RU2421525C1 - Способ получения патоки из крахмала - Google Patents
Способ получения патоки из крахмала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421525C1 RU2421525C1 RU2010120983/13A RU2010120983A RU2421525C1 RU 2421525 C1 RU2421525 C1 RU 2421525C1 RU 2010120983/13 A RU2010120983/13 A RU 2010120983/13A RU 2010120983 A RU2010120983 A RU 2010120983A RU 2421525 C1 RU2421525 C1 RU 2421525C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starch
- suspension
- enzyme
- product
- preparation
- Prior art date
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 129
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 124
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 48
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 44
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 44
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims description 9
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 claims description 9
- 108010073178 Glucan 1,4-alpha-Glucosidase Proteins 0.000 claims description 8
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 claims description 7
- 102100022624 Glucoamylase Human genes 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 108010019077 beta-Amylase Proteins 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 abstract 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 abstract 3
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 9
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 235000013681 dietary sucrose Nutrition 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N saccharin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NS(=O)(=O)C2=C1 CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения сахаросодержащих продуктов. Способ получения патоки из крахмала включает приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии, кавитационную обработку с нагреванием суспензии, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание. Приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул. Суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 часов. В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, может быть использована альфа-амилаза или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата может быть использована глюкоамилаза или β-амилаза в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта может быть осуществлено в течение 25-30 часов. Это обеспечивает сокращение цикла получения патоки из крахмала за счет более высокой степени дезагрегации гранул крахмала в кавитаторе, лучший контакт ферментов с крахмалом и более интенсивный ферментативный гидролиз крахмала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения сахаросодержащих продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности.
Известен способ получения патоки и других сахаристых крахмалопродуктов из чистого ржаного крахмала (Андреев Н.Р., Ладур Т.А., Филиппова Н.И. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар. / Пищевая и перерабатывающая промышленность. Серия 19: Крахмало-паточная промышленность // Обзорная информация, выпуск 1. - Москва, АгроНИИТЭИПП, 1995. - С.23-24). Из ржаного крахмала готовят в подготовительном реакторе гидросуспензию с концентрацией крахмала 35,0% и подвергают двухстадийному разжижению при температуре 85°С с применением ферментного препарата амилосубтилин (дозировка: 1000-1500 ед на 1 г сухого крахмала) при постоянном перемешивании смеси механической мешалкой. Промежуточная термообработка частично разжиженного крахмала осуществлялась при температуре 120°С в течение 5 минут. Перед осахариванием промежуточный продукт перемещают в основной реактор с механической мешалкой. Осахаривание разжиженного крахмала проводят при постоянном перемешивании с применением ферментного препарата глюкоамилазы при рН и температуре, являющимися оптимальными для действия фермента. По получению крахмальной патоки продукт фильтруют, обесцвечивают активированным углем и уваривают под вакуумом до концентрации готовой продукции - 78% сухих веществ.
Известен другой способ получения патоки из крахмала, предусматривающий приготовление суспензии крахмала с концентрацией 35%, введение в суспензию разжижающего фермента альфа-амилазы, проведение в биореакторе первой стадии разжижения при температуре 85°С и перемешивании смеси механической мешалкой, выделение из частично ожиженного крахмала жиробелковых примесей, дальнейшее нагревание суспензии до 130°С с выдерживанием в течение 5 минут в автоклаве, последующее охлаждение частично ожиженного крахмала до 85°С, проведение второй стадии ожижения альфа-амилазой с выдерживанием при этой температуре при постоянном перемешивании в течение 60 минут, осахаривание разжиженного крахмала в другом биореакторе с механической мешалкой ферментным препаратом глюкоамилазой при рН 4,3 и температуре 56°С в течение 72 часов при перемешивании, инактивацию фермента нагреванием, очистку гидролизата активированным углем и его уваривание до заданного содержания сухих веществ в полученной патоке (SU 1337412 А1, 15.09.1987).
Недостатком вышеприведенных способов является большая длительность процесса, что связано с неэффективным взаимодействием ферментов с крахмалом в процессе его гидролиза вследствие неравномерного распределения ферментов в массе продукта, обусловленного особенностью перемешивания реакционной смеси механической мешалкой. Кроме того, в данных способах необходим предварительный нагрев суспензии крахмала до температуры выше 100 градусов Цельсия, что требует дополнительных энергетических и временных затрат.
Известен способ получения патоки из крахмала, реализованный в описании устройства по авторскому свидетельству SU №488861, С13К 1/06, опубл. 25.10.1975. Способ включает приготовление крахмального молочка из пищевого крахмала в подготовительном реакторе при одновременном перемешивании механической мешалкой, подачу в подготовительный реактор ферментного препарата альфа-амилазы, нагрев смеси до температуры декстринизации крахмала и выдерживание смеси при перемешивании до окончания процесса разжижения крахмала, перемещение продукта в основной реактор охлаждение продукта до температуры осахаривания крахмала, введение ферментного препарата глюкоамилазы и проведение процесса осахаривания крахмала при данной температуре при постоянном перемешивании механической мешалкой в основном реакторе в течение времени, достаточного для завершения процесса ферментативного гидролиза крахмала, с последующим удалением из полученного продукта остатков реагентов путем перемещения продукта в ультрафильтрационный аппарат.
Однако данная технология имеет длительный цикл получения конечного продукта, что связано с низкой скоростью процесса разжижения и осахаривания крахмала ферментами, обусловленной неравномерным распределением ферментов в массе продукта вследствие неэффективного перемешивания реакционной смеси механической мешалкой. Кроме того, длительность цикла получения готового продукта увеличивается необходимостью перемещения продукта в процессе его модификации от крахмала до патоки из одного реактора в другой, а затем в аппарат для ультрафильтрации продукта.
Известен способ получения крахмальной патоки (RU №2061048, С13К 1/04, опубл. 27.05.1996 г.), включающий подачу в варочный котел водного раствора серной кислоты и доведения до кипения. После чего приводится в действие вибрационно-акустическая насадка, которая создает вибрационное перемешивание раствора с интенсивностью вибрации от 0,8 до 1,2 кВт/м2. Затем в котел подается подкисленная серной кислотой водная суспензия крахмала. Происходит заваривание крахмала с последующим кипячением образовавшегося растворимого крахмала. После нейтрализации серной кислоты и упаривания патоки открывают запорный вентиль и осуществляют откачку готового продукта. Вибрационная насадка функционирует во время всего процесса изготовления крахмальной патоки, обеспечивая перемешивание раствора внутри котла. Это обусловлено тем, что из-за разницы гидравлических сопротивлений при диффузорном и конфузорном истечении раствора через конические отверстия при вибрации тарелки между ее поверхностями возникает перепад давлений (при истечении жидкости через сужающееся отверстие гидравлическое сопротивление выше, чем при истечении жидкости через расширяющееся отверстие), который приводит к возникновению циркуляции раствора и наряду с вибрационным полем обеспечивает его интенсивное перемешивание.
Однако при ферментативной биоконверсии крахмала в патоку происходит инактивация ферментов ультразвуком, что снижает эффективность биоконверсии крахмала в патоку, удлиняет цикл получения готового продукта и требует дополнительного количества ферментов. Использование серной кислоты требует дополнительных мер безопасности, дополнительных затрат на ее нейтрализацию, при этом продукт загрязняется неорганическими примесями.
Известен способ получения кормовой патоки из зерна, включающий предварительное измельчение зерна до размеров 2-4 мм, дробное введение его в воду при перемешивании в соотношении 1:2 при температуре воды 35-40°С, подачу в кавитатор, после подачи половинного количества зерна в кавитатор подается комплекс ферментов: α-амилазы бактериальной 1,0-1,5 ед/г крахмала и ксиланазы 1-2 ед/г целлюлозы. При кавитации поддерживается температура реакционной массы 43-50°С и рН 6,2-6,4, а дальнейшее осахаривание полученной смеси проводят глюкаваморином ГЗХ из расчета 3 ед/г крахмала при температуре 55-58°С и рН 5,5-6,0 (RU №2265364, А23К 1/00, С13К 6/00, опубл. 10.12.2005 г.).
Однако при ферментативной биоконверсии крахмала в патоку происходит инактивация ферментов в кавитаторе под действием ультразвука и гидродинамических факторов, что снижает эффективность биоконверсии крахмала в патоку, удлиняет цикл получения готового продукта.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения патоки из крахмала, предусматривающий приготовление крахмальной суспензии, подачу ее в биореактор, введение в него ферментного препарата альфа-амилазы, нагревание, разжижение крахмальной суспензии при перемешивании, охлаждение разжиженной крахмальной суспензии до температуры осахаривания, введение в охлажденную разжиженную крахмальную суспензию ферментного препарата глюкоамилазы, осахаривание при данной температуре, инактивацию фермента, очистку полученного продукта и его уваривание. Разжижение крахмальной суспензии и осахаривание проводят в газовихревом биореакторе, в емкости которого над поверхностью крахмальной суспензии создают вихревое движение аэрирующего воздуха под крышкой емкости с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, при этом перемешивание суспензии при проведении процесса разжижения и осахаривания осуществляют при помощи этого вихревого потока воздуха (RU №2283349, С13К 1/06, опубл. 10.09.2006 г.).
Недостатком способа-прототипа является длительный цикл (более 50 часов) получения патоки из крахмала вследствие значительной продолжительности периода эрозии гранул крахмала, что замедляет процесс ферментативного гидролиза крахмала.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение цикла получения патоки из крахмала за счет более быстрой эрозии гранул крахмала за счет кавитационного воздействия на них жидкой среды, лучший контакт ферментов с крахмалом и более быстрый ферментативный гидролиз крахмала.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения патоки из крахмала, включающем приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, декстринизирующего крахмал, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом ведут в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание, отличающийся тем, что приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул, причем суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 часов.
Указанная величина энергии получена расчетно-экспериментальным путем и обусловлена прочностью гранул крахмала к механическому разрушению. Величина энергии менее 9,0±0,5 кДж/моль, подводимая в других аппаратах к гранулам крахмала в суспензии, значительно увеличивает время обработки продукта и не позволяет полностью дезагрегировать гранулы крахмала.
В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.
В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, а осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 часов.
Способ осуществляют следующим образом.
Вначале приготавливают крахмальную суспензию, перемешивая крахмал с водой в емкости кавитационного аппарата в течение от 1 до 5 минут. Далее в реакционную массу вносят разжижающий фермент и, регулируя скорость вращения ротора, обеспечивают кавитационное воздействие на обрабатываемый продукт и подвод к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул в течение от 2 часов до 4 часов. В процессе кавитационной обработки крахмальных гранул идет их эрозия с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 80-90°С. В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.
Обработку суспензии крахмала производят в кавитаторе в котором происходит процесс кавитации, основанный на гидродинамических колебаниях высокой интенсивности в жидкой среде, сопровождающийся явлениями 2 типов:
- гидродинамическими;
- акустическими;
с образованием большого количества кавитационных пузырьков-каверн. При этом происходит нагревание суспензии в результате адиабатического сжатия при кавитационном схлопывании пузырьков. В кавитационных пузырьках происходит концентрирование мощностей акустических колебаний жидкости, энергия которых составляет не менее 9,0±0,5 кДж/моль, что обеспечивает разрыв связей в набухших крахмальных гранулах (Ю.В.Бадиков, B.C.Пилюгин, Р.Б.Валитов. Использование аппаратов гидроакустического воздействия в гетерофазных процессах. М., Химия, 2004, с.244). При этом кавитационные воздействия способствуют эффективной эрозии крахмальных гранул.
Далее жидкий продукт перемещают из кавитационного аппарата в газовихревой биореактор, где продукт осахаривают ферментным препаратом. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента. В газовихревом биореакторе формируют над поверхностью крахмальной суспензии вихревое движение аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, вследствие чего суспензия крахмала перемешивается без застойных зон и равномерно осахаривается в течение 25-30 часов. Полученный продукт очищают и уваривают.
Ниже приведены примеры 1 и 2 конкретного выполнения способа.
Пример 1. В кавитационную емкость объемом 100 л вносят 70 л воды и доводят рН водной среды до 5,0. Включают кавитационный аппарат, обрабатывают воду в течение 3 минут и порциями вносят кукурузный крахмал в количестве 30 кг. Далее в реакционную массу вносят 45 г альфа-амилазы с активностью 1500 ЕА/г и обрабатывают массу в кавитаторе в течение 2,5 часов с подводом энергии 9,0±0,5 кДж/моль для разрыва связей в набухших крахмальных гранулах и ускорения их эрозии. В процессе кавитационной обработки водно-крахмальной суспензии идет эрозия крахмальных гранул с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 85°С. Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор. Для получения патоки из крахмала используют конструкцию реактора с газовихревым перемешиванием, который описан в патенте РФ №2283349, МПК С13К 1/06, опубл. 10.09.2006 г. Устанавливают необходимое число оборотов лопастного колеса реактора, при вращении которого над поверхностью крахмальной суспензии создается разрежение в приосевой зоне емкости и повышенное давление на периферии этой емкости. Под действием перепада давления между периферией и приосевой зоной газовой полости над поверхностью жидкости формируется закрученный поток аэрирующего газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости и осевым противотоком в приосевой зоне, который генерирует в жидкости аналогичное турбулентное вращательное движение с интенсивным перемешиванием вдоль оси емкости. При поддерживании перепада давления между периферией и центром воздушного вихря в пределах от 1000 до 2200 Па обеспечивается наиболее полное взаимодействие крахмала с ферментами. В реактор добавляют 24 г глюкоамилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 25 часов.
Процесс контролируется по содержанию редуцирующих веществ. Для этого отбирают пробу гидролизата, нагревают до кипения с целью инактивации фермента, фильтруют и в фильтрате определяют редуцирующие вещества методом Лейна-Эйнона или методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Осахаривание считается законченным, когда содержание глюкозы в сиропе превышает 97% от количества внесенного крахмала при двойном ферментативном гидролизе.
По истечение процесса осахаривания реакционную массу фильтруют через пресс-фильтр в горячем виде. Далее реакционную массу упаривают под вакуумом до содержания сухих веществ 78%. В патоке содержание глюкозы составляет 98,7%.
Пример 2. В емкость кавитационного аппарата объемом 100 л вносят 70 л воды и доводят рН водной среды до 4,0-5,0 ед. Включают кавитационный аппарат, обрабатывают воду в течение 3 минут, порциями вносят кукурузный крахмал в количестве 30 кг.
Далее в реакционную массу вносят вносят 40 г амилосубтилина с активностью 1500 ЕА/г и обрабатывают смесь кавитатором в течение 3,5 часов с подводом энергии 9,0±0,5 кДж/моль для разрыва связей в набухших крахмальных гранулах и ускорения их эрозии.
В процессе кавитационной обработки водно-крахмальной суспензии идет эрозия крахмальных гранул с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 85°С.
Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор.
В реактор добавляют 35 г β-амилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 30 часов при интенсивном газовихревом перемешивании, как в примере 1.
Процесс контролируется по содержанию редуцирующих веществ. Для этого отбирают пробу гидролизата, нагревают до кипения с целью инактивации фермента, фильтруют и в фильтрате определяют редуцирующие вещества методом Лейна-Эйнона или методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Осахаривание считается законченным, когда содержание сахаров превышает 98% от количества внесенного крахмала при двойном ферментативном гидролизе.
| Таблица | |||
| Сравнительные технологические характеристики | |||
| № пп | Наименование способа получения патоки из крахмала | Время гидролиза крахмала, час | Содержание целевого продукта в патоке, % |
| 1 | Заявляемый способ получения глюкозной патоки по примеру 1 | 27,5 | 98,7 глюкоза |
| 2 | Заявляемый способ получения мальтозной патоки по примеру 2 | 33,5 | 56,0 мальтоза, остальное глюкоза |
| 3 | Способ-прототип получения глюкозной патоки | 53,45-54,03 | 97,84-98,38 глюкоза |
По истечение процесса осахаривания реакционную массу фильтруют через пресс-фильтр в горячем виде. Далее реакционную массу упаривают под вакуумом до содержания сухих веществ 78%. В патоке содержание мальтозы составляет 56,0%, а остальное - глюкоза.
Анализ экспериментальных данных показывает, что полученная кавитационно-вихревым способом глюкозная или мальтозно-глюкозная патока содержит целевой продукт в количестве 98,7-99,5%, а в прототипе - 97,84-98,38%, что несколько выше, чем в прототипе. При этом время гидролиза крахмала в предложенном техническом решении по сравнению с прототипом сокращается на 20-25 часов, что существенно для технологического процесса и подтверждает достижение заявляемого технического результата.
Claims (3)
1. Способ получения патоки из крахмала, включающий приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание, отличающийся тем, что приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул, причем суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120983/13A RU2421525C1 (ru) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | Способ получения патоки из крахмала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120983/13A RU2421525C1 (ru) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | Способ получения патоки из крахмала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2421525C1 true RU2421525C1 (ru) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010120983/13A RU2421525C1 (ru) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | Способ получения патоки из крахмала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421525C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528004C1 (ru) * | 2012-12-29 | 2014-09-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ получения пористого крахмала и глюкозного сиропа |
| RU2654248C2 (ru) * | 2012-08-09 | 2018-05-17 | Карджилл, Инкорпорейтед | Способ разжижения крахмала |
| RU2791688C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2023-03-13 | Михаил Александрович Апанайкин | Способ получения модифицированного крахмала |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2061048C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-05-27 | Александр Федорович Ещенко | Способ получения крахмальной патоки и устройство для его осуществления |
| RU2265364C2 (ru) * | 2003-12-18 | 2005-12-10 | ООО ПО "Сиббиофарм" | Способ получения кормовой патоки |
| RU2283349C2 (ru) * | 2004-10-21 | 2006-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская патока" (ООО "Сибирская патока") | Способ получения патоки из крахмала |
-
2010
- 2010-05-24 RU RU2010120983/13A patent/RU2421525C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2061048C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-05-27 | Александр Федорович Ещенко | Способ получения крахмальной патоки и устройство для его осуществления |
| RU2265364C2 (ru) * | 2003-12-18 | 2005-12-10 | ООО ПО "Сиббиофарм" | Способ получения кормовой патоки |
| RU2283349C2 (ru) * | 2004-10-21 | 2006-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская патока" (ООО "Сибирская патока") | Способ получения патоки из крахмала |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНДРЕЕВ Н.Р., ЛАДУР Т.А., ФИЛИППОВА Н.И. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар. Пищевая и перерабатывающая промышленность. Серия 19: Крахмало-паточная промышленность. Обзорная информация, выпуск 1. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1995, с.23-24. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654248C2 (ru) * | 2012-08-09 | 2018-05-17 | Карджилл, Инкорпорейтед | Способ разжижения крахмала |
| US10174130B2 (en) | 2012-08-09 | 2019-01-08 | Cargill, Incorporated | Process for starch liquefaction |
| RU2528004C1 (ru) * | 2012-12-29 | 2014-09-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ получения пористого крахмала и глюкозного сиропа |
| RU2791688C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2023-03-13 | Михаил Александрович Апанайкин | Способ получения модифицированного крахмала |
| RU2815351C1 (ru) * | 2023-04-20 | 2024-03-13 | Михаил Александрович Апанайкин | Способ получения сухого комплекса тапиокового крахмала с ибупрофеном |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2261897C1 (ru) | Способ и установка для производства кваса | |
| US8445672B2 (en) | High shear process for dextrose production | |
| KR101426062B1 (ko) | 브라이트 효모 발효 음료의 제조 방법 | |
| US12084637B2 (en) | Method and relative apparatus for the production of beer | |
| RU2421525C1 (ru) | Способ получения патоки из крахмала | |
| JP2019527550A5 (ru) | ||
| RU2425892C2 (ru) | Способ получения мальтозного сиропа | |
| JP2024525667A (ja) | 酵母からタンパク質および糖類を単離するための方法 | |
| FR2563234A1 (fr) | Procede de preparation du d-glucose et d'hydrolysats d'amidon | |
| RU2150504C1 (ru) | Способ производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья | |
| CN103849692A (zh) | 一种超声热联灭菌强化制糖工艺 | |
| CN112226472A (zh) | 一种麦芽糊精生产工艺 | |
| RU2283349C2 (ru) | Способ получения патоки из крахмала | |
| CN101294174A (zh) | 一种乳酸生产中糖水过滤除菌的方法 | |
| RU2156806C1 (ru) | Способ производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья | |
| JPS62289168A (ja) | 酒類の製造法及びその装置 | |
| RU2252257C1 (ru) | Способ подготовки крахмалсодержащего сырья при производстве спирта | |
| RU2667097C2 (ru) | Способ получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья | |
| CN113974141B (zh) | 一种梅灵丹速溶冲剂及其制备方法 | |
| CN117802183A (zh) | 一种麦芽糖浆的制备方法 | |
| RU2054043C1 (ru) | Способ получения спирта для национального напитка "иристон" | |
| CN120555117A (zh) | 一种含有人参提取物的白啤酒制备装置及其制备方法 | |
| RU2359034C2 (ru) | Способ производства этилового спирта из зернового сырья (варианты) | |
| BR102023016084A2 (pt) | Processo para tratamento do pé de cuba de fermentação | |
| RU2021102726A (ru) | Способ получения этилового спирта из зернового сырья |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160525 |