрівають до температури клейстеризаци крохматочні спиртові дріжджі і зброджують на протязі малю сировини в теплообміннику апарату ферме1 8 - 2 4 годин, отримані виробничі дріжджі змішунтативної обробки 11-го ступеню за рахунок теплоють у бродильному апараті з суслом і залишають ти замісу, який відходить із апарату на бродіння при температурі 28 - 30°С Середній ферментативної обробки 1-го ступеню, це дозвотермін бродіння 72 години, після чого отримують ляє зменшити витрати свіжої гріючої пари на назрілу спиртову бражку грів замісу, скоротити КІЛЬКІСТЬ охолоджувальної Недоліком цього способу є значні витрати теводи на охолодження розвареної сировини до теплової енергії та охолоджуючої води, витрати мператури бродіння, крім того зменшення темпезброджуючих речовин за рахунок їх температурноратури розварювання в апараті ферментативної го руйнування та тривалий термін бродіння обробки 11-го ступеню по відношенню до апарату Спільними ІЗ винаходом, що заявляється, є таферментативної обробки 1-го ступеню уповільнює кі суттєві ознаки прототипу приготування замісу температурну інактивацію розріджуючого ферменразом із розріджуючим ферментом, нагрів замісу в ту під час розварювання і не вимагає додаткових контактній головці, ферментативна обробка клейсвитрат розріджуючого ферменту на компенсацію теризованого крохмалю розріджуючим ферментемпературного впливу на нього Нагрів замісу до том, оцукрення розрідженого крохмалю оцукрюютемператури розварювання в апараті ферментачим ферментом, приготування виробничих тивної обробки 1-го ступеню здійснюють в контактдріжджів та бродіння 35247 ній головці, яку встановлюють між апаратами фе10 апарату ферментативної обробки ІІ-го ступеню рментативної обробки 1-го і ІІ-го ступеню, швидкіс4, де він підігрівається до 68 73°С теплом замісу, ний нагрів замісу в ній дозволяє також зменшити який виходить із апарату ферментативної обробки температурну інактивацію розріджуючого фермен1-го ступеню 3 Це дозволяє скоротити витрати ту і скоротити його загальні витрати Розварену свіжої гріючої пари на нагрів замісу Із теплообмінсировину (сусло) повністю охолоджують в теплоника 10 заміс подають в контактну головку 2, де обмінному апараті до 34 36°С, частину його пойого миттєво нагрівають до 95 97°С, в результаті дають в дріжджовий апарат разом із 5 10% оцукчого зменшують негативний вплив високої темперюючого ферменту, це дозволяє зменшити ратури на ферментативну активність розріджуючоексплуатаційні та енергетичні витрати, пов'язані з го ферменту, В апараті ферментативної обробки Iобслуговуванням дріжджового апарату, скоротити го ступеню 3 заміс розварюють при перемішуванні термін приготування виробничих дріжджів на протязі 1,0 1,5 години при 90 92°С Із апарату ферментативної обробки 1-го ступеню заміс безДругу частину сусла відводять до бродильного перервно подають в апарат ферментативної обапарату, де змішують із всією КІЛЬКІСТЮ оцукрююробки ІІ-го ступеню 4, де він віддає частину свого чого ферменту та комплексним розрщжуючотепла замісу, який рухається в теплообміннику 10 і оцукрюючим ферментом, оцукрення розрідженого охолоджується до 70 75°С В апараті 4 на протязі крохмалю безпосередньо в бродильному апараті 0,5 1,0 години закінчують розварення сировини зменшує енергетичні та експлуатаційні витрати, та розрідження крохмалю, який із неї вилучається пов'язані з обслуговуванням оцукрювача і скороЗменшення температури розварення в апараті чує загальний термін приготування спиртових ферментативної обробки ІІ-го ступеню до 70 75°С бражок з 72 до 66 68 годин уповільнює температурну інактивацію розріджуюНа фігурі креслення (Фіг ) наведено принципочого ферменту під час розварення Розварений ву технологічну схему, яка пояснює заявлений заміс - сусло, насосом 9 подають в теплообмінний спосіб Для здіснення способу використовували апарат 5 і охолоджують до температури бродіння типове обладнання, яке виробляється заводами 34 36°С Частину сусла із теплообмінного апарапродовольчого машинобудування ту подають безпосередньо разом із 50мл оцукрюДалі винахід ілюструється такими прикладами ючого ферменту в дріжджовий апарат 6 для пригоконкретної реалізації способу тування виробничих дріжджів Приклад 1 Заміс готують у розрахунку на пеДругу частину сусла задають у бродильний реробку однієї тони умовного крохмалю У змішуапарат 7, де перемішують із виробничими дріжвачі 1 при температурі 50 55°С змішують 2,0т джами, оцукрюючим та комплексним розріджуючодробленої пшениці, 5,0м3 гарячої води та всю КІЛЬоцукрюючим ферментом, це дає можливість розКІСТЬ розріджую чого ферменту - 270мл Із змішуріджувати та оцукрювати вача 1 заміс качають насосом 8 в теплообмінник Таблиця Температура, °С До прикладу Сировина в змішу вачі В апараті ферментативної обробки Витрати ферментів мл/тС») в в змішу лериліза ваш торі І го ІІ-го ступеню ступеню оцукрюю чий Картопля 50 55 78 82 65 70 Кукурудза Про- Кукурудза тотип 50 55 93 95 78 83 50 55 90 70 120 460 66 14 64 4 380 66 12 68 6 515 68 15 648 1000 845 72 21 64 0 комплексний оцукрю ючмй 270 50 950 80 (5%) (95%) (100%) 450 50 950 80 (5%) (95%) (100%) 360 50 950 80 (100%) 3 год Вихід спирту, дал/г умовного крохмалю Витрати гріючої парк, (100%) 2 Пшениця Термін бродіння, кг/т Витрати охолод жувальної води м3/т в оцук рюеачі в бродильному апараті (100%) 1 50 55 90 92 70 75 розріджуючий В дріжд жовому апараті оцукрюю чий (5%1 (95%) (100%) 400 (100%) крохмаль, який додатково виділяється Із сировини під час спиртового бродіння Температурні показники процесу, витрати ферментів, гріючої пари і води, вихід спирту із 1т умовного крохмалю, а також термін бродіння наведені в прикладі 1 таблиці Приклад 2 Для одержання спиртової бражки взяли 6,0т картоплі (із розрахунку на 1т умовного крохмалю), 1м3 гарячої води та 450мл розріджуючого ферменту, далі спосіб здійснюють так як описано в прикладі 1, за винятком того, що температуру в апараті ферментативної обробки 1-го і ІІго ступеню підтримують 78 82°С та 65 70°С ВІДПОВІДНО Технологічні показники наведені в прикладі 2 таблиці Приклад 3 Для одержання спиртової бражки 100%) взяли 1,5т дробленої кукурудзи (із розрахунку на 1т умовного крохмалю), 5,5м3 гарячої води та 360мл розріджуючого ферменту Далі спосіб здійснювали так, як описано у прикладі 1 Температура розварювання, витрати ферментів, гріючої пари і води, вихід спирту із 1т умовного крохмалю та термін бродіння наведені в прикладі 3 таблиці Для порівняння у таблиці також наведено дані за прототипом Наведені в таблиці дані підтверджують досягнення технічного результату Спосіб може бути реалізований на типовому обладнанні і не потребує значних додаткових капіталовкладень 35247 Оцукрюючий фермент Фіг Комп ютерна верстка О Воробей Підписано до друку 05 07 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комгтет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна